2022年机械制造工艺学课程设计CA拨叉零件加工工艺规程附专用夹具设计.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械制造工艺学课程设计说明书题目:设计CA6140拨叉( 831005)零件的加工工艺规程及备工艺装(年产量为班 级:姓 名:指导老师:完成日期:4000 件)名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录名师归纳总结 一、零件工艺性分析1 4第 2 页,共 26 页1.1 、零件的作用1 1.2 、零件的工艺分析1 二、机械加工工艺规程设计22.1 、确定毛坯的制造形成2 2.2 、基准的挑选2 2.2.1粗基准的挑选2 2.2.2精基准的挑选2 2.3 、制定工艺路线
2、2 2.3.1工艺路线方案一3 2.3.2工艺路线方案二3 三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定3.1 、毛坯余量及尺寸的确定4 3.2 、确定工序4 四、夹具的设计12 4.1 、提出问题12 4.2 、设计思想13 4.3 、夹具设计13 4.3.1定位分析14 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4.3.2切削力、夹紧力、切屑用量和切屑速度的运算14 4.3.3夹具操作说明15 五 . 体会 15 名师归纳总结 六参考文献16 第 3 页,共 26 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一、零件工艺性分
3、析1.1 、零件的作用题目给定的零件是 CA6140 拨叉,它位于车床变速机构中,主要起换档,使主+0.012轴回转运动依据工作者的要求进行工作;宽度为 18 0mm 的槽尺寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度;所以,宽度为+0.012 180mm 的槽和滑移齿轮的协作精度要求很高;1.2 、零件的工艺分析该拨叉的全部技术要求列如下表: 粗糙度定位基准工程公差等级偏差( mm). 25 的六齿方IT12 +0.20 1.6 花键孔中心线花键孔0 6.3 花键孔中心线+0.20 . 22 的花键底IT12 孔0 6.3 花键孔中
4、心线0 两 端 的 2*15倒角尺寸 8 的槽IT9 +0.03 1.6 花键孔中心线0 尺寸 18 的槽IT6 +0.012 3.2 花键孔中心线 0 名师归纳总结 .6 的 花 键 槽IT6 +0.06 3.2 花键孔中心线第 4 页,共 26 页+0.03 宽- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 二、机械加工工艺规程设计2.1 、确定毛坯的制造形成零件材料 HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作牢靠;由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大,故可实行模锻成型;经查金属机械
5、加工工艺人员手册表 5-5 取等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 3 0.8mm;2.2 基准的挑选 2.2.1 粗基准的挑选准;由于要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以 40 的外圆表面的粗基2.2.2 精基准的挑选 为保证定位基准和工序基准重合,以零件的下低面为精基准;2.3 、制定工艺路线制 定 工 艺 路 线 得 出 发 点 , 应 当 是 使 零 件 的 几 何 形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证 , 在生产纲领已确定的情形下 , 可以考虑采纳万能性机床配以专用工卡具, 并尽量使工序集中来提高生产率;除此之外,仍应当考虑经济成效,以便使生产成
6、本尽量下降工艺路线方案一;2.3.1. 工序:1.粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15 倒角;2.粗、精铣削 B面;3.+0.03 铣削 80mm的槽;4.+0.012 铣削 180mm的槽;5.拉花键;2.3.2. 工艺路线方案二工序:1.粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15 倒角;以 40mm圆柱面为粗基准;选用C3163-1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹具;名师归纳总结 2.拉花键;以花键中心线及右端面为基准,X62W卧式铣第 5 页,共 26 页3.铣削槽 B 面;以花键的中心线及下低面为基准;选用- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 床加专
7、用夹具4.+0.03 铣削 80mm的槽;以花键的中心线及下低面为基准;选用X62W卧式铣床加专用夹具;5.+0.012 铣削 180mm的槽;以花键的中心线及下低面为基准;选用X62W卧式铣床加专用夹具;方案分析:上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最终一道工序;但此方案中 2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案二中的 3.4.5 道工序很简单对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为 3.4.5 道工序的定位基准;此方案定位精度高,专用夹具结构简单、牢靠,所以采纳方案二比较合理;三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 零件材料为HT
8、200,毛坯重量为1.0 kg b =160MPa HBS;依据机械加工工艺师手册(以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编)知生产类型为大批生产,采纳模锻锻模造毛坯;分别确定各加工表面的机械加工余依据上述原始资料及加工工艺,量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:3.1. 毛坯余量及尺寸的确定1.下端面的加工余量:下端面有3 0.8mm 的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除2.矩形花键底孔; 22 0+0.28,要求以矩形花键的外径定心,故采纳拉削加工内孔尺寸为见零件图,参照金属机械加工工艺人员手册表 3-59 确定孔加工余量的名师归纳总结 安排;钻孔 20mm,扩孔 21mm,拉花键,花键孔要
9、求以外径定心:拉削时加第 6 页,共 26 页工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2 =1mm 3.右端面的加工余量;此工序分2 个工步 1、粗铣右端面 2、精铣右端面;精加工余量为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 0.2mm,粗铣加工余量为 2.8mm 3.2 、确定工序工序 :车削下底面; 1 加工条件;工件材料:灰口铸铁HT200; b=145 MPa;铸造;加工要求:粗、半精车A 面并保证 28mm的工序尺寸, Ra=3.2 m机床 C3163-1;转塔式六角卧式车床;刀具:刀片材料; r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 K
10、r=90 n=15 2、运算切削用量;(1)已知长度方向的加工余量为3 0.8mm ;实际端面的最大加工余量为3.8mm ;故分二次加工(粗车和半精车);长度加工公差 IT 级 取-0.46 mm (入 体方向)(2)进给量、依据切削简明手册(第 3 版)表 1.4 当刀杆尺寸为16mm 25mm,mm时,以及工件直径为 60mm时(由于凸台 B 面的存在所以直径取 60mm).=0.6-0.8mm/ . 按 C车床说明书取. =0.6mm/n;所以:实际进给量由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75 0.85 f=0.6 0.8=0.48 mm/ 按 C车床说明书.0.53 (3)运算切削
11、速度;按切削简明手册表 为(寿命选 T=60min)刀具材料 YG6 f yv kv V=Cv/Tm ap xv 其中: Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 册表 1.28 1.27 ,切削速度的运算公式修正系数 Ko见切削手kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81 0.97 0.53 0.4 1.15 0.8 0.8 0.81 Vc =158/ 600.2 2 0.15=46.9m/min (4)确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8(r/min )名师归纳总结 按 C车床说明书 200 r min第 7 页,
12、共 26 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 所以实际切削速度 V=40.8m/min (5)切削工时,按工艺手册表 6.2-1 由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮,为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好预备Tm=L+L1+L2+L3/nw x f=0.33( min )L=65-0/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0 工序 II 精车下底面1 已知粗加工余量为 0.5mm;2 进给 量 f. 根 据切 削用量 简明 手册 表 1.6 , f=0.150.25mm/r 按 C 车床说明书 0.16 mm/r 运算切削速度 按切削用量简明手册表
13、1.27 ,切削速度的运算公式为(寿命选 T=60min)V=Cv/T m ap xv f yv kv =158/ 60 0.2 2 0.15 0.16 0.4 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97 =83.85m/min 3 确定机床主轴转速 . nw=1000vc/ 车床说明书 取 nw=400(r/min )实际切削速度 V=57.1m/min dw =410.8 (r/min )按 C31634 切削工时,查工艺手册表 6.2-1 Tm=L+L1+L2+L3/nwxf=22.5/400x0.16=0.35(min)由于下一道工序是钻孔,所以留下 .20mm的台阶,所以 L=65
14、-20/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 工序 III 钻花键孔钻头挑选:见切削用量简明手册表 2.2 钻头几何外形为(表2.1 及表 2.2 ):双锥修磨具刃,钻头参数: 20 =30 , 2 =118 , 2 =70 , b =3.5mm ,ao=12 , =55 ,b=2mm,=4mm;依据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48 、按机床进给强度打算进给量:依据表 020.5mm 可确定 f=0.75 ;2.9 , 当 b210MPa 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 按 C3163
15、-1 车床说明书 取 f=0.62mm/n. 、 打算钻头磨钝标准及寿命 量取 0.6 寿命 T=45min. 表 2.21 ,当 do=20mm、钻头最大磨损、切削速度 由切削用量简明手册,表 2.15 得 =21m/min n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有 280n/m和 400n/min 取 280n/min 取 n=280m/min. 实际 =17 m/min 、 基本工时, Tm=L/nf=80+10/280x0.62=0.32 min 入切量及超切量由表2.29. 查出 + =10mm 所以 Tm=L/nf=80+10/280x0.62=0
16、.32 min 工序 IV 扩花键孔刀具直径 do=21mm;刀具几何参数同上;由于两孔直径相差不大,为了节约停车和调换走刀量等帮助时间,n 和 f 都不变,所以 Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具 15 锪钻由于两孔直径相差不大,以表面粗度要求不高手动进给;工序 V 车倒角刀具:专用刀具;此工步使用到专用刀具与手动进给;检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2 可以查出 当 160245HBS 2.8 0.6 41 min 3.4kw 按 C 车床说明书 主电机功率 11可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21 当 21 0.64 查得转矩
17、 61.8 N.M 切削用量简明手册表由表 2.32 得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按 C车床说明书主电机功率 11可见 C比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要工序 VI 拉花键孔单面齿升:依据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为 0.06mm, 拉削速度 v=0.06m/s3.6m/min 切削工时 t=Zbl k/1000vf zZ 式中: Z b 单面余量 1.5mm由 21mm拉削到 25mm; L 拉削表面长度,
18、 80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2 ; k 考虑机床返回行程系数,取 1.4 ; v 拉削速度( m/min); f z 拉刀单面齿升; Z 拉刀同时工作齿数, Z=l/p ; P 拉刀齿距;P=1.25-1.5sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7 其本工时 Tm=1.5 80 1.2 1.4/1000 3.6 0.06 7=0.13min 工序 VII 粗铣右端面加工要求:粗铣 B 面,精铣 B 面, Ra=3.2;用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3mm 机床 : 62W 加工工件尺寸:宽度: 40mm 长度: 28mm
19、1 挑选刀具依据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度ae5mm时;直径为do=50mm 故齿数,由于采纳标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数(表 3.2 )rn=10 ao=162 切削用量留精铣的加工余量为 0.2 ,所以本道工步切削宽度 ac2.8 0.8 ,由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um. 依据表 3.5 得每转进给量0.5 mm/r 就能满意要求,但考虑到62W功率为 7.5kw,机床为中等系统刚度和 62W铣床说明书 所以每转进给量 0.6mm/r 3 挑选刀具磨钝标准及刀具寿命;依据切削用量简明手册表3.7 、 铣 刀 刀 齿 后 刀 面 的 最 大 磨 损 量 为 0.6 刀具寿
20、命 T=120min(表 3.8 )镶 齿 铣 刀 do=50mm,4 打算切削速度 Vc、可依据切削用量简明手册表 3.9 确定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8 0.8 , fz=f/z=0.0750.1mm/z 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - Vc=Cvdoqv/TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12
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