“CA6140车床”拨叉零件

1、文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑，有帮助欢迎下载支持.机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计“CA6140车床”拨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：季鹏班 级：机械0602班学 号：05指导教师：袁艳玲江南大学机械工程学院2009.6江南大学机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“CA6140车床”拨义零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）内容：1.零件图1张2 .毛配图1张3 .机械加工工艺过程综合卡片1张4 .夹具装备图1张5 .夹具体零件图1张6 .课程设计说明书1份原始资料：该零件图样，Q=4000台/年，n=l件/台，每日1班

2、|-W厅后机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课， 并进行了生产实习的基础上进行的乂一个实践性教学环节。这次设计使我们能综 合运用机械在制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识， 独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工 艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好基 础。由于能力有限，经验不足，设计中还有很多不足之处，希望各位老师多加指 教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定1 .零件的作用题目给定的零件是CA6140车床中的拨又，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

3、行工作。2 .零件的工艺分析该零件要求粗糙度较高，故较高比较容易3 .零件的生产类型依设计题目知：Q=4000台/年，n=l件/台；结合生产实际，备品率和废品率 分别取0.1和0.01,该零件生产纲领N=4000*l* (1+0.1) * (1+0.01) =4444 件/年零件属轻型零件，生产类型为大批生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1 .选择毛坯该零件材料为HT200,选用铸件。2 .求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长80min,宽40mm，高75mm，故最大轮廓尺 寸为80mm3 .选取公差等级CT查表，铸造方法为机器造型，铸件材料按灰铸铁，得公 差等级CT范围812级

4、，取为10级。4 .求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,查表，公差 相对于基本尺寸对称分布。5 .求机械加工余量等级查表，铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁， 得机械加工余量等级范围EG级，取为F级。6 .求RMA对所有加工表面取同一数值，查表最大轮廓尺寸为80mm,机械加 工余量等级为F级，得RMA数值为Immo7 .求毛坯基本尺寸双侧力口 工 R = F+2RM A+CT/2内腔加工 R=F-2RMA-CT/2单侧加工 R=F+RMA+CT/2结果显示于毛坯图8 .毛坯图的绘制三、零件的分析1、零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨义，它位于车床变速机构中， 主要起

5、换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为的 面寸精度要求很高，因为在拨义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30包。5mm的面的槽和 滑移齿轮的配合精度要求很高。2、零件的工艺分析：CA6140拨又共有两组加工表面。1）以花键孔的中心线为基准的加工面。这一组面包括025位230mm的六齿方 花键孔、022包”花键底孔两端的2x15到角和距中心线为22mm的平面。2）以工件右端面为基准的26MB mm的花键经上述分析可知，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。四、工艺规程设计1、确定毛坯的

6、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5-5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30.8mmo2、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。3）制订工艺路线第一种方案：工序1：以右端面定位，铳削左端面工步1：粗铳左端面工步2：半精铳左端面工序2：以左端

7、面和下端面定位，粗铳上端面工序3：以上端面和左端面定位，扩孔至q21.8工序4：以q21.8孔定位，半精铳上端面工序5：以上端面定位，钱孔至q22工序6：以q22孔定位，倒角15工序7：以q22孔定位，拉花键工序8：以q22孔定位，铳削沟槽工步1：粗铳沟槽工步2：半精铳沟槽工序9：以前端面和后端面定位，钻孔工步1：钻两个中7通孔工步2：钻（p5锥孔工序10：攻螺纹工序11 ：检验第二种方案：工序1：以右端面定位，铳削左端面工步1：粗铳左端面工步2：半精铳左端面工序2：以左端面和下端面定位，铳削上端面工步1：粗铳上端面工步2：半精铳上端面工序3：以上端面和左端面，扩孔至（p21.8工序4：以上端

8、面定位，钱孔至q22工序5：以q22孔定位，倒角15工序6：以q22孔定位，拉花键工序7：以前端面和后端面定位，钻孔工步1：钻两个中7通孔工步2：钻（p5锥孔工序8：以q22孔定位，铳削沟槽工步1：粗铳沟槽工步2：半精铳沟槽工序9：攻螺纹工序10：检验第三种方案：工序1：以左端面和下端面定位，铳削上端面工步1：粗铳上端面工步2：半精铳上端面工序2：以右端面定位，铳削左端面工步1：粗铳左端面工步2：半精铳左端面工序3：以上端面和左端面，扩孔至中21.8工序4：以上端面定位，较孔至q22工序5：以q22孔定位，倒角15工序6：以q22孔定位，拉花键工序7：以前端面和后端面定位，钻孔工步1：钻两个q

9、7通孔工步2：钻中5锥孔工序8：以q22孔定位，铳削沟槽工步1：粗铳沟槽工步2：半精铳沟槽工序9：攻螺纹工序10：检验三种方案分析比较方案2将上表面一次加工完成，不能足够保证其与孔的位置精度要求，方案3 先加工上表面，然后加工左端面，不利于保证上表面的加工尺寸要求。方案1 避免了上述两种缺陷，比较合适。五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量叩、进给量f和切削速度V。确定顺序是先确定ap、 f,再确定Vo（1）工序1 ：铳75x40的端面至符合要求。工步1：粗铳背吃刀量为pi =2.6-1.0= 1.6mm。进给量的确定：机床的功率510Kw.工件夹具系统的刚度为中等条件，按切削用 量简

10、明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量:为/- =0.2mnVzo铳削速度：参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铳刀，其中 在d/z=80/l 0的条件下选取。铳削速度为v=40m/min。有公式n=1000i77rd可以得 :n=l000x40/兀 x80=l 59.1由于手册中的X51型立式铳床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铳削速度为:V=mrd，10（X）=160x3.14x80/1000=40.19m，min基本时间t：根据面铳刀平面（对称铳削、主偏角二90。）的基本时间计算公 式:t=（/ +。其中，/=75mm,取tzr=40mmo 则有：/.=0.5)

11、 +(1 3)=05(80疯匚0r )+2=7.36mm。= f xn= f. xzxn=0.2x 1 Ox 160=320mm/mint=(l +1 +/2 )/m. =(75+7.36+2)/320=0.264nMii-l 5.82s工步2：精铳背吃刀量的确定：pi =1 mm.进给量的确定：由切削用量简明手册中表3.3,按表面粗糙度为& =3.2pm的条 件选取，该工序的每转进给量fc=0.8nmi/ro铳削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铳刀，d/z=80/10, f_=0.08mm/z的 条件选取，铳削速度v为：v=57.6mnVmina由公式：n=1000r17rd可以求得

12、铳刀转速 n=229,3r/min。参照机械制造技术基础课程设计指导教程中生15的X51型立式铳 床的主轴转速，选取转速为n=210r/min。再将此转速代入上面公式，可以求得：v= njrd1l 000=52.78nmiiniii o基本时间的确定：根据机械制造技术基础课程设计指导教程中表543中面铳刀 铳平面(对称铳削、主偏角=90。)的基本时间公式+可以求得该工序的基本时间，其中/=75mm, /2 =l-3mm, I(X/2 =2mm P=40mni, / =7.36mm,得flir = f xn=0.8mm/rx210r/min= 168inni/min(=(/ + /, +/2 y

13、fm. =(75+2+7.36)/168=0.502nwi-30.13s(2)工序2：粗铳80x40端面粗加工余量为1mm,背吃刀量为261=1.6进给量的确定：机床的功率按510Kw,按切削用量简明手册中表3.3选取该 工序的每齿进给量为/- =0.6mnVzo铳削速度：参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铳刀，其中 在d/z=50/8的条件下选取。铳削速度为v=23.7m/min。有公式n=1000r.1兀d可以得到：n=1000x40/7rx50=159.15r/hiiii由于手册中的X51型立式铳床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铳削速度为:1000=160x

14、3.14x50/1000=25.1 nVmin基本时间t据面铳刀铳平面不对称铳削的计算时间计算公式：按机械制造技术基础课程设计指导教程表545切入和切出行程速度，：V=/ xn=xzxn=0.6x8x 160=768mm/niint=(5O+29y768=(3)工序3：扩孔至p21.8背吃刀量的确定：取进给量的确定：由切削用量简明手册中表2.10的资料，选取该工件的每转的进 给量 f=l.l rnm/r。切削速度的确定：根据相关资料，确定:v=0.4 =0.1x22=8.8m/min山公式 n=1000v/兀d。可以得到：n=1000x8.8/227i=127.4r/min按机床选取n=140

15、r/niin,得切削速度=叫=9.67?/min1000基本时间t:其中/=80mm, i = 2cotk,+(1 2) =lxL66+l=3.66mm/min, l2 =l-4mm,取2/2 =2mmo所以基本时间t为：(4)工序4：半精铳80x40端面半精加工余量为1mm,背吃刀量为2-1=1进给量的确定：机床的功率按510Kw,按切削用量简明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量为f: =0.2nmVzo铳削速度：参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铳刀，其中 在d/z=80/10的条件下选取。铳削速度为v=40m/min。有公式n=1000r/?rd可以得到：11=1000x

16、40/71x80=159.15r/miii由于手册中的X51型立式铳床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铳削速度为:V=imd/1000=160x3.14x80/1000=40.19m min基本时间t据面铳刀铳平面不对称铳削的计算时间计算公式：按机械制造技术基础课程设计指导教程表545切入和切出行程速度，：V= f xn= f: xzxn=0.2x 1 Ox 160=320mni/mint=(80+29)/320=(5)工序5：扩孔钻头选择：见切削用量简明手册表2.2钻头几何形状为(表2.1及表2.2)：双锥修磨具刃，钻头参数：d =(D21.8mm 0=30。，2=118。，2

17、=70。，bs=3.5min ,ao=12, T=55,b=2nuii, =4mm。按机床进给强度决定进给量：根据表2.9，当ob = 210MPa , d 0=20.5mm 取 f=0.7mm/n.决定钻头磨钝标准及寿命 表2-21,当do=2L8mm、钻头最大磨损量取0.9寿 命 T=45min.切削速度：由切削用量简明手册，表2-15得V=15m/minn=1000V/D=220基本工时，Tm=L/nf=（80+10）/ （220*0.7） =0.58 （min）（6）工序6：钱孔刀具直径d=21mm；刀具几何参数同上。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间，n和f都

18、不变,所以Tm同上Tm=0.58（7）工序7：倒角刀具：专用刀具。此工序使用专用刀具与手动进给。（8）工序8：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0.06mm,拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工时t=Zbhk/1000v,Z式中：Zb 单面余量1.5mm（由中21mm拉削到25mm）；L拉削表面长度，80mm；n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）；fz拉刀单面齿升；Z拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P拉刀齿距。P二( 1 25-1.5)sqrt80= 1.35sqrt80= 12mm拉刀同时

19、工作齿数z=l/p=80/12-7其本工时 Tm=L5x80x 1.2x 1.4/1000x3.6x0.06x7=0.13(min)（8）工序8：铳宽为18。包12mm槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽18（严2mm,长L=40mm,加工 余量23mm由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铳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，ae=23, ap=10mm,选择刀具铳刀参数：L=10 D= 100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24选择铳削用量：由于槽的宽度为18mm，故:次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量简

20、明手册表3.3 确定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z选择铳刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨 损量为05由表3.8确定刀具寿命:T= lOOmin确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由切 削用量简明手册3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)KvCv=25,qv=0.2,Xv=0.1 ,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km= 1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=Vc=(Cvxdox

21、qv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98,6m/minn=l 000xVc/do= 1000x98.6/3.14x 100=314r/min根据X62W型铳床说明书选nc=300r/min实际速度 Vc= donc/1000=94.2in/min选 Vfc=ncf=3OOXO.5=15Omm/min 根据 X62W 型铳床说明书选选 Vf=150mm/minfzc=l 50/300x24=0.020mm/z基本工时基本工时根据切削用量简明手册表3.5Tm=(L+Ll+A )i/VG(40+20)X2/l50=0.8 (min)(9)工序9：钻孔切屑用量：本工序为

22、钻孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径为5mm和7mm, 使用切削液。确定进给量f：由于孔径和深度均较小，宜采用手动进给。确定钻头磨钝标准及耐用度：据表5-130,钻头后刀面最大磨损量为0.8mm, 耐用度分别为20min和35min确定切削速v：由表5-133,暂定进给量分别为f=0.3mm/r和0.4mm/rov=17m/min 和 18m/min基本时间：钻一个直径5mm孔和两个直径7mm孔，基本时间约为15s。（10）工序10：攻螺纹本工序为攻螺纹，刀具选用高速钢锥丝，使用切削液。进给量0.5mm/r,切 削速度4m/min,主轴转速800r/min,攻两个直径为8mm的螺纹，基本时间约为

23、 10so六、夹具设计本夹具是工序vnn用组合机床纵向钻三个孔的装用夹具，所设计的夹具装配图及工序简 图，家具体零件图如图所示。有关说明如下。（1） 定位方案 工件以026孔为定位基准，采用采用花键轴和支承钉组合定位方案, 花犍轴可以限制5个自由度，支承钉限制1个自由度，共限制了 6个自由度。（2） 夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足，通过拧紧右侧夹紧螺母使 垫片和压板同时压紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。压板夹紧力主要作 用是防止工件在钻削力作用下产生的倾覆和振动，手动螺旋夹紧是可靠的，可免 去夹紧力计算。（3） 夹具与机床连接元件 采用四个标准定位键A18h8JB/T 8016-1999,固定在夹具体底面的键槽中，用于确定钻床夹具相对于机床的正确位置.（4） 夹具体工件