设计拔叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！机械制造工艺课程设计说明书专业：机械工程及自动化指导老师：学生：学号：200706040000成都理工大学2010.12.20题目:设计CA6140零件的机械加工工艺规则及工艺拨叉零件831008生产纲领30000/年。装备内容：1.零件图2.毛坯图1张1张1张1张1张3.机械加工工艺过程综合卡片4.结构设计装配图5.结构设计零件图6.课程设计说明书1份一（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140起换档，使主轴回转运动按照工的要求工作，获得所需的速度和扭矩的0.0210作用。零件上方的φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ54半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200脆性高，不适合磨削，为此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：⒈小头孔Φ20以及与此孔相通的8的锥孔、M6螺纹孔⒉以φ54为中心的加工表面0.460这一组加工表面包括：φ54的孔，以及其上下两个端面。这两组表面0.4600.0210有一定的位置度要求,即φ54的孔上下两个端面与φ20的孔有垂直度要求。夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。已知此拨叉零件的生产纲领为30000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三1HT200击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：加基本尺寸加工加工说明D120mmD254mmG四(一)选择定位基准10.02120孔的不加工外0轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ32作主要定位面，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,然后进行铣削。2重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。㈡制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》346页表15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线技术方案如下：工序工序内定位基准容001精铣中T3及小头孔外圆间孔下加工设备和工艺设备1机床的选择：工序001～006均为铣平面，可采用X6140卧式铣床8锥销孔、M6螺纹孔、功M6螺纹工序007～008采用钻床。工序009～010采用镗床。T1、D1工序011采具组合机床。工序若某道工序有误返工012采用铣断机床。2选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔Φ54H13，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1圆柱表面工序尺寸：工工序的加工余量如下：精度工序尺寸表面粗工序余量工内容铸件糙最大CT9492.06.33.22.06.250.050.256.31.62.06.2孔精铰孔50.050.250.06IT72平面工序尺寸：工序工序加工基本经济工序工序余量内容00158.51.603.6000.25小头孔上端面1.656.56.500.25孔上端面1.7500.25孔下端面0.351.1600.16孔上端面1.121.12孔上端面端面3确定切削用量及时间定额：工序001至003以T1为粗基准，粗铣Φ20孔上下端面。①加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣Φ20孔上端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,径do=80mmγo＝＋5°后角o＝8°o=8°s=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。②切削用量铣削深度ap=1.5mm长度。CdqKvovTaXfyauZvpv③计算切削速度Vc=算得＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6140铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vmpvzvevc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。fzc=V④校验机床功率查《简明手册》而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定ap=1.5mmnc=475r/min,Vfc=475mm/sVfz=0.16mm/z。⑤计算基本工时tm＝L/。工序004到工序006以T1及小头孔外圆为基准精铣Φ54孔上下端面。1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：精铣Φ54上端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度齿数z=10,do=80mmγo＝＋5°后角o＝8°o=8°－10°,主刃Kr=60°,过渡刃ε=30°,副刃Kr=5°过渡刃宽bε=1mm。2.切削用量1）铣削深度ap=1.0mm长度。2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《简明手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查《简明手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《简明手册》表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度＝98mm/sn=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。校验机床功率而机床所能提供功率为Pcm>Pcc校验合格。最终确定ap=1.0mmnc=475r/min,Vfc=475mm/sVfz=0.16mm/z。6）计算基本工时tm＝L/。工序007和008以T1Φ20不超过0.05mm,孔的精度达到。1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o＝12°，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度1.52120°10301°°02.选择切削用量（1）决定进给量l301.53f0.70~0.86/r查《切》d20f0.70/r所以，f1.75/rf/r按钻头强度选择按机床强度选择F6090Ff0.48/r最终决定选择机床已有的进给量验成功。（2）钻头磨钝规范及寿命经校验校f60min0.5～０.８mm，寿命T（3）切削速度．v18mm/rcK1.0K1.0K1.0查《切》修正系数K1.0K1018/mmrKxv故vc。v1000vnr/ds0n272r/c查《简明手册》机床实际转速为dn0vc15.4/rs故实际的切削速度３.计算工时Ltm0.10由于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。扩铰和精铰的切削用量如下：0.48/r0.48/rv15.4m/mind19.8mmc272r/minf272r/minf扩钻：n0v15.4m/mind20IT7精铰：nc0工序009和010T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗Φ54孔。1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o＝，二重刃长度bε横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带2°10长度l°°102.选择切削用量（1）决定进给量f1.0~1.2/r查《简明手册》f2/rf/r按钻头强度选择按机床强度选择f0.40/r最终决定选择Z550机床已有的进给量经校验F1226024520F校验成功。f（2）钻头磨钝规范及寿命0.8～1.2mm，寿命T140min扩孔后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.9～１.４mm，寿命T60min.６～０.９mm，寿120min命T（3）切削速度v20mm/rcK1.0K1.0K1.0查《切》修正系数20K1.0K10/mmrKxv故vc。v1000vn132.6r/ds0n125r/minc查《简明手册》机床实际转速为dnv/rs0扩铰和半精铰的切削用量同理如下：0.40/r故实际的切削速度cv19.5m/mind49.75mmc125r/minf扩钻：n00.40/rv19.6m/mind50IT7c125r/minf半精铰：n３.计算工时0Ltm0.52所有工步工时相同。五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。并设计工序——钻2-8锥销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花钻，对两个孔同时加工。(一)问题的提出本夹具是用来钻两个20mm的小头孔,零件图中大小孔的中心距有公差要求,因此这两个小头孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心线为三个侧平面的设计基准,有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题.(二)夹具设计1定位基准选择底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以地面为主要定位基准..由于铸件的公差要求较大,利用小头孔的外圆表面作为辅助定位基准时,只有采用自动对中夹具才能同时保证对称的两个零件的大小孔的中心距的公差要求.为了提高加工效率,现决定采用两把麻花钻同时加工出两个8