夹具设计说明书

机械制造工艺学课程设计目CA6140车床拨叉831003”零件的机械加工工艺及工班级学生指导教师零件图毛胚图(一)零件的作用机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺1.机械加工工艺路线设计卡1份2.机械加工工艺过程卡1份3.机械加工工序卡1份4.夹具总装图和主要零件图1份5.课程设计说明书1份机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。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。析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析该拨叉用在CA6140的主轴上，和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷，所以应该保证本零件的重要工作表面符合技术要求。(二)零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，考虑经济性，不适合磨削，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：002-M8、锥孔φ5；08．上端面与φ25孔中心线的平行度误差为0.1mm；9.槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm。由上面分析可知，先加工φ22孔，再加工φ25花键，以花键中心线为基准，再加工其他加工面，则其他加工面精度可以达到要求。二工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式从提高生产率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械砂型”铸造的方法制造毛坯。(二)基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。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Φ40的外圆表面的粗基准。2)精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。对本零件而言，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的平行度误差为0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直08mm，则应以φ25花键中心线为精基准。(三)制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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达到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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。工序Ⅰ工序Ⅱ序Ⅲ工序Ⅳ工序Ⅴ工序Ⅵ工序Ⅶ铣底面20mm，扩孔到φ22mm铣侧面转孔φ8，攻丝，加工φ5锥孔(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度190~210HB，毛坯重量约为1.5kg，大中批量生产，铸造毛根据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.底面mm.2mm钻孔20m扩孔2mm3.花键3mm5.钻孔8mm锥孔5mm7.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，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(五)确立切削用量及基本工时工序一铣底面1.加工条件加工要求：粗精铣底面加工余量2mm机床：X62W立式铣床2.计算切削用量刀具：用标准镶齿圆柱铣刀粗铣直径为do=50mm故齿数Z＝8rn=10°ao=16°1)铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.8mm，一次走刀即可完成所需长度。2)留精铣的加工余量为0.2，由于加工表面精度要求Ra=3.2um.根据表3.5得每转进给量f＝0.5~1mm/r就能满足要求，但考虑到X62W功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和X62W铣床说明书，所以每转进给量f3)选择刀具磨钝标准及刀具寿命。铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.5，刀具寿命T=120min4)决定切削速度Vc、Z=8,aP=40-70mm,ac=1.8mm,fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min)n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/minKmpc=1.4kw根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5×0.75=5.63kw故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用。ae=2.8mmVf=80m/minn=160r/minVc=25.1m/minfz=0.0625mmm/z.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(72+14)/80=1.075(min)L1+△=14mm1)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0.2，所以本道工步切削宽度ae＝0.2mm，f＝0.63)决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定ac=0.2mm,Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4)基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(72+14)/125=0.6(min)L1+△=14mm工序二钻孔、扩孔。(1)、钻孔钻头选择：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＝Ф20mmβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm,ao=12°,a、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9,当σb＝450MPa取n=280m/min.实际V=17m/minn入切量及超切量由表2.29.查出Ψ+△=10mm(2)、扩孔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=0.32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。检验机床功率按《切削用量简明手册》表1.24可以查出当σ＝160~245HBSbap≤2.8mmf≤0.6mm／rVc≤41m／minPc＝3.4kw按C3163－1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2.21当do＝21mmf＝0.64mm查得转矩M＝61.8N.M《切削用量简明手册》表由表2.32得功率公式PCMcVcdo61.8x17/30x21=1.67km按C3163－1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三倒角。工序四拉花键单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿拉削速度切削工时vfZPv=0.06m/s(3.6m/min)单面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；考虑校准部分的长度系数，取1.2；考虑机床返回行程系数，取1.4；拉削速度(m/min)；拉刀同时工作齿数，Z=l/p；拉刀齿距。P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm∴其本工时Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)工序五铣侧面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1)选择刀具用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数(表3.2)rn=10°ao=16°2)切削用量根据表3.5得每转进给量f＝0.5~1mm/r就能满足要求，但考虑到X62W功率为7.5kw，机床为中等系统刚度和X62W铣床说明书所以每转进给量f＝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3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定Z=8,aP=40-70mm,ac=2.8±0.8mm,fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min)n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min5)机床功率：根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5×0.75=5.63kw故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用。ae=2.8mmVf=80m/minn=160r/minVc=25.1m/minfz=0.0625mmm/z.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525(min)L1+△=14mm2.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0.2，所以本道工步切削宽度ae＝0.2mm，f＝0.63)决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定ac=0.2mm,Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4)基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336(min)L1+△=14mm工序六铣18H11槽度的要求，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，1)选择刀具ao=12°an=6°Z=242)选择铣削用量由于槽的宽度为18mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm3)选择铣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0.5由表3.8确定刀式Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79VfcncfXmmminXW书选选Vf=150mm/minfzc0/300×24=0.020mm/z5)基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)•i/Vf=(40+20)X2/150=0.8(min)L1+△=20mmi=2(走两次)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。设计任务为第二道工序—钻，扩022孔。(一)问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在夹紧的方便与快速性上。(二)夹具设计出于定位简单和快速的考虑，工件以φ40外圆、平面和侧面为定位基准，在V形块、可调支承和本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的夹紧。fyMkNiF0F扭矩