机械制造工艺学课程设计CA6140拨叉831005说明书(附机械加工工艺过程卡和全套图纸)

1、机械制造工艺学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指导教师机械制造工艺学课程设计说明书题目设计“CA614阵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1.零件图一张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6 .课程设计说明书一份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稳固、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

2、工作奠定坚实的根底！在些次设计中我们主要是设计CA6140gt叉的铳床夹具.在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！机制202101班第A小组2021年1月1日设计的目的: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根本练习.同时,也为以后搞好毕业设计打下良好根底.通过课程设计到达以下目的：1、能熟

3、练的运用机械制造工艺学的根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水平.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练习,提升结构设计的水平.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水平.二.零件的分析一、零件的作用：题目给定的零件是CA6140gt叉见附图1它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动根据工作者的要求进行工作.宽度为18+o.o12omm勺梢尺寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使

4、滑移齿轮时如果梢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+o.O12omm勺梢和滑移齿轮的配合精度要求很高.二、零件的工艺分析:CA614般叉共有两组加工外表1 .以花键孔的中央线为基准的加工面这一组面包括？25+o.230mm的六齿方花键孔、？22+花键底孔两端的2X151到角和距中央线为27mm勺平面.2 .以工件右端面为基准的8+o.O3omm的梢和18+o.12omm勺梢经上述分析可知,对于两组加工外表,可先加工其中一组外表,然后借助于专用夹具加工另一组外表.二、工艺规程设计一确定毛坯的制造形成.零件材料HT2oo考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲

5、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外表的加工余量为3o.8mm毛坯零件图如下列图：二基准的选择.1 .粗基准的选择：由于要保证花键的中央线垂直于右端面,所以以4.的外圆外表的粗基准.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、精铳削B面.3, 铳削8+o,O3omm勺梢.4,铳削18+O,O12om

6、m勺梢.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40mmi柱面为粗基准.选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具.2, 拉花键.以A面为基准,3, 铳削梢B面.以花键的中央线及A面为基准.选用X62帏卜式铳床加专用夹具4, 铳削8+O,O3omm勺梢.以花键的中央线及A面为基准.选用X62怵卜式铳床加专用夹具.5, 铳削18+O,O12Omml勺梢.以花键的中央线及A面为基准.选用X62怵卜式铳床加专用夹具.方案分析：上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序.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

7、边,这样,方案二中的道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中央线和A面作为道工序的定位基准.此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠,所以采用方案二比拟合理.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.CA6140的拨叉材料为HT20Q毛坯重量为kg6b=160MRHBS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,分别确定各个加工外表的机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸如下：1 .A面的加工余量A面有30.8mm的加工余量,足够把铸铁的硬质外表层切除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.+,见零件图,参照?金属

8、机械加工工艺人员手册?表3-59确定孔加工余量的分配.钻孑L20mm扩孔21mm拉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2Z=1mm3. B面的加工余量.此工序分2个工步1、粗铳B面2、精铳B面.精加工余量为0.2mm粗铳加工余量为2.8mm五确定切削用量及根本工时.工序I:车削A面.1 .加工条件.工件材料：灰口铸铁HT20Qrb=145MP.铸造.加工要求：粗、半精车A面并保证28mm勺工序尺寸,R=m机床C3163-1.转塔式六角卧式车床.刀具：刀片材料.r=12.ao=6-8b=-10o=Kr=90n=152、计算切削用量.1长度方向的加工余量为3士

9、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IT12级取-0.46mm入体方向2进给量、根据?切削简明手册?第3版表当刀杆尺寸为16m诉25mm,a3mnfl寸,以及工件直径为060mnfl寸由于凸台B面的存在所以直径取60mm?=-0.8mmr.按C31631车床说明书取？=06mm/n由于存在间歇加工所以进给量乘以k=一所以：实际进给量f=x=0.48mm/r按C3163-1车床说明书？=mm/r(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=60min)刀具材料YG6V=G/(Tmapxvfyv)kv其中：Cv=158X

10、v=yv=0,4M=修正系数Ko见?切削手册?表kmv=kkv=kkrv=ksv=kBV=.Vc=158/(=(m/min)(4)确定机床主轴转速ns=1000vc/dw=(r/min)按C31631车床说明书n=200r/min所以实际切削速度V=40.8m/min(5)切削工时,按?工艺手册?表由于铸造毛坯外表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Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=(min)L=(65-0)/2=32.5L1=3、L2=0、L3=02、精车1)粗加工余量为0.5mm2)进给量f.根据?切削用量简明手册?表,f=-0.25mm/r按C31631

11、车床说明书f=0.16mm/r计算切削速度按?切削用量简明手册?表,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)V=Cv/(Tmapxvfyv)-kv=158/(=(m/min)3)确定机床主轴转速.nw=1000vc/dw=(r/min)按C31631车床说明书取nw=400(r/min)实际切削速度V=57.1m/min4)切削工时,查?工艺手册?表Tm=(L+L1+L2+L3)/nwf=(min)由于下一道工序是钻孔,所以留下？20mm的台阶,所以L=(65-20)/2=22.5mmL1=0.L3=03、钻孔、扩孔、倒角.(1)、钻孔钻头选择：见?切削用量简明手册?表钻头几何形状为(表及

12、表)：双锥修磨具刃,钻头参数：d=20mmB=30,2=118,2=70,b=3.5mm,ao=12,w=55,b=2mm=4mm根据?切削用量简明手册?表2-9确定f=a、按机床进给强度决定进给量：根据表,当bb=210MPad0=20.5mm可确定f=.按C3俗1车床说明书取f=0.62mm/n.b、决定钻头磨钝标准及寿命表,当do=20mm钻头最大磨损量取寿命T=45min.c、切削速度由?切削用量简明手册?,表得V=21m/minn=1000V/D=由机床技术资料得和接近的有280n/m和400n/min取280n/min取n=280m/min,实际V=17m/mind、根本工时,Tm

13、=L/nf=(80+10)/=(min)入切量及超切量由表.查出空+A=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/=(min)(2)、扩孔刀具直径do=21mm刀具几何参数同上.由于两孔直径相差不大,为了节省停车和调换走刀量等辅助时间,n和f都不变,所以Tm同上Tm=倒角刀具150钢钻由于两孔直径相差不大,以外表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4可以查出当(Tb=160245HBSapWmmfWmm/rVcw41m/minPc=按C31631车床说明书主电机功率P=11kw可见P.比P小得多所以机床功率足够

14、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?表当do=21mmf=mm查得转矩M=?切削用量简明手册?表由表得功率公式Po=MCVc/30do=30x21=1.67km按C31631车床说明书主电机功率P=11kw可见Pc比P小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要工序H拉花键孔单面齿开：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=Zblyk/1000vfzZ式中：Zb单面余量1.5mm由021mmi削到25mmL拉削外表长度,80mmri考虑校准局部的长度系数,取;k考虑机床返回行程系数,取v拉削速度m/

15、min;fz拉刀单面齿开；Z拉刀同时工作齿数,Z=l/p;P拉刀齿距.P=12mrte刀同时工作齿数z=l/p=80/12弋7.其本工时Tm=x80Xx1000Xxx7=(min)工序出粗铳,精铳B面.加工要求：粗铳B面,精铳B面,R=um.用标准镶齿圆柱铳刀粗铳加工余量3mm机床：X62W加工工件尺寸：宽度：40mm长度：28mm1.粗铳1选择刀具根据?切削用量简明手册?表铳削宽度3e5mmi寸.直径为do=50mm故齿数Z=8,由于采用标准镶齿圆柱铳刀铳刀几何参数表rn=1003o=162切削用量留精铳的加工余量为,所以本道工步切削宽度ac=mm,由于加工外表精度要求R=um.根据表得每转

16、进给量f=1mm/r就能满足要求,但考虑到X62W功率为,机床为中等系统刚度和X62W洗床说明书所以每转进给量=0.6mm/r3选择刀具磨钝标准及刀具寿命.根据?切削用量简明手册?表、铳刀刀齿后刀面的最大磨损量为镶齿铳刀do=50mm刀具寿命T=120min表4决定切削速度VC、可根据?切削用量简明手册?表确定Z=8,aP=40-70mm,ac=mm,fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=Cvdoqv/TmxapxMxfzxyvxaexuvxZpvCV=20,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,K=KrxKsvxKT/=n=1000V/d=/=151

17、r/min根据X62Vffi铳床说明书选n=160r/minVc=1000=/1000=25.1m/minVf=nf=96mm/min选V=80mm/min实际fz=V/(nxz)=0.0625mm/z5)机床功率：根据?切削用量简明手册?表当Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=Kmpu切削功率的修正系数：故Pct,根据X62W型铳床说明书,机床主轴允许的功率为Rm=x=故PccPcm因此所决定的切削用量可以采用.ae=2.8mmV=80m/minn=160r/minVc=25.1m/minfz=z6)根本工时根据?切削用量简明手册?表Tm=(L+L1+A)/Vf=(28+

18、14)/80=(min)L1+A=14mm2.精铳1)选择刀具刀具与上道工步是同一把刀.2)切削用量精铳的加工余量为,所以本道工步切削宽度3e=0.2mmf=3)决定切削速度M、可根据?切削用量简明手册?表确定ac=0.2mm%=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/d=/=211r/min根据X62W型铳床说明书选n=210r/minVf=nf=126mm/minV=125mm/minfz=V/(nxz)=0.074mm/Z4)根本工时根本工时根据?切削用量简明手册?表Tm=(L+L1+A)/Vf=(28+14)/125=(

19、min)L1+=14mm工序IV铳削8+0.030mm0.加工工件尺寸：8+0.030mm,长度L=40mm加工要求：高速钢错齿三面刃铳刀(精密级K8)加工余量8用乳化液冷却机床：X62W1)选择刀具：由加工尺寸公差.所以铳刀精度为精密级K8铳刀参数：L=8mmD=63d=22d1=34ro=15ao=12an=6Z=162)选择切削量由于梢的深度为8mm,故一次走完,ae=8mmap=8mm由?切削用量简明手册?表确定f=-0.3mmr现取f=0.3mm/rfz=16=0.018mm/z3)选择铳刀磨钝标准及刀具寿命：根据?切削用量简明手册?表,得最大磨损量为由表确定刀具寿命：T=100mi

20、n其中4)决定切削速度流和每齿进给量Vf、由?切削用量简明手册?的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TnxapxXvxfzxyvxaexUvxZpv)-KvCV=25,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv=Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)-K/=82.86m/minn=1000xVC/do=1000xx63=min根据X62VW铳床说明书选nc=375r/min实际速度V3=donc/1000=74.2m/min选Vc=ncf=112.5mm/min根据X62W型铳床说明书选选Vf=

21、110mm/minfzc=110/375X16=0.018mm/z5)机床功率：根据?切削用量简明手册?表公式圆周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnW)KfcKtv=甩f(=由表28得Cf=30,Xf=,yF=LF=,WF=0,q=,KFc=Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnW)Kfc=30X8XX8/63X375=NM=Fcdo/2x103=?MPc=FcVV1000=1.18km根据X62W铳床说明书,功率足够.6)根本工时根本工时根据?切削用量简明手册?表Tm=(L+L1+A)/Vf=(40+14)/110=(min)L1+=14mm工序V铳宽为180+

22、0.12mmt加工要求：用乳化液冷却,加工工件尺寸,宽1&+0.12mm长L=40mm加工余量23mm由于此工步的设计尺寸精度要求很高,用铳削加工很难到达尺寸精度的要求,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=i0mmi)选择刀具铳刀参数：L=10D=100mmd=30mmro=l5ao=12an=6Z=242)选择铳削用量由于梢的宽度为18mm,故二次走完,ae=23mmap=10mm由?切削用量简明手册?表确定f=0.5mm/r现取f=0.8mm/rfz=24=0.02mm/z3)选择铳刀磨钝标准及刀具寿命：根据?切削用量简明手册?表,得最大磨损量为由表确定刀

23、具寿命：T=100min其中4)确定切削速度w和每齿进给量：决定切削速度w和每齿进给量M、由?切削用量简明手册?的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)KvCV=25,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KnxKsvxKTv=VC=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)-Kv=98.6m/minn=1000xVc/do=1000xx100=314r/min根据X62W型铳床说明书选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min选Vc=ncf=

24、150mm/min根据X62W型铳床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/300x24=0.020mm/z5)根本工时根本工时根据?切削用量简明手册?表Tm=(L+L1+A)?i/Vf=(40+20)X2/150=(min)L1+=20mmi=2(走两次)工序VI磨18mmi保证尺寸18mm1) 选择砂轮.见?切削手册?第三章中磨料选择各表,结果为GZ46KV6P35040X127其含义为：磨轮磨料为棕刚玉,为了预防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16X6X40(DXdXH).2) 切削用量的选择.砂轮转速n砂=3000r/min(见机床

25、说明书),v砂=2.5m/s进给量f=50mm/min双单行程fr=0.015mm3) 切削工时.当加工1个外表时Tm=(L+y+)?iK/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升劳动生产率,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道工序一一铳宽为80+003mm梢的铳床夹具.本夹具将用与X63卧式铳床.刀具为高速钢直齿三面刃铳刀,来对工件进行加工.本夹具主要用来铳宽为8o+0.03mm勺梢,由于采用宽为8o+OO22mm的精密级高速钢直齿三面刃铳刀,一次铳削,

26、所以主要应该考虑如何提升劳动生产率,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+O.03mm的梢,其设计基准为花键孔中央线和工件的右加工外表A为定位基准.因此选用工件以加工右端面A和花键心轴的中央线为主定位基准.2 .切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢直齿三面刃铳刀,？63mm,Z=14Fz=CPBZ-kp见?切削手册?3-56表解得Fz=200N其中CP=52,t=8mm,Sz=0.08mm/s,B=8mm,D=63mm,Z=14,kP=HB/198在计算切削力时,必须考虑平安系数.平安系数K=k1k2k3k4水平切削分力Fh=Fz=220N垂直切削分力Fv=Fz=60

27、(N)其中：ki为根本平安系数ki为加工性质系数ki为刀具钝化系数ki为断续切削系数F,=KFh=XXXX200=400(N)实际加紧力为W=KFHUi&=400/=800(N)其中Ui和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数,Ui=U2=螺母选用细牙三角螺纹,产生的加紧力为W=2M/ag(a+655)+(D3-d3/D2-d2)解得：W=iO405(N)其中：M=i9000D2=i4.8mm3=2029D=23mmd=i6mm此时螺母的加紧力W已大于所需的800(N)的加紧力,故本夹具可平安工作.3,定位误差分析由于梢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

28、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,应该注意提升劳动率,为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铳削加工.结果,本夹具总体的感觉还比拟紧凑.夹具上装有对刀块装置,可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀与塞尺配合使用；同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,以有利于铳削加工.铳床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图3附图4.参考文献书名出处作者?机床夹具图册

29、?机械工业出版社孙巳德?机械制造工艺学课程设计指导书?哈尔滨工业大学赵家齐?切削用量简明手册?机械工业出版社艾兴肖诗纲?机械制造工艺设计简明手册?哈尔滨工业大学李益民?机械制造工艺学?清华大学住t逵小结为期两周的夹具课程设计已经接近尾声,回忆整个过程,我组五名同学在老师的指导下,取得了可喜的成绩,课程设计作为?机械制造工艺学?、?机床夹具设计?课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性熟悉.本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计.第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识.通过此次设计,使我们根本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等.学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等.总的来说,这次设计,使我们在根本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的练习.提升了我们的思考、解决问题创新设计的水平,为以后的设计工作打下了较好的根底