[机械制造课程设计]CA6140车床拨叉[831005]工艺及铣8槽夹具设计

下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目： 设计“ 叉零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（中批量生产） 设计者 指导教师 张永丹 刘学斌 天津工程师范学院 机制 0202班 2006年 1 月 3 日 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 需要 纸，扣扣 414951605 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 天津工程师范学院 机械制造工艺学 课程设计说明书 题目 设计“ 床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产） 内容 一 张 2毛坯图 一 张 3机械制造加工工艺过程综合卡片 一张 4结构设计装配图 一张 5结构设计零件图 一张 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 6课程设计说明书 一份 前 言 通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等 )。让我们 对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 在些次设计中我们主要是设计 此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，尤其是教务处张永丹老师，我系刘学斌老师的大力帮助，在此表示感谢！ 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 机制 0202班 第 2006年 1 月 15日 一 设计的目的： 机械制造工艺学课程设计 ,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原 理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。 二 零件的分析 （一）、零件的作用： 题目给定的零件是 叉（见附图 1）它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为 18+槽尺 寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果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 18+槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。 （二）、 零件的工艺分析： 叉共有两组加工表面。 1. 以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 25+六齿方花键孔、 22+7平面。 2. 以工件右端面为基准的 8+槽和 18+槽 经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。 二、工艺规程设计 (一 ) 确定毛坯的制造形成。 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 零件材料 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，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5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坯零件图如下图： （二）基准的选择。 1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以 40 的外圆表面的粗基准。 2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A 面为精基准。 (二 ) 制定工艺路线。 方案一 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. 铣 削 8+ 4. 铣削 18+ 5. 拉花键。 方案二 工序： 1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 40柱面为粗基准。选用 2. 拉花键。以 A 面为基准， 3. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 式铣床加专用夹具 4. 铣削 8+花键的中心线及 A 面为基准。选用 5. 铣削 18+槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 方案分析： 上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中 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 工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” (三 ) 机械加工余量。 拨叉材料为 坯重量为 1.0 b =160生产类型为由大、中批量生产 ，采用模锻锻模。 根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 1. A 面的加工余量 A 面有 3 加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除 2. 矩形花键底孔。 要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为 22 0+零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表 3 钻孔 20孔 21花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2 =1. B 面的加工余量。 此工序 分 2 个工步 1、粗铣 2、精铣 B 面。 精加工余量为 铣加工余量为 五 )确定切削用量及基本工时。 工序 ：车削 1加工条件。 工件材料：灰口铸铁 b=145 造。 加工要求：粗、半精车 A 面并保证 28工序尺寸， 床 塔式六角卧式车床。 刀具：刀片材料。 r =12. b= o= 0 n=15 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 2、计算切削用量。 （ 1）已知长度方向的加工余量为 3 实际端面的最大加工余量为 故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差 级 取 （入 体方向） （ 2）进给量、根据切削简明手册（第 3 版）表 刀杆尺寸为1625 ，以及工件直径为 60（由于凸台 B 面的存在所以直径取 60 = . 按 车床说明书 取 = mm/n。 由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=所以：实际进给量f= 按 车床说明书 （ 3）计算切削速度。按切削简明手册表 切削速度的计算公式为（寿命选 T=60 刀具材料 V=ap f 中： 58 M=正系数 削手册表 158/( 46.9(m/（ 4）确定机床主轴转速 000 r/ 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 按 车床说明书 200 r 以实际切削速度 V=（ 5）切削工时，按工艺手册表 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准备 L+2+nw x f= L=(652= 、 、 2、精车 1) 已知粗加工余量为 2) 进给量 f. 根据切削用量简明手册表 f=r 按 车床说明书 mm/r 计算切削速度 按切削用量简明手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T=60 V=ap f 158/( =m/3) 确定机床主轴转速 . 000 r/ 车床说明书 取 00（ r/ 实际切削速度 V=) 切削工时 ， 查工艺手册表 L+2+ 由于下一道工序是钻孔，所以留下 20台阶，所以L=(652=22.5 . 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 3、钻孔、扩孔、倒角。 （ 1）、钻孔 钻头选择：见切削用量简明手册表 头几何形状为（表 表 双锥修磨具刃，钻头参数： 20 =30 ， 2 =118， 2 =70， 2 , =55 ,b=2=4 根据切削用量简明手册表 2f=、按机床进给强度决定进给量：根据表 当 b 210 0 可确定 f= 按 床说明书 取 f=n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 0头最大磨损量取 命 T=45、切削速度 由切削用量简明手册，表 =21m/n=1000V/ D=由机床技术资料得和 近的有280n/m 和 400n/取 280n/ n=280m/实际 =17 m/、 基本工时， (80+10)/ 入切量及超切量由表 查出 + =10 所以 (80+10)/ （ 2）、扩孔 刀具直径 1具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 间， n 和 f 都不变，所以 上 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。 （ 3）、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 可以查出 当 160 245 41 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 21 查得转矩 切削用量简明手册表由表 功率公式 C 00 车床说明书 主电机功率 11 可见 得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 拉削速度 v=s(下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 切削工时 t=k/1000中： 单面余量 21削到 25 L 拉削表面长度， 80 考虑校准部分的长度系数，取 k 考虑机床返回行程系数，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数， Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=()2拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7 其本工时 80 000 7=工序 粗铣，精铣 B 面。 加工要求：粗铣 铣 B 面， 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3床 ： 62W 加工工件尺寸：宽度： 40度： 28. 粗铣 1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表 削宽度 5径为0齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数（表 0 6 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 于加工表面精度要求 .2 每转进给量 mm/考虑到 62床为中等系统刚度和 62W 铣床说明书 所以每转进给量r 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面的最大磨损量为 齿铣刀 0 刀具寿命 T=120 4) 决定切削速度 根据切削用量简明手册表 Z=8, 0 fz=f/z=z ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根据 铣床说明书选 n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 1m/ 1 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 切削功率的修正系数： 故 根据 铣床说明书，机床主轴允许的功率为 故 因此所决定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/80= =14. 精铣 1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 ）决定切削速度 可根据切削用量简明手册表 (n=1000V/ d=(211r/62n=210r/f=26mm/25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/125= =14序 铣削 8+。 加工工件尺寸： 8+ 长度 L=40载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 机床： ) 选择刀具：由加工尺寸公差 所以铣刀精度为精密级 刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 8故一次走完， mm 切削用量简明手册表 确定 f=r 现取f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4) 决定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 63=据 铣床说明书选 75r/载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 实际速度 000=选 根据 铣床说明书选选10mm/10/375 16=z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 式 圆周力 由表 28 得 0， ， c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103= 000=据 率足够。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/40+14)/110= =14序铣宽为 180+加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 180+ L=40工余量 23于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走， 3， 0 1) 选择刀具 铣刀参数： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 2) 选择铣削用量 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 由于槽的宽度为 18故二次走完， 3mm 0切削用量简明手册表 确定 f=r 现取 f=r 4=z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4）确定切削速度 定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 100=314r/据 铣床说明书选 00r/际速度 000=选 50mm/ 根据 铣床说明书选选50mm/50/300 24=z 5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )i/40+20)50= =20mm i=2(走两次 ) 工序 磨 18， 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 保证尺寸 181) 选择砂轮。 见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为 40 127 其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为 46#，硬度为软 2 级。 平型砂轮，其尺寸为 16 6 40（ D d H）。 2) 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂 =3000r/机床说明书 )， v 砂 =s 进给量 f=50mm/单行程 ) 切削工时。当加工 1 个表面时 L+y+ ) i K/50= 最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。 夹具设计 （ 一）问题的提出 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 经过与指导老师协商，决定设计第 4 道工序 铣宽为 80+0。 03的铣床夹具。本夹具将用与 式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 本夹具主要用来铣宽为 80+0。 03槽，由于采用宽为 80+0。 022精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度 （二）夹具设计 1定位基准的选择 由零件图可知，宽为 80+0。 03槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（ A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（ A）和花键心轴的中心线为主定位基准。 2切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢直齿三面刃铣刀， 63Z=14 P B Z (见切削手册 3 解得 200 (N) 其中 2， t=8 s, B=8 D=63 Z=14, 98)计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数 K= k1 k2 k3 平切削分力 z =220 (N) 垂直切削分力 z=60 (N) 其中： .5 .1 .1 ,= 200=400 (N) 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 实际加紧力为 100/00 (N) 其中 2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数， 2=母选用 生的加紧力为 W=2M/a+6 55)+3- 解得 ： W=1N) 其中： M=19000 a=2029, D=23d=16时螺母的加紧力 W 已大于所需 的 800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。 4夹具设计及操作说明 如前所述 ,在设计夹具时 ,应该注意提高劳动率 在螺母夹紧时采用开口垫圈 ,以便