拔叉加工CA6140车床设计课程设计文档格式.docx

拔叉加工CA6140车床设计课程设计文档格式.docx

《拔叉加工CA6140车床设计课程设计文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拔叉加工CA6140车床设计课程设计文档格式.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

3.3.1工艺路线方案一7

3.3.2工艺路线方案二7

3.3.3工艺方案的比较与分析7

3.4选择加工设备和工艺装备8

3.4.1机床选用8

3.4.2选择刀具8

3.4.3选择量具8

3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定8

3.6确定切削用量及基本工时10

4专用夹具设计16

4.1问题的指出16

4.2定位基准的选择16

4.3夹具方案的设计16

4.4.切削力和夹紧力计算17

4.5夹紧力的计算17

4.6定位误差分析18

5零、部件的设计与选用19

6确定夹具体结构尺寸和总体结构21

总结23

致谢24

参考文献25

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50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，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、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：

1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔

2、大头半圆孔Φ50

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，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。

二、工艺规程设计

（一）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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

（二）基面的选择：

1粗基准的选择：

以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

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，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。

（三）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《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序1粗铣Φ32、Φ72下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序2粗铣Φ32，Φ72上端面，以T1，T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序3精铣Φ32下端面，以T2为基准。

精铣Φ72端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序4钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具；

工序5；

粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具；

工序6精铣Φ20上端面，以T1为基准，精铣Φ50端面，以D1为基准,采用X51立式铣床加专用夹具；

工序7：

粗，精镗Φ50孔，以Φ20孔轴线为基准；

工序8：

钻Φ7通孔，钻M6孔；

工序9：

用三面刃铣刀铣斜槽面；

工序10铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；

工序11去毛刺；

工序12终检。

（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200HBW，毛皮重量1.2KG，生产类型大中批量，铸造毛坯。

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：

1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ20，φ50端面长度余量均为2（均为双边加工）

铣削加工余量为：

粗铣1mm

精铣1mm

2.内孔（φ50已铸成孔）

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ50已铸成孔长度余量为2，即铸成孔半径为46mm。

工序尺寸加工余量：

钻孔9mm

扩孔0.120mm

粗铰0.035mm

精铰0.015mm

3.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工方式予以确认。

加工余量计算表

工序

加工尺寸及公差

锻件毛坯（

，

上下端面距离，零件尺寸34mm）

扩

20孔

粗，精铰

加工前尺寸

34mm

18mm

19.8mm

加工后尺寸

30mm

19.7mm

19.94mm

加工余量（单边）

2.0mm

0.85mm

0.07mm

加工公差（单边）

+0.021/0

（五）确定切削用量及基本工时

工序1粗铣Φ32、Φ72下端面，以T2为粗基准

1.加工条件

工件材料：

HT200,σb=170~240MPa，铸造;

工件尺寸：

aemax=72mm，l=176mm;

加工要求：

粗铣φ20孔下端面，加工余量4mm;

机床：

X51立式铣床；

刀具：

YG6硬质合金端铣刀。

铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=120mm。

根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°

后角α0＝8°

，副后角α0’=10°

，刃倾角λs=－10°

主偏角Kr=60°

过渡刃Krε=30°

副偏角Kr’=5°

。

2.切削用量

1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。

2）确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。

根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z

故选择：

fz=0.18mm/z。

3）确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；

由于铣刀直径d0=120mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。

4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf

根据《切削手册》表3.16，当d0=120mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=200r/min,vft=471mm/min。

各修正系数为：

kMV=1.0，kSV=0.8。

切削速度计算公式为：

其中

，将以上数据代入公式：

确定机床主轴转速：

根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：

vc=

=

m/min=118m/min

fzc=vfc/ncz=390/300×

12mm/z=0.1mm/z

5）校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×

0.75kw=3.375kw>

Pcc。

故校验合格。

最终确定:

ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。

6）计算基本工时

tm＝L/vf，L=l+y+Δ，l=176mm.

查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：

y+Δ=40mm，则：

tm＝L/Vf=（176+40）/390=0.81min。

工序2粗铣Φ32,Φ72上端面，以T1，T4为定位基准;

粗铣Φ32上端面:

切削用量和时间定额及其计算过程同工序1

粗铣Φ32上端面:

YG6硬质合金端铣刀，

X51立式铣床

根据《切削手册》查的，

现采用X51立式铣床，根据《简明手册》4.2-36查得取

，故实际切削速度

当

时，工作台每分钟进给量应为

查说明书，取

计算切削工时

因此

精铣Φ72端面，以D1为基准，

YG6硬质合金端铣刀；

查《切削手册》表3.5，进给量

，取为0.5mm/r

参考有关手册，确定

，采用YG6硬质合金端铣刀，

，则：

现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取

故实际切削速度：

时，工作台每分钟进给量：

，取为980mm/min

本工序切削时间为：

min

1.选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°

，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度

°

2.选择切削用量

（1）确定进给量

按加工要求确定进给量：

查《切削手册》，

，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则：

按钻头强度选择:

查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：

；

按机床进给机构强度选择：

查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为

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：

0.215~0.265mm/r。

根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量

由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2000N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2000N。

根据Z520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﹥Ff，故所选进给量可用。

（2）确定钻头磨钝标准及寿命　

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命

．

　（3）切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

（m/min）

其中，

，查得修正系数：

，=，

，故实际的切削速度：

（