工艺夹具毕业设计6CA6140车床拨叉831006设计说明书

机械制造技术基础课程设计说明书 年产量为 5000 件的 拔叉 （ CA6140 车床） 的机械加工工艺规程设计 专业：机械工程及自动化 年级： 2006 级 学号： 200603050523 姓名： 陈再华 2008-2009 学年春季学期 红河学院 06 机械 工程 及自动化 2 目 录 设计任务书 3 一序言 4 二 零件的分析 5 2.1零件的工艺分析 三 工艺规程设计 5 3.1确定毛坯的制造形式 3.2基面的选择 3.3制定工艺路线 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 3.5确定切削用量及基本工时 毕业小结 17 参考文献 18 课程设计学生成绩评定表 19 红河学院 06 机械 工程 及自动化 3 课程设计任务书 工学院 机械工程及自动化专业 2006 级 学生姓名： 陈再华 课程设计题目：年产量为 5000件的 拔叉（ CA6140车床 ） 的机械加工工艺规程 课程设计主要内容： 1. 绘制零件的毛坯图 2. 设计零件的机械加工工艺规程，并填写： （ 1） 整个零件的机械加工工艺过程卡； （ 2） 最重要表面所属工序的机械加工工序卡 3. 编写设计说明书。 设 计 指 导 教 师 （签字）： 教学基层组织负责人（签字）： 2009年 月 日 红河学院 06 机械 工程 及自动化 4 一、序 言 课程 设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行课程 设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们 的 大学生活中占有 重要的地位。 另外在做完这次 课程 设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （ 1）运用机械制造 技术基础 课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （ 2）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 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行一次适应性训练，从中锻炼自己 发现问题、 分析问题 和解决问题 的能力， 为今后参加祖国的 “四化 ”建设打一个良好的基础。 由于 我 个人 能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教 ，本人将表示真诚的感谢！ 红河学院 06 机械 工程 及自动化 5 二 、零件的分析 2.1零件的工艺分析 该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。 25 的 孔要求 03.055，需要精加工。 因是大批量生产，所以需用钻削。保证其加工精度。下面的叉口有 6.3的粗糙度的要求 ， 所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证 25 的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工 40 16 的槽，其粗糙度值为 3.2，所以一次铣销即可。但同时要满足该槽与 25 的孔的垂直度。 三 、工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为 HT200，采用铸造。根据 机械加工工艺师手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编） ，得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太 昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。 3.2 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。 因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择 40mm 圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度，达到完全定位。 （ 2）精基准的选择。 主要因该考虑基准重合的问题。当设计基 准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 3.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下，可以考虑采用万能 红河学院 06 机械 工程 及自动化 6 性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案一： 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 Z5120A立式钻床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 4.0055的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。 工序：粗铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位， 选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序：切断 55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序 检验。 工艺路线方案二： 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 Z5120A立式钻床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 4.0055的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立 式铣床和专用夹具。 工序：切断 55 叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A 红河学院 06 机械 工程 及自动化 7 立式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序 检验。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺卡片”。 以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以 及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在 25 的孔及其 40 16 的槽和 55 的端面加工要求上 ,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻 25 mm 的孔。由此可以看出：先钻 25 的孔 ，再由它定位加工 55 的内圆面及 端面，保证 25 的孔与55 的叉口的端面相垂直 。因此，加工以钻 25 的孔 为准。为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。 具体方案如下： 工序： 钻 、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 Z5120A立式钻床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 4.0055的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。 工序：粗铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的 外圆斜面 。以 25 的孔 和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序：切断 55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。 工序 检验。 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件材料为 HT200，硬度 170220HBS，毛坯重量约 1.12kg。 根据机械加工工艺师手 红河学院 06 机械 工程 及自动化 8 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，采用金属模铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分 别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、毛坯余量及尺寸的确定 毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。根据机械加工工艺师手册结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。 （ 1）粗铣 55 的叉口的上、下端面的加工余量及公差。 该端面的表面粗糙度为 3.2，所以先粗铣再精铣。 查机械加工余量手册（以下简称余量手册机械工业出版社 、孙本序主编）中的表 4-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT分为 79 级，选用 8级。 MA 为 F。再查表 4-2 查得加工余量为 2.0 mm。由工艺手册表 2.2-1至表 2.2-4和机械制造工艺与机床夹具（机械工业出版出版社、刘守勇主编）中表 1-15 及工厂实际可得： Z=2.0mm，公差值为 T=1.6mm。 (2)加工 35 3的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=4.0，公差值为 1.3 mm。 （ 3）铣 40 16的槽的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=4.0，公差值为 1.6 mm。 2、各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定 （ 1） 钻 25 的孔加工余量及公差。 毛坯为实心，不冲出孔。该孔的精度要求在 IT7IT9 之间，参照 工艺手册表 2.3-9表 2.3-12确定工序尺寸及余量为： 查 工艺手册 表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT 分为 79 级，选用 8 级。 MA 为 F。 公差值 T=0.12 mm， 钻孔 23mm 红河学院 06 机械 工程 及自动化 9 扩孔 24.8 mm 2Z=1.8 mm 铰孔 25 mm 2Z=0.2 mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 25 mm 的孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图 1。 由图可知： 由图可知： 毛坯名义尺寸： 42（ mm） 钻孔时的最大尺寸： 23（ mm） 钻孔时的最小尺寸： 22.5（ mm） 扩孔时的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（ mm） 扩孔时的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（ mm） 铸件毛坯 钻孔 扩孔 粗铰 精铰 加工前尺寸 最大 23 24.8 24.94 最小 22.5 24.45 24.79 加工后尺寸 最大 23 24.8 24.94 25 最小 22.5 24.45 24.79 24.95 加工余量 23 24.8 24.94 25 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 红河学院 06 机械 工程 及自动化 10 粗铰孔时的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（ mm） 粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（ mm） 精铰孔时的最大尺寸： 24.94+0.06=25（ mm） 精铰孔时的最小尺寸： 25-0.05=24.95（ mm） (2)铣 55 的叉口及上、下端面 因为叉口的粗糙度为 3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT 分为 79 级，选用 8 级。 MA 为 F。公差值 T=1.4 mm 粗铣 55 的叉口及上、下端面余量 1.0 mm。 2Z=2.0 精铣 55 的叉口及上、下端面。 2Z=2.0 （ 3）粗铣 35 3的上端面 因为该面的粗糙度为 6.3，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT 分为 79 级，选用 8 级。 MA 为 F。公差值 T=1.3mm 粗铣 35 3的上端面 2z=2.0 （ 4）粗铣 40 16的上表面 此面的粗糙度要求为 3.2，所以分粗精加工即可。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12确定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT 分为 79 级，选用 8 级。 MA 为 F。公差值 T=1.6mm，其偏差 0.7 粗铣 40 16的上表面 2Z=2.0 （ 5）铣 40 16的槽 此面的粗糙度要求为 3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定 红河学院 06 机械 工程 及自动化 11 工序尺寸及余量为： 查工艺手册 表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT 分为 79 级，选用 8 级。 MA 为 F。公差值 T= 1.6mm 。 粗铣 40 16的槽 2Z=2.0 精铣 40 16的槽 2Z=2.0 （ 6）切断 55 叉口 3.5 确定切削用量及基本工时 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。 1.加工条件 工件材料：灰铸铁 HT200 加工要求：钻 25 的孔，先钻 23 的孔在扩 24.8 的孔，再粗铰 24.94 孔，再精铰 25孔。 机床： Z5125A立式钻床。 刀具： 23麻花钻， 24.8的扩刀，铰刀。 2.计算切削用量 （ 1）钻 23的孔。 进给量 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 P47 表 2-23 钻孔进给量 f 为 0.390.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则f=(0.390.47) 0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取 f=0.25mm/r。此工序 采用 23的麻花钻。 所以进给量 f= 0.25mm/z 钻削速度 切削速度：根据手册表 2.13及表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。 m in )/(24.24923 181 0 0 01 0 0 0 rdw vns 根据手册 nw=300r/min,故切削速度为 m in )/(67.211000 300231000 md w n wV 红河学院 06 机械 工程 及自动化 12 切削工时 l=23mm， l1=13.2mm. 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： ( m in )55.125.0300 2.132380211 n w f llltm 扩孔的进给量 查切削用量手册表 2.10 规 定 ,查得扩孔钻扩 24.8 的孔时的进给量 ,并根据机床规格选取 F=0.3 mm/z 切削速度 扩孔钻扩孔的切削速度 ,根据工艺手册表 28-2确定为 V=0.4V 钻 其中 V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度 .故 V=0.4 21.67=8.668m/min m in )/(3.1118.24 668.81 0 0 01 0 0 0 rdw vns 按机床选取 nw=195r/min. 切削工时 切削工时时切入 L1=1.8mm,切出 L2=1.5mm ( m in )4.13.0195 5.18.180211 n w fllltm 粗铰孔时的进给量 根据有关资料介绍 ,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的 1/21/3,故 F=1/3f 钻 =1/3 0.3=0.1mm/r V=1/3V 钻 =1/3 21.67=7.22m/min m in )/(2.9294.24 22.710001000 rdw vns 切削速度 按机床选取 nw=195r/min,所以实际切削速度 红河学院 06 机械 工程 及自动化 13 m in )/(27.151 0 0 0 19594.241 0 0 0 md w n wV 切削工时 切削工时 ,切入 l2=0.14mm,切出 l1=1.5mm. ( m in )18.41.0195 5.114.080211 n w f llltm 精铰孔时的进给量 根据有关资料介绍 ,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的 1/21/3,故 F=1/3f 钻 =1/3 0.3=0.1mm/r V=1/3V 钻 =1/3 21.67=7.22m/min m in )/(9 7 5.9125 22.71 0 0 01 0 0 0 rdw vns 切削速度 按机床选取 nw=195r/min,所以实际切削速度 m in )/(3.151000 195251000 md w n wV 切削工时 切削工时 ,切入 l2=0.06mm,切出 l1=0mm. ( m in )1.41.0195 006.080211 n w f llltm 工序：铣 55 的叉口的上、下端面。 进给量 采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量fa=0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。 故进给量 f=0.6mm 铣削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5-6 得切削速度为 918m/min 根据实际情况查表得 V=15 m/min 红河学院 06 机械 工程 及自动化 14 切削工时 引入 l=2mm，引出 l1=2mm， l3=75mm。 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： ( m in )7.86.015 7522311 1 n w ftm lll 工序铣 55 的叉口 进给量 由工艺手册表 3.1-29 查得采用硬质合金立铣刀 ,齿数为 5 个， 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5-5 得 硬质合金立铣刀每齿进给量 f 为 0.150.30，由手册得 f取 0.15mm/z 故进给量 f=0.75 mm/z. 铣削速度： 由数控加工工艺（田春霞主编）中第 五章表 5-6 得 硬质合金立铣刀 切削速度为4590mm/min, 由手册得 V取 70mm/min. 切削工时 引入 l=2mm，引出 l1=2mm， l3=75mm。 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： ( m in )5.715.070 7522311 n w ftm lll 工序：铣 35 3的上端面。 进给量 采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量fa=0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导，吴拓、方琼珊主编）。 故进给量 f=0.6mm 铣 削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 红河学院 06 机械 工程 及自动化 15 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5-6 得切削速度为 918m/min 根据实际情况查表得 V=15 m/min 切削工时 切入 l=3mm,行程 l1=35。 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： ( m in )2.46.015 35311 n w ftm ll 工序：铣 40 16 槽的表面。 进给量 该槽面可用变速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为 2mm 故可一次铣出，铣刀规格为32，齿数为 8。由 工艺手册表 2.4-73，取每齿进给量为 0.15mm/z,ap=2mm 故总的进给量为 f=0.15 8=1.2 mm/z。 切削速度 由 工艺手册表 3.1-74,取主轴转速为 190r/min。则相应的切削速度为： m in )/(1.191 0 0 0 190321 0 0 0 mDnv 切削工时 切入 l=2mm切出 l1=2mm,行程量 l3=40mm。 查工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式 ： ( m in )92.12.11.19 4022321 n w ftm lll 工序铣 40 16的槽。 进给量 12.0016 的槽可用高速钢三面刃铣刀加工，铣刀规格为 16，齿数为 10。由机械加工工艺师手册表 21-5，取每齿进给量为 0.15mm/z,ap=2mm，故总的进给量为 f=0.15 10=1.5 mm/z。 切削速度 由工艺手册表 3.1-74,取主轴转速为 190r/min。则相应的切削速度为： 红河学院 06 机械 工程 及自动化 16 m in )/(55.91000 190161000 mDnv 切削工时 切入 l=2mm，切出 l1=2mm 行程量 l2=40mm。 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计 算公式： ( m in )0.35.155.9 4022211 n w ftm lll 工序：切断 55 叉口。 进给量 采用切断刀，齿数 4，每齿进给量fa=0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。 故进给量 f=0.6mm 铣削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5-6 得切削速度为 918m/min 根据实际情况查表得 V=15 m/min 切削工时 切出 l=2mm，切出 l1=2mm,行程量 =75mm。 查 工艺手册 P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： ( m in )7.86.015 7522211 n w ftm lll 工序：检验。 红河学院 06 机械 工程 及自动化 17 课程 设计小结 通过这次 课程 设计，我有了很大的收获学到了很多的东西 ； 本次 课程 设计是我们学完 了大学的全部基础课，专业基础课后进行的这是我们即将离开学院走上工