-课程设计拨叉831002(ca6140)车床工艺规程制订及φ-60孔加工和铣断及铣断夹具设计

设计内容设计题目：设计CA6140车床拨叉（0402）零件的机械加工工艺规程及机床夹具。CA6140车床拨叉（0402）零件图见附件。本零件为中小批量生产。附图一零件图2零件的分析2.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床的拨叉。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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60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。2.2零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以φ25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。2.以φ60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。其中主要是φ60H12的孔。3.铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4.以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2）16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。3工艺规程的设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。3.2基准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百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，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φ25EQ孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ42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）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。3.3制订工艺路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：工序一划（1）以工件的上端面为基准，量校各处余量，划各孔的垂直中心线； （2）划各孔的水平中心线引至一周和歌端面线及外圆线； （3）一侧端面为基准，量校各处余量，划槽线。工序二粗铣以外圆为基准，用V型块定位，按线找正，在V型块正方夹紧粗铣上端面，留余量1.5—2.0mm；粗铣mm孔端面，留余量1.0—1.5mm；粗铣16H11槽，留余量1.0—1.5mm。刀检mm两孔端面；工序三粗镗翻个，以上端面为基准，用槽及端面定位，按线找正，夹两侧凸台粗镗mm孔，倒角，留余量1.0—1.5mm；粗镗mm两孔，倒角，留余量1.0—1.5mm。工序四热处理人工时效工序五划（1）以工件的上端面为基准，量校各处余量，划各孔的垂直中心线； （2）划各孔的水平中心线引至一周和歌端面线及外圆线； （3）一侧端面为基准，量校各处余量，划槽线。工序六精铣以外圆为基准，用V型块定位，按线找正，在V型块正方夹紧精铣上端面只图纸要求；精铣mm孔端面至图纸要求；精铣16H11槽两侧面至图纸要求。刀检两孔端面3工序七精镗翻个，以上端面为基准，用槽及端面定位，按线找正，夹两侧凸台精镗mm孔，倒角，至图纸要求；精镗mm两孔，倒角，至图纸要求。工序八铣断将工件铣断工序九粗铣以铣断面为基准，用V型块定位，按线找正，夹紧V型块正方，粗铣螺纹孔端面。工序十钻以上端面为基准，用桖扁长圆柱销定位，按线找正，夹紧外圆，钻一个的孔工序十一攻攻M22x1.5螺纹工序十二检查终检3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1）、确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中小批生产，故选择手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计实用手册》第517页，选用铸件尺寸公差等级为12级。2）、确定毛坯余量（1）mm孔的余量查《机械加工工艺设计实用手册》按式6-16计算，其中C=0.65，=80mm，A=25mm，所以得余量=2.53mm。故取余量为2.5mm。(2)孔的余量查《机械加工工艺设计实用手册》按式6-16计算，其中C=0.65，=82mm，A=60mm，所以得余量=2.90mm。故取余量为3.0mm(3)16H11槽上端面的余量查《机械加工工艺设计实用手册》按式6-16计算，其中C=0.85，=342.22mm，A=90mm，所以得余量=5.36mm。故取余量为5.0mm。(4)H12孔端面查《机械加工工艺设计实用手册》按式6-16计算，其中C=0.65，=82mm，A=16mm，所以得余量=2.37mm。故取余量为2.0mm。(5)M22x1.5螺纹孔端面的余量查《机械加工工艺设计实用手册》按式6-16计算，其中C=0.65，=82mm，A=45mm，所以得余量=2.78mm。故取余量为3.0mm。(6)16H11槽毛坯为实心，未铸出槽。（7）M22×1.5螺纹孔毛坯为实心，未铸造出孔。3）、确定工序余量，工序尺寸及其公差确定工序(或工步)尺寸的一般方法是，由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后工序（工步）的工序（工步）尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序（或工步）尺寸应用工艺尺寸链计算。本零件各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已经在前面根据有关资料确定，本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可以根据《现代制造工艺设计方法》中的精、半精加工余量建议值来确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是从表中查出确定，而为加工余量（毛坯余量）减去其余（后续）工序（或工步）各加工余量之和。前面根据有关资料已查出本零件个加工表面的加工余量（即毛坯余量），应将加工总余量分配给各工序（或工步）的加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。本零件各加工表面的工序（或工步）的尺寸精度，表面粗糙度，除了最后工序（或工步）是按零件图样要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—7、表1.4—8等及参考表1.4—17定公差等级（即IT）和表面粗糙度。公差等级确定后，查《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—24得出公差值，然后按“入体”原则标注上下偏差。本零件的各加工表面的工艺路线，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度如下表所示。加工表面工序（或工步）(mm)工序（或工步）余量（mm）工序（或工步）基本尺寸(mm)工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差（mm）表面粗糙度公差等级公差（mm）Φ25H7孔端面精铣2Z=180IT90.0743.2粗铣2Z=381IT120.356.3毛坯2Z=484——84—Φ25H7孔精镗2Z=0.5φ25IT70.0211.6粗镗2Z=4.524.5IT130.336.3毛坯2Z=520————Φ60H12孔端面精铣2Z=112IT110.11（）3.2粗铣2Z=313IT120.186.3毛坯2Z=416——16—Φ60H12孔精镗2Z=0.4φ60IT120.303.2粗镗2Z=5.6φ59.6IT130.466.3毛坯2Z=6φ54——Φ54—16H11槽上端面精铣上端面Z=1.544IT110.36.3粗铣上端面Z=3.545.5IT130.3912.5毛坯Z=549——49—16H11槽两侧面精铣槽两侧面Z=116IT110.113.2粗铣槽Z=1515IT120.156.3毛坯实心—————螺纹孔端面粗铣Z=536IT120.256.3毛坯Z=33939—M22×1.5螺纹孔攻螺纹—M22M223.2钻孔2Z=20.520.53.2毛坯实心——————————3.5确定切削用量及基本工时设计计算依据和过程计算结果工序10划工序20粗铣A)粗铣上端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=3.5mm所以铣削深度：=3.5mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.18mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=86m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：(表3.26-P106)B)粗铣16H11槽机床：XA6132型万能铣床刀具：硬质合金三面刃铣刀，材料：硬质合金，根据《工艺手册》查表12-85得：刀具直径D=80mm,刀具齿数Z=18，刀具宽度L=14mm。铣削深度：=8mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.20mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=28m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：C)粗铣Φ60两孔端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：=2mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.18mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=98m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时(表3.26-P106)D)刀检Φ25孔端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：=2mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.18mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=98m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时工序30粗镗A)粗镗Φ60孔机床：T68卧式镗床床刀具：根据相关表查得：YG6单刃镗刀，材料：硬质合金，确定切削用量：单边余量：Z=2.8mm铣削深度：粗镗一次走刀可以镗去全部余量故=2.8mm每转进给量f：根据《工艺手册》查表11-17(P854)，选取f=0.1mm/z确定切削速度：根据《切削用量简明手册》查表1.11得V=71m/min机床主轴转速：按照《工艺手册》表11-17P854选取基本工时B）粗镗Φ25孔机床：T68卧式镗床床刀具：根据相关表查得：YG6单刃镗刀，材料：硬质合金，确定切削用量：单边余量：Z=2.25mm铣削深度：粗镗一次走刀可镗去全部余量=2.25mm每转进给量f：根据《工艺手册》查表11-17(P854)，选取f=0.2mm/z确定切削速度：根据《切削用量简明手册》查表1.11得V=71m/min机床主轴转速：按照《工艺手册》表11-17P854选取基本工时工序40热处理工序50划工序60精铣A）精铣上端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=1.5mm所以铣削深度：=1.5mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.13mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=110m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：B)精铣Φ60孔端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=0.5mm所以铣削深度：=0.5mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.13mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=110m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：C)精铣16H11槽两侧面机床：XA6132型万能铣床刀具：高速钢立铣刀，材料：高速钢，根据《切削用量简明手册》查表3.6得：刀具直径D=16mm,刀具齿数Z=12。确定切削用量确定铣削深度：由于加工余量Z=1mm,一次走刀可以铣去全部余量。故取：=1mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》表3.4(P87)查得：=0.05mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.14得V=17m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：D)刀检Φ25孔端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽L=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=1mm所以铣削深度：=1mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.18mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=98m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时(表3.26-P106)工序70精镗A）精镗Φ60孔机床：T68卧式镗床床刀具：根据相关表查得：YG6单刃镗刀，材料：硬质合金，确定切削用量：单边余量：Z=0.2mm铣削深度：粗镗一次走刀可以镗去全部余量故=0.2mm每转进给量f：根据《工艺手册》查表11-17(P854)，选取f=0.14mm/z确定切削速度：根据《切削用量简明手册》查表1.11得V=63m/min机床主轴转速：按照《工艺手册》表11-17P854选取基本工时B）精镗Φ25孔机床：T68卧式镗床床刀具：根据相关表查得：YG6单刃镗刀，材料：硬质合金，确定切削用量：单边余量：Z=0.25mm铣削深度：粗镗一次走刀可镗去全部余量=0.25mm每转进给量f：根据《工艺手册》查表11-17(P854)，选取f=0.52mm/z确定切削速度：根据《切削用量简明手册》查表1.11得V=128m/min机床主轴转速：按照《工艺手册》表11-17P854选取基本工时工序80铣断Φ60孔机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《工艺手册》P1082表12-93选取中齿锯片铣刀刀具直径D=80mm，齿数Z=32，宽度L=4mm。切削深度：根据《切削用量简明手册》表3.4查得：进给量切削速度，机床主轴转速：，根据《切削用量简明手册》按表3.30取实际切削速度：进给量：工作台每分进给：被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1基本工时工序90粗铣螺纹孔端面机床：XA6132型万能铣床刀具：根据《设计手册》续表12-73，选取YG6端铣刀，材料：硬质合金，刀具前角:，后角：，副后角：，刀齿斜角：，主偏角：，过渡刃宽=1.5mm,刀具齿数Z=14。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：=3mm每齿进给量：根据《切削用量简明手册》查表3.30(P111)，可知XA6132万能铣床功率为7.5KW，根据《切削用量简明手册》表3.5(P88)查得：=0.18mm/z计算切削速度：根据《切削用量简明手册》查表3.16得V=86m/min机床主轴转速：按照表3.30实际铣削速度：进给量：基本工时：(表3.26-P106)工序100钻Φ20.5mm的孔机床：Z525立式钻床刀具：根据《切削用量简明手册》表2.1及2.2选择高速钢麻花钻，直径为20.50mm，钻头采用双锥修磨棱带横刃过渡刃宽3.5mm，后角为确定钻削用量确定进给量f根据《切削用量简明手册》表2.7可查出f=0.35~0.43mm/r按钻头强度选择：查《切削用量简明手册》表2.8，当，钻头直径=20.5mm，钻头允许进给量为f=1.75mm/r按机床进给机构强度选择：查《切削用量简明手册》表2.9.当,，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f=0.93mm/r。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：f=0.35~0.43根据z525机床说明书，选择进给量。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验。根据《切削用量简明手册》表2.19和差值法算出,当，时，钻孔轴向力Ff=4072N，轴向力修正系数为1.0，故=4072N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为=8830N。故所选进给量可用。（b）确定钻头磨钝标准及寿命当=20.5mm时，钻头后刀面最大磨损限度根据《切削用量简明手册》表2.12，可知为0.6～0.9mm，寿命（c）切削速度根据《切削用量简明手册》表2.30，可知切削速度计算公式为：（m/min）其中，，，，，，，，根据《切削用量简明手册》表2.31，得修正系数：，，，，故实际的切削速度：根据《切削用量简明手册》表2.35的Z525钻床说明书，可考虑选择，但因所选转数较计算转数为低，因为所选转数合适。进给量仍用。（d）检验机床扭矩及功率查《切削用量简明手册》表2.21得，当，时，，修正系数均为1.0，故。查《切削用量简明手册》表2.23,，，，时钻头消耗功率：Pc=1.0kw。查Z525机床使用说明书，由于，，故选择之切削用量可用，即：，，。计算基本工时，入切量及超调量由《切削用量简明手册》表2.29查出。故工序110手攻M22×1.5螺纹刀具：细牙普通螺纹丝锥（）工序120检查，，专用夹具设计设计工序——铣断孔60H12的夹具。4.1定位基准的选择由零件图可知，用92×32平面加上宽16mm长键限制五个自由度，加上一个与90×32平面垂直的侧面来辅助，实际变成两面一长键定位的夹具4.2切削力和夹紧力计算切削刀具：中齿锯片铣刀，D=80，Z=20式中所以计算切削力时，必须考虑安全系数K：为克服水平切削力，实际夹紧力N应为：所以式中，及为夹具定位面及加紧面上的摩擦系数，。则：压紧用螺母拧紧，由《机床夹具设计手册》表3-26查得螺母拧紧力此时已大于所需夹紧力，故本夹具可安全工作4.3定位误差的分析4.4夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺母夹紧方式。本工序为铣断切削力小，所以一般手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。参考文献:[1]孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M].北京：冶金工业出版社，2010[2]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社，2002[3]王光斗，王春福主编.机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，2000[4]陈宏钧主编.金属切削工艺技术手册[M].北京：机械工业出版社，2013[5]朱耀祥，浦林祥主编.现代夹具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2009[6]张耀宸主编.机械加工工艺设计实用手册[M].北京：航空工业出版社.1993[7]周哲波主编.互换性与技术测量[M].北京：北京大学出版社.2012[8]周哲波主编.机械制造工艺学[M].北京：北京大学出版社.2012[9]董怀武，刘传慧主编.画法几何及机械制图[M].武汉：武汉理工大学出版社，2011[10]致谢这次的课程设计，我们算是真正的做了一次工艺人员，由方案的出台、查表、计算到夹具的设计，都由我们自己独立思考亲自操作完成的。在这次课程设计当中，我们重温了《机械制造工艺学》、《机械制造装备设计》等的课本知识，第一次感受到了运用所学的知识来指导实践所带来的快乐，同时也提高了我们查图、查表的能力，也算是为以后的工作提前进行了适应。更重要的是，在此过程当中，我们明确了作为一个工程技术人员应该具有的认真、仔细的素养，也是机械人员最基本的素养，在以后的学习、工作当中，必须重视这种这素养的培养；同时，我们也认识到团队合作的可贵，1加1大于2，我们一次次的对方案进行讨论、修改，使我们的方案逐渐走上成熟，各种疑团都得到了解决，团结合作是我们完成工作的保证。三周的课程设计是如此短暂，但在此过程中所学到的东西将指引我们以后的学习工作。最后要特别感谢周老师悉心的指导，也感谢我们这个小组。目录TOC\o"1-2"\h\z第一章项目基本情况 3一、项目情况说明 3二、可行性研究的依据 5第二章项目建设的必要性与可行性 8一、项目建设背景 8二、项目建设的必要性 9三、项目建设的可行性 14第三章市场供求分析及预测 17一、项目区生猪养殖和养殖粪污的利用现状 17二、禽畜粪污产量、沼气及沼肥产量调查与分析 18三、项目产品市场前景分析 20第四章项目承担单位的基本情况 21一、养殖场概况 21二、资产状况 21三、经营状况 21第五章项目地点选择分析 23一、选址原则 23二、项目选点 23三、项目区建设条件 24第六章 工艺技术方案分析 27一、污水处理模式的选择 27二、处理工艺的选择 29三、项目工艺流程 31四、主要技术参数 35五、主要设备选型 39第七章项目建设目标 40一、项目建设目标 40二、项目建设规模 40第八章项目建设内容 42一、建安工程 42二、仪器设备 46第九章投资估算和资金筹措 48一、投资估算的范围 48二、投资估算的依据 48三、投资估算 49四、资金使用计划 54五、资金筹措 54第十章建设期限和实施进度安排 55一、项目建设期限