CA6140车床拨叉831003说明书

CA6140车床拨叉831003说明书CA6140车床拨叉831003说明书CA6140车床拨叉831003说明书CA6140车床拨叉831003说明书编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编: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）设计指导教师机械制造工艺学课程设计说明书题目设计“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）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CA6140拨叉的铣床夹具。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。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。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。零件的分析（一）、零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨叉（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30+的面寸精度要求很高，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30+的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。（二）、零件的工艺分析：CA6140拨叉共有两组加工表面。以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括26+的六齿方花键孔、23+花键底孔两端的2X150到角和距中心线为22mm以工件右端面为基准的6+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。二、工艺规程设计确定毛坯的制造形成。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3±。毛坯零件图如下图：（二）基准的选择。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Φ40的外圆表面的粗基准。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。制定工艺路线。工序：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。粗、精车B/C面拉花键。以A面为基准，以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具开档，以花键的中心线为基准。钻配作孔、螺纹孔机械加工余量。CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为kgσb=160MPaHBS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：A面的加工余量A面有3±的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ230+，见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔Φ20mm扩孔Φ21mm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2Ζ=1mmB面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣B面2、精铣B面。精加工余量为粗铣加工余量为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IT１２级取mm（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16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）=ｒ.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=×=mm/ｒ按车床说明书?＝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=Cv/(Tm·apxv·fyv)·kv其中：Cv=158xv=yv=M=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）按车床说明书ｎ＝200r／min所以实际切削速度V=min3、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（表及表）：双锥修磨具刃，钻头参数：ｄ＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=,ao=12°,Ψ=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σb＝210MPaｄ0＝可确定f=。按车床说明书取f=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、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/=(min)入切量及超切量由表.查出Ψ+△=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４可以查出当σｂ＝160～245HBSａｐ≤ｍｍｆ≤ｍｍ／ｒＶｃ≤41ｍ／minＰｃ＝按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ＰC＝McVc/30do=30x21=按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Ⅱ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=smin)切削工时t=Zblηk/1000vfzZ式中：Zb单面余量(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；L拉削表面长度，80mm；η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/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=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/12≈7∴其本工时Tm=×80××1000×××7=(min)工序Ⅲ粗铣，精铣B面。加工要求：粗铣B面，精铣B面，Ra=ｕｍ。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量3mm机床：Ｘ62W加工工件尺寸：宽度：40mm长度：28mm1.粗铣选择刀具根据《切削用量简明手册》表铣削宽度ae≤5mm时。直径为do=50mm铣刀几何参数（表）rn=10°ao=16°切削用量留精铣的加工余量为，所以本道工步切削宽度ac＝±ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=um.根据表得每转进给量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铣床说明书所以每转进给量ｆ＝r选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据《切削用量简明手册》表、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命T=120min（表）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=Cv=20,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv=n=1000V/d=/=151r/min根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=1000=/1000=minVf=nf==96mm/min选Vf=80mm/min实际fz=Vf/(nxz)=z5)机床功率：根据《切削用量简明手册》表当Vc=71m/minae=ap=41mmfz=Kmpc=切削功率的修正系数：故Pct＜,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=×=故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用。ae=Vf=80m/minn=160r/minVc=minfz=z6)基本工时根据《切削用量简明手册》表Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=（min）L1+△=12.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，所以本道工步切削宽度ae＝，ｆ＝3）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表确定ac=,Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=minn=1000V/d=/=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf==126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/(nxz)=Z4）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=（min）L1+△=14mm工序Ⅳ铣削8+槽。加工工件尺寸：8+,长度L=40mm加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8用乳化液冷却机床：X62W选择刀具：由加工尺寸公差。所以铣刀精度为精密级K8铣刀参数：L=8mmD=63d=22d1=34ro=15°ao=12°an=6°Z=16选择切削量由于槽的深度为8mm,故一次走完，ae=8mmap=8mm由《切削用量简明手册》表确定f=现取f=rfz=16=z3)选择铣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=100min其中4)决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、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=KmxKsvxKTv=Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=minn=1000×Vc/do=1000××63=min根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min实际速度Vc=donc/1000=min选Vfc=ncf==min根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/minfzc=110/375×16=z机床功率：根据《切削用量简明手册》表公式圆周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFCKTV=KMFC=由表28得CF=30，XF=，yF=，UF=，WF=0，q=，KFC=Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30X8XX8/63X375=NM=FCdo/2×103=?MPc=FcVc/1000=根据X62W型铣床说明书，功率足够。6)基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=（min）L1+△=14mm工序Ⅴ铣宽为180+槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+，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，ae=23，ap=10mm，选择刀具铣刀参数：L=10D=100mmd=30mmro=15°ao=12°an=6°Z=24选择铣削用量由于槽的宽度为18mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm由《切削用量简明手册》表确定f=r现取f=rfz=24=z3）选择铣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=100min其中4）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》的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=25,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv=Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=minn=1000×Vc/do=1000××100=314r/min根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=min选Vfc=ncf==150mm/min根据X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/300×24=z5）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表Tm=(L+L1+△)

i/Vf=(40+20)X2/150=（min）L1+△=20mmi=2(走两次)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——开档夹具。（二）夹具设计1．定位基准的选择由零件图可知，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.定位误差分析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