CA6140车床拨叉[831003】 加工工艺及钻Φ5锥孔夹具设计说明书资料

X X 大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 说 明 书 设计题目：制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计 钻 5 锥孔的钻床夹具设计 设 计 者： 指导教师： 200 年 月 日 . 目 录 摘 要 1 序 言 3 一零件的分析 4 1.1 零件的作用 .4 1.2 零件的工艺分析 .4 二工艺规程设计 5 2.1 确定毛坯的制造形式 .5 2.2 基准面的选择 .5 2.3 制定工艺路线 .5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .6 2.5 确定切削用量及基本工时 .7 三夹具设计 1 3 3.1 问题提出 13 3.2 夹具设计 .13 3.3 定位误差分析 13 3.4 夹紧设计及操作的简要说明 14 总 结 15 致 谢 16 参考文献 . 17 1 2 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 3 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 CA6140 拨叉加工工艺规程及其钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的 工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 4 ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 5 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route； After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications； Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts； Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 5 序 言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的 能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 6 一 零件的分析 1.1 零件的作用 ： 题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有 8mm 的筋板支撑，零件中部有 0220025 。的花键孔，上平面分别有 M8 的螺纹孔和 5mm 的锥孔 .,所有技术要求都是为了机床总体装配 .。 1.2 零件的工艺分析 ： 本零件可从零件图中可知 ,它有三 组加工面 ,而有位置要求 ,还有两组孔 ,也有位置和精度要求。 1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为 3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度为 3.2。 .最终达到要求。 3、以顶面为基准加工 0220025 。的花键孔，此面表面粗糙度为 6.3。采用 钻，扩即达到要求。 4、 18mm 的槽加工，此槽侧面粗糙度为 3.2，底面粗糙度为 6.3 即采取粗铣、半精铣，两步工序能达到要求。 5、加工 M8 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为 6.7，考虑到工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。 6、加工 M5 锥孔，由机械加工工艺手册查知 .配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。 7 二、工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 。 由零件要求可知，零件的材料为 HT200，考虑到本零件在具体工 作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。 2.2 基准面的选择 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不 重合时，应该进行尺寸换算，本题目我们以 0210025 。的孔为精基准，基本满足要求。 2.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。 工艺路线方案： 工序： 1/、铸造； 2/、时效处理； 3/、粗铣、半精铣左端面； 4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩 22 孔； 5/、钻、扩 22 孔； 6/、车 26 倒角 8 7/、拉花键孔； 8/、铣 18mm槽； 9/、钻 M8 底孔 6.7、攻丝 M8，配钻 M5 锥孔 10/、去刺 11/、检验。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件的材料为 HT200，硬度 HB170 200，毛坯重量约为 1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造， 13 级精度以下。 （批量生产） 根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下： 1零件端面： 此面是粗基准，是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册表 6-92 及公式（ 6-16）计算底面加工余量。 e=C 15.02.0max AA 式中 e 余量值； Amax 铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数 e=0.55 2.080 15.075 =2.5mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93 的要求。 2 顶面 .30 80 面： 因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为 e=3mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93 的要求。 3、中间 22 孔 毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为 IT7 IT8 之间，根据机械加工工艺设计实用手册确定尺寸和 余量。 9 钻孔： 20 扩孔： 22 e=2mm 4、 25 花键孔 以 22 孔为基准拉孔 e=3mm 5.铣 18mm槽 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 e=18mm 6、 M8 螺纹孔 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 M8 底孔为 6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。 钻 M8 底孔 6.7； 攻丝 M8； e= 1.3mm . 2.5 确定切削用量及基本工时 1、工序：铣端面 a/加工条件：机床： X62W 卧式铣床 刀具：高速钢圆柱铣刀 GB1106-85 其中 d=80mm, L=82mm , l=22mm b/计算切削用量：pa=2.5mm 由机械加工工艺手册表 15.53 可知： f= rmmzaf /2.1620.0 由切削用量手册表 9.4-8 可知： vt =0.34m/s nt=1.35r/s vft=1.70m/s 各休整系数为 Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8 所以有 V= 8.069.034.0 =0.19m/s 10 V= 8.069.035.1 =0.75r/s V= 8.069.070.1 =0.94mm/s 由 X62W 机床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s 所以实际切削速度 v=01000dn=0.20m/s=12m/min afc.=0 . 2 1 /fccv m m znz. 确定主轴转速： l1+l2=17mm l=75mm n=0100dv =7r/s=420r/min 切削工时： 12 9 2 1 . 5 3 m i nmwl l ltsnf 2、工序：铣 20+10 平面 加工条件：机床： X52K 立式铣床 刀具：高速钢立铣刀 其中 d=32mm, z=6 . 计算切削用量：pa=3mm 由机械加工工艺实用手册表 15-52 af=0.08mm/z 由机械加工工艺实用手册表 15-55 v=0.3m/s=18m/min ws dvn 1000 =1000 183.14 32=3r/s(179r/min) 按机床选取： srrn /67.4m in/2 8 0 3 . 1 4 3 2 3 . 1 7 0 . 3 1 7 /1 0 0 0 1 0 0 0dnv m s 实 际 切入 mml 101 切出 mml 22 l=80mm 11 1 . 5 2 /ffv a z n m m s. 切削工时： 121 8 0 1 0 2 1 . 0 1 m i n1 . 5 2mfl l lt v 3、 工序 钻，扩 22 孔 (1) 钻 20 孔 a/加工条件：机床： Z525 立时钻床 . 刀具：麻花钻 其中 d=20mm, .b/计算切削用量：pa=20mm 由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知： .f=0.36mm/r v=0.35m/s . 确定主轴转速： n=01000vd=.334r/min . 按机床选取： 3 9 2 / m i nwnr 实际机床选取： v=0 . 4 1 /1000n ms 切入 1 5l mm 切出 2 3l mm l=80mm 切削工时： 12 0 . 6 2 m i nmwl l ltnf. （ 2）扩 22 孔 a/加工条件：机床： Z525 立时钻床 . 刀具：扩孔钻 其中 d=22mm, .b/计算切削用量：pa=2mm 由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知： .f=0.81mm/r v=0.14m/s 12 确定主轴转速： n=01000vd=.121.5r/min . 按机床选取： 1 4 0 / m i nwnr 实际机床选取： v=0 . 1 6 /1000n ms 切削工时： 12 0 . 7 8 m i nmwl l ltnf. 4、拉花键孔 1 . 5 8 0 1 . 2 1 . 4 0 . 1 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 3 . 6 0 . 0 6 7ns zz l y rn m sv f z 5. 铣 18mm槽 a/加工条件：机床： x62w 卧式铣 .床 . 刀具：直齿三面刃铣刀 其中 d=80mm, z=18 b/计算切削用量：pa=18mm 由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-55 可知： .af=0.20mm/z v=0.3m/s 确定主轴转速： n=01000vd=71.6r/min . 按机床选取： 7 5 / m i nwnr 实际机床选取： v=0 . 3 1 4 /1000n ms 切削工时： 12 1 . 1 6 m i nmwl l ltnf. 6. 钻 M8 螺纹孔 (1) 钻 M8 螺纹底孔 6.7 孔 . a/加工条件：机床： Z525 立时钻床 . 13 刀具：麻花钻 其中 d=6.7mm, .b/计算切削用量 ：pa=6.7mm 由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知： .f=0.13mm/r v=0.35m/s . 确定主轴转速： n=01000vd=.998r/min . 按机床选取： 9 6 0 / m i nwnr 实际机床选取： v=0 . 3 4 /1000n ms 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 切削工时： 12 0 . 1 2 m i nmwl l ltnf. (2) 攻丝 M8 a/加工条件：机床： Z525 立时钻床 . 刀具：机用丝锥 其中 d=8mm, .b/计算切削用量：pa=1.3mm 由机械加工工艺手册表 15-53，表 15-37 可知： .f=1mm/r v=0.12m/s . 确定主轴转速： n=01000vd=286r/min . 按机床选取： 2 7 2 / m i nwnr 实际机床选取： v=0 . 1 1 /1000n ms 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 14 切削工时： 12 0 . 0 6 m i nmwl l ltnf. 15 三 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低 劳动强度，需要设计专用夹具。 经过和指导教师的协商，我决定设计钻 M5 锥孔的夹具设计，本夹具将用于 Z525 立式钻床。刀具为 .麻花钻，机用丝锥。 .为达到零件工艺要求，对零件进行钻、扩、 .两步工序进行加工。 3.1 问题提出 ：利用本夹具主要是钻 M5 锥孔。此孔 .没有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。 3.2 夹具设计 1） 根据定位基准的选择原则，采用以 22孔以及端面来定位。 2） 切削力及夹紧力计算 3） 09 . 8 1 Z f Y fFFF C d f K 查表可得 FC =42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、 .ZFK=.0.9 因此 Fz=.595N 09 . 8 1 Z M Y MMMM C d f K 查表可得MC=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、 .MK=.0.87 因此 扭矩 M=1.6Nm 由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=K F 其中：其余系数 K=K1 K2 K3 K4 16 K1 基本安全系数 1.3 K2 加工性质系数 1.1 K3 刀具钝化系数 1.15 K4 断续刀削系数 1.2 所以 K=1.3 1.1 1.15 1.2.=1.98 考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度 .校核 .。 3.3 定位误差分析 由于所加工的零件对本工序加工的面没有特殊的技术要求，虽然由于定位孔的加工误差以及底面的误差，可能产生所加工的面的平面度、位置度等形位误差，但是在这里是允许的。 3.4 夹紧设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹夹具时，应该注意劳动生产率。但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，螺旋夹紧机构成了首选的 方案。这种结构的缺点就是夹紧过程慢，且装卸不太方便。为了解决这一矛盾，我将其中的一个定位销设计成活动的。 17 总 结 课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次