CA6140车床拔叉机械设计说明书

1、机械制造技术课程设计拨叉（CA6140车床）设计题目零件的机械加工工艺规程及夹具设计学生姓名学号班级成绩指导教师职称设计时间装袋活单：1. 1.零件图2.毛坯图3.夹具装配图和零件图（一个零件）4.机械加工工艺过程卡和工序卡（一个工序）5.设计说明书6.其它目录序言.1零件的分析1-零件的作用:1零件的技术要求1零件的工艺分析:2工艺规程的设计:2确定毛坯的制造形式:2基面的选择:2制定工艺路线3机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定.-4确立切削用量及基本工时:5夹具设计12问题的提出:12夹具设计.12参考文献.145.小结.:14序言机械制造技术课程设计是我们学习了机械制造技术基础课程以及

2、其他的基础课程的基础上进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。我希望能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，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由丁能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。1. 零件的分析零件的作用：题目给定的零件是CA614°拨义（见附图1）它位丁车床变速机构中，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3Q+°.°12omm的面寸精度要求很高，因为在拨义拔动使齿轮滑移时如果该面的尺寸精度不高

3、或间隙很大时，滑移齿轮将得不到很高的位置精度。所以，宽度为30+o.°120mm的面和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2零件的技术要求拨义零件技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度(Ra)形位公差/mm25孔左端面75>403.2/.100A05锥孔522孔22H121.625孔25H71.6螺纹孔顶面80X303.2M8螺孔洗18H11槽42X18H113.2_LtU3A.1.3.零件的工艺分析：CA6140拨义共有三组加工表面：1.3.1. 25mm的孔，以及25mm的圆柱两端面，其主要加工表面为25mm的通孔。1.3.2. 洗18H11槽这一组加工表

4、面包括：此槽的端面，槽的地面，槽的两侧面。1.3.3. 以M8螺孔为中心的加工表面这组加工表面包括：长80X30的螺纹孔顶面,M8的螺孔这两组加工表面之间乂一定的位置要求，主要是：1.3.3.1. 长80X30的螺纹孔顶面和25mm孔中心平行度公差为0.10mm1.3.3.2. 18H11槽与25mm孔中心垂直度公差为0.082. 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200o考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构乂比较简单，故选择铸件毛坯。待加工表面机械加工余量为2mm,公差等级CT8。2.2. 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使

5、加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中回问题白出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。粗基准的选择对丁零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取425mm孔的不加工左侧面和底面作为粗基准，利用两个支撑板和两个支撑钉定位，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铢削。2.2.1. 精基准的选择。主要应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，此处不再重复。2.3制定工艺路

6、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技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能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：工序一以左侧面和底面粗定位，加工80X30台阶面工序二以台阶面为精基准扩22孔工序三倒角0.5X150工序四以右端面和22孔定位加工75X0面工序五以22孔左侧面为基准粗锐18H11槽工序六拉花键25工序七精锐18H11槽工序八钻5锥孔工序九钻螺纹孔M6X2工序十攻螺纹孔M8X2拨义工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1铳80

7、X30台阶面立式铳床镶齿二面刃铳刀游标卡尺2扩22孔立式钻床锥柄扩孔钻内径千分尺3倒角0.5X15°立式钻床60°单倒角立式内径千分尺4铳75X40面立式铳床镶凶面铳刀游标卡尺5粗铳18H11槽卧式铳床镶齿二面刃铳刀游标卡尺6拉花键25卧式拉床矩形花键拉刀内径千分尺7精铳18H11槽立式铳床镶齿二面刃铳刀游标卡尺8钻5锥孔立式钻床直柄麻花钻内径千分尺9钻螺纹孔M6X2立式钻床高速钢螺母丝锥内径千分尺10攻螺纹2M8立式钻床高速钢螺母丝锥内径千分尺2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定”CA6140车床拨义”；零件材料为HT200,硬度190210HB,毛坯重量1.45

8、kg,生产类型为中批量，铸造毛坯。依题目:Q=5000件,m=1件/台,结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别去4%和0.7%代入公式得：N=5000台/年*（1+4%）*（1+0.7%）=5200件/年所以，查得该拨义成产类型为中批量.据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：.外圆表面（440）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。.螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至枢5孔轴线且垂直轴线方向21mm的距离，余量为3mm工序尺寸加工余量：粗铁顶面2.5mm;精铢0.5mm.内孔（422已铸成M7的

9、孔）查工艺手册表2.22.5,为了节省材料，取枢2孔已铸成孔长度为80余量为2（双边加工），即铸成孔直径为17mm。工序尺寸加工余量：（22-17）/2=2.5mm2.4.1 .外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（440端面）。查初械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表3.126,取82mm,端面长度余量为2（单边加工）2.4.5. 拉花键孔425工序加工余量：2mm2.4.6. 铢18H11槽加工余量铸出槽底面面至中心线17mm的距离，余量为2mm。工序尺寸加工余量：粗铁端面1.5mm；半精锐0.5mm2.4.7. 锥孔45钻孔至4.8mm,精绞孑L0.2mm2.4.8.螺纹孔钻

10、螺纹孔46攻螺纹482.4.9.其他尺寸直接铸造得到由丁本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。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认。2.5.确立切削用量及基本工时X序一铢80X30台阶深面该工序有3mm的加工余量，为达到要求的表面粗糙度，分两个工步，工步2.5.1.1粗铢台阶面，工步2精锐。机床：X53k立式铢床。刀具：高速镶三面刃铁刀2.5.1.2. 切削用量2.5.1.2.1 .背吃刀量的确定工步1的背吃刀量ap1取为2.5,工步2的背吃刀量ap2取3-2.5=0.5。1.5.1.2.2. 进给量的确定机床功率为10kw。查切削手册f=0.200.40mm/z

11、。粗铢时，选较大量f=0.40mm/z,精锐时选较小值0.20mm/z。.查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8,寿命T=180min2.5.1.2.3 .计算切削速度按切削手册表142.5.1.2.4.1 .粗锐时切削速度取小值60m/n,由n=1000W如可求得该工序铁刀速度,n=1000*60min/Tt*80mm=238.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铢床的主轴转速，取转速n=235r/min,可求的该工序实际铢削速度v=n<1/1000=235*Tt*80/1000=59m/min。2.5.1.2.4.2. 精铢时取较大的切削速度110m/min,由n=1

12、000v/兀d=1000*110/Tt*80=437.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铢床的主轴转速，取转速n=475r/min,可求得该工序的实际铢削速度v=n兀d/1000=475*Tt*80/1000=119.3m/min。2.5.1.2.5计算基本工时粗加工时tm1=(L+L1+L2)/fM1=(80+36)/0.4*10*235=0.12min精加工时折2=(L+L1+L2)/fM2=(80+36)/0.2*10*475=0.12min2.5.1. X序二扩孔4222.5.2.1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=22mm,钻头采用双头刃磨法。选择Z535钻床

13、n=22.41000r/min,f=0.0631.2mm/r.2.5.2.2. 选择切削用量2.5.2.2.1决定进给量查切削手册表5钻头进给量f=1.01.2mm/r按钻头强度选择f=1.0mm/r按机床强度选择f=0.9mm/r最终决定选择Z535K机床已有的进给量f=0.8mm/r2.5.2.2.2计算工时选择n=600r/min所以tm=(12+23)/600尺0.8=0.07min2.5.2. X序三倒角0.5X1502.5.3.1 .选择刀具和设备机床：X525立式铢床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铁刀，牌号YG6。铢削宽度ae>60,深度ap<=4,齿数z=12，

14、故据切削手册取刀具直径do=125mm。2.5.3.2. 切削用量2.5.3.2.1铢削深度因为切削量较小，故可以选择ap=0.3mm,一次走刀即可完成所需长度。2.5.3.2.2. 查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8,寿命T=180min计算切削速度按切削手册，将f降一级为f=0.5mm/z。查得Vc=110mm/s,n=252r/min,Vf=577mm/s据X525铢床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度Vc=600.4mm/s,实际进给量为fzc=V亿/ncz=0.21mm/z。2.5.3.2.3. 计算基本工时

15、tm=L/Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=0.3mm,f=0.21mm/z,nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.2.5.3. 工序四以另一端面的两侧面为粗基准，铢端面75X402.5.4.1. 加工条件工件材料：HT200,cb=0.16GPaHB=200241,铸造。加工要求：铢铢端面75X0机床：X53K立式铢床。刀具：高速钢镶齿套面铢刀2.5.4.2. 计算切削用量。2.5.4.2.1僦削深度该工序有2的加工余量，分粗精两步工步加工，工步1粗加工，ap1=1.6mm；工步2精加工，ap2=(2-1.6)mm=0.4mm。均一次走刀完成所需长度。2.

16、5.4.2.2每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0.200.40mm/z,粗铢时选择f1=0.40,精铢时选择f2=0.20。2.5.4.2.3查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8,寿命T=180min2.5.4.2.4. 计算切削速度按切削手册表14,粗锐时切削速度取小值60m/n,由n=1000Wid可求得该工序铢刀速度,n=1000*60min/Tt*80mm=238.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铁床的主轴转速，取转速n=235r/min,可求的该工序实际铢削速度v=n兀d/1000=235*Tt*80/1000=59m/min.精铢时取较大的切削速度

17、110m/min,由n=1000v/兀d=1000*110/Tt*80=437.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铢床的主轴转速，取转速n=475r/min,可求得该工序的实际铢削速度v=n如/1000=475*兀*80/1000=119.3m/min。计算基本工时粗加工时tm1=(L+L1+L2)/fM1=(75+30)/0.4*10*235=0.11min精加工时tm2=(L+L1+L2)/fM2=(75+30)/0.2*10*475=0.11min2.5.5工序五粗铢18H11槽2.5.5.1 .选择设备刀具机床：x62卧式铁床。刀具：硬质合金镶齿三面刃铁刀2.5.5.2.

18、切削用量2.5.5.2.1 .铢削深度因为切削量较小,故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需长度。2.5.5.2.2 .每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。由丁是粗锐，选较大量f=0.24mm/z。2.5.5.2.3 .查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8,寿命T=180min.计算切削速度查初械切削用量手册，推荐速度为60110,粗加工取较小值，V=60m/min,主轴转速n=1000v/如=1000*60/兀*100=191.1r/min,参照表4-18所列X62型卧式铢床的主轴转速，取转速n=190r/min,可求该工序实际铢削速度v=

19、n兀山1000=190*兀*100/1000=59.7m/min.2.5.5.2.4 .计算基本工时tm=（L+L1+L2）/fM=0.11min。2.5.6.X序六拉花键孔425712.5.6.1选择刀具设备选择枢5花键拉刀，卧式拉床。2.5.6.2 .切削用量2.5.6.2.1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,2.5.6.2.2拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=ZblTk/1000vfzZ式中：Zb单面余量1.5mm（由21mm拉削到25mm）;L拉削表面长度，80mm;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

20、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=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127工时Tm=1.5X80X1.2X1.4/1000X3.6X0.06X7=0.13(min)2.5.7. 工序七精锐18H11槽2.5.7.1.刀具加工设备选择机床：X53k卧式铁床。刀具：高速镶三面刃铁刀2.5.7.2. 切削用量2.5.7.2.1. 铢削深度该工序加工余量为0.5,故可以选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成所需长度。每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0.140.2

21、4mm/z。由丁是精铢，选较小量f=0.14mm/z。2.5.7.2.2. 查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8,寿命T=180min计算切削速度按切削手册表14,V=192m/minn=375r/min计算基本工时十Lly：-errtm=Tm=32.77s2.5.8. 工序八钻锥孔5以枢5孔左端面为精基准，钻、精皎45孔2.5.8. 1选择钻床及钻头选择X53K钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4.8mm,钻头采用双头刃磨法，2.5.8.2.选择切削用量2.5.8.2.1. 决定进给量由do=4.8mm,查切削手册表5按钻头f=0.470.57mm/r按机床强度查1表10.1-

22、2选择f=0.0561.8mm/r最终决定选择机床已有的进给量f=0.48mm/r2.5.8.2.2. 耐用度查2表9T=4500s=75min2.5.8.2.3. 主轴转速及切削速度查<1表10.1-2n=50-2000r/min取n=1000r/min.v=nnd/1000=72.22m/min计算工时tm1L80120.19minnf0.481000由丁所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩皎和精皎的切削用量如下：精皎：选高速钢皎刀n=1000r/minf=1.32.6mm/rd0=25H7tm2=L/nf=(80+12)/1.3*1000=0.07min2

23、.5.9. 工序九钻螺纹孔46选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=6mm,钻头采用双头刃磨法。选择Z525钻床n=22.41000r/min,f=0.0631.2mm/r.2.5.9.2 .选择切削用量决定进给量查切削手册表5钻头进给量f=1.01.2mm/r按钻头强度选择f=1.0mm/r按机床强度选择f=0.9mm/r最终决定选择Z5163A机床已有的进给量f=0.8mm/r2.5.9.2.1. 计算工时选择n=600r/min所以tm=(12+23)/600x0.8=0.07min2.5.10. 工序十攻螺纹孔M8.选择钻头选择高速钢螺母丝锥，选择Z525钻床n=22.41000r

24、/min,f=0.0631.2mm/r.2.5.10.1 .选择切削用量决定进给量查切削手册表5钻头进给量f=1.01.2mm/r,按钻头强度选择f=1.0mm/r按机床强度选择f=0.9mm/r,最终决定选择Z525机床已有的进给量f=0.8mm/r2.5.10.2.1. 计算工时选择n=600r/min所以tm=(12+23)/600x0.8=0.07min3.夹具设计3.1. 问题的提出本夹具用丁在卧式铢床上粗加工拨义的18H11槽，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。3.2. 夹具设计3.2.1. 定位基准的选择工件以422H12的孔、左边已加工的75X4

25、0端面为定位基准，采用长销、浮动支承和挡销实现完全定位。采用汽缸有斜楔推动导杆上升,带动杠杆使压块夹紧工件。汽缸松开后，可抽开压块以便工件的装卸。夹紧力的计算由丁火紧力的方向和切削力的方向垂直,所以夹紧力Fj=KF/f1=1920.6N火紧螺钉：公称直径d=20mm,材料45钢性能级数为6.8级_-cOBB=6100MPa。s=8=480MPaBs10螺钉疲劳极限：J=0.32B=0.32X600=192MPa极限应力幅：ba响=外业=51.76MPak。许用应力幅：Aa】=%罚=17.3MPa螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为s=3.54取s=4!1-120MPa3.2.2. 竺耳=2.89卜满足要求2dc134N-3一2一=15MPa三dc经校核：满足强度要求，夹具安全可靠，定位误