拨叉课程设计工艺卡片Word格式文档下载.docx
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(二)基准的选择。
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。
表面加工方法的选择
本零件的毛坯为铸件,待加工面有内孔,端面,内倒角等。
公差等级及粗糙度要求参考零件图。
其加工方法的选择如下:
(1):
花键花键大径表面粗糙度为Ra1.6μm,毛坯孔未铸出,需钻,扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。
(2):
端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高,很大部分,经过粗车即可打到精度要求。
待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽,除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2μm,经粗铣和半精铣即可。
(3):
内倒角加工角度为15度的内倒角,采用铣床加工即可。
(三)制定工艺路线。
方案一
工序:
1.粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15°
倒角。
2.粗、精铣削B面。
3.铣削8+0.030mm的槽。
4.铣削18+0.0120mm的槽。
5.拉花键。
方案二
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。
2.拉花键。
以A面为基准,
3.铣削槽B面。
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
4.铣削8+0.030mm的槽。
选用X62W卧式铣床加专用夹具。
5.铣削18+0.0120mm的槽。
方案分析:
上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。
但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。
此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠,所以采用方案二比较合理。
(四)机械加工余量。
求毛坯尺寸;
左面、高单侧加工,应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出,即:
R=F+RAM+CT/2=100+0.7+3.2/2=102.3mm
左面为单侧加工,毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出,即:
R=F+RAM+CT/2=79+0.7+3.2/2=82.3mm
由铸件铸造类型为金属型铸造,因此加工余量等级选为F。
项目
机械加工余量mm
尺寸公差mm
公差等级
长度90
2.3
3.2
IT10
通槽深40
2.6
通槽宽18
2
CA6140的拨叉材料为HT200。
毛坯重量为1.84kgσb=220MPaHBS=157
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:
1.A面的加工余量
A面有3±
0.8mm的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除
2.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Φ220+0.28,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=1mm
3.B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0.2mm
粗铣加工余量为2.8mm
(五)确定切削用量及基本工时。
工序Ⅰ:
车削A面。
1.加工条件。
工件材料:
灰口铸铁HT200。
σb=145MPa。
铸造。
加工要求:
粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸,Ra=3.2µ
m
机床C3163-1。
转塔式六角卧式车床。
刀具:
刀片材料。
r=12.ao=6-8b=-10o=0.5Kr=90n=15
2、计算切削用量。
(1)已知长度方向的加工余量为3±
0.8mm。
实际端面的最大加工余量为3.8mm。
故分二次加工(粗车和半精车)。
长度加工公差IT12级取-0.46mm
(2)进给量、根据《切削简明手册》(第3版)表1.4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)
ƒ=0.6-0.8mm/r.
按C3163-1 车床说明书 取ƒ=0.6mm/n。
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85所以:
实际进给量f=0.6×
0.8=0.48mm/r
按C3163-1 车床说明书 ƒ=0.53mm/r
(3)计算切削速度。
按《切削简明手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·
apxv·
fyv)·
kv
其中:
Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2
修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81
∴Vc=158/(600.2·
20.15·
0.530.4)·
1.15·
0.8·
0.81·
0.97
=46.9(m/min)
(4)确定机床主轴转速ns=1000vc/
dw=229.8(r/min)
按C3163-1 车床说明书 n=200r/min
所以实际切削速度V=40.8m/min
(5)切削工时,按《工艺手册》表6.2-1
由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮,为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备
t=
=0.33(min)L=(65-0)/2=32.5L1=3、L2=0、L3=0
2、精车
1)已知粗加工余量为0.5mm。
2)进给量f.
根据《切削用量简明手册》表1.6,f=0.15-0.25mm/r 按C3163-1 车床说明书 f=0.16mm/r
计算切削速度按《切削用量简明手册》表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)
=158/(600.2·
0.160.4)·
0.97
=83.85(m/min)
3)确定机床主轴转速.
nw=1000vc/
dw=410.8(r/min)按C3163-1 车床说明书 取nw=400(r/min)
实际切削速度V=57.1m/min
4)切削工时,查《工艺手册》表6.2-1
=22.5/400x0.16=0.35(min)
由于下一道工序是钻孔,所以留下Ø
20mm的台阶,所以L=(65-20)/2=22.5mmL1=3.L2=0.L3=0
3、钻孔、扩孔、倒角。
(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°
Ψ=55°
b=2mm,=4mm。
根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48
a、按机床进给强度决定进给量:
根据表2.9,当σb=210MPa
d0=20.5mm可确定f=0.75。
按C3163-1 车床说明书 取f=0.62mm/n.
b、决定钻头磨钝标准及寿命
表2.21,当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6寿命T=45min.
c、切削速度
由《切削用量简明手册》,表2.15得V=21m/min
n=1000V/
D=334.4
由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min取280n/min
取n=280m/min.实际V=17m/min
d、基本工时,
Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(min)
入切量及超切量由表2.29.查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(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=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。
(3)、倒角
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1.24
可以查出 当σb=160~245HBS
≤2.8mm f≤0.6mm/r
Vc≤41m/min Pc=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
=21mm f=0.64mm
查得转矩M=61.8 N.M
《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式
PC=
/30
=61.8x17/30x21=1.67km
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
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0.06mm,
拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工时t=Zblηk/1000vfzZ
式中:
Zb单面余量1.5mm(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1.2;
k考虑机床返回行程系数,取1.4;
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=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同时工作齿数z=l/p=80/12≈7
∴其本工时Tm=1.5×
80×
1.2×
1.4/1000×
3.6×
0.06×
7=0.13(min)
工序Ⅲ粗铣,精铣B面。
粗铣B面,精铣B面,Ra=3.2um。
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:
28mm
1.粗铣
1)选择刀具
根据《切削用量简明手册》表3.1铣削宽度ae≤5mm时。
直径为do=50mm 故齿数Z=8,由于采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
留精铣的加工余量为0.2,所以本道工步切削宽度ac=2.8±
0.8mm,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f=0.6mm/r
3)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为0.6镶齿铣刀do=50mm,刀具寿命T=120min(表3.8)
4)决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
Z=8,
=40-70mm,ac=2.8±
0.8mm,fz=f/z=0.0750.1mm/z
式中
,
f=0.8,
=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/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min
选Vf=80mm/min实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5)机床功率:
根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/min
=2.8mm
=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系数:
故Pct<0.8,
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/min
fz=0.0625mmm/z
6)基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525(min)L1+△=14mm
2.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=0.6
3)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==33.1m/min
d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4)基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336(min)L1+△=14mm
工序Ⅳ铣削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸:
8+0.030mm,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
1)选择刀具:
由加工尺寸公差0-0.3。
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
2)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3.3确定f=0.15-0.3mm/r现取f=0.3mm/rfz=0.3/16=0.018mm/z
3)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》3.27的公式
Cv=25,
=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,
Km=1.12,Ksv=0.8,T=0.82,
Kv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=82.86m/min
n=1000×
Vc/
do=1000×
82.86/3.14×
63=418.87r/min
根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min
实际速度Vc=
donc/1000=74.2m/min
选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min
fzc=110/375×
16=0.018mm/z
根据《切削用量简明手册》表3.28公式
圆周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFCKTV=0.90KMFC=0.94
由表28得CF=30,XF=1.0,yF=0.65,UF=0.83,WF=0,qF=0.83,K=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)K=30X8X0.018X8/63X375
=505.6N
M=FCdo/2×
103=15.9N•M
Pc=FcVc/1000=1.18km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3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49(min)L1+△=14mm
工序Ⅴ铣宽为180+0.12mm槽
1)选择刀具
铣刀参数:
L=10D=100mmd=30mmro=15°
Z=24
2)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3.3确定f=0.5mm/r现取f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z
3)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确定刀具寿命:
T=100min
因为槽深为35mm故铣18H11槽时底边留有5mm的加工余量,精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap=30mm
2、切削用量的确定
由《机械加工工艺手册》表2.1-96查得切削速度为
V=18~29m/min
每齿进给量为fz=0.063~0.102mm/z取fz=0.09mm/z。
则铣床主轴转速为
n=
=358.3~577.2r/min
根据机床说明书可取n=460r/min。
则实际转速为
Vf=fznz=0.09×
3×
460
=124.2mm/min
3、切削加工工时
由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得
=
=0.82min
L1+△=20mmi=2(走两次)
工序Ⅵ磨180+0.12mm槽,
保证尺寸18mm
1)选择砂轮。
见《切削手册》第三章中磨料选择各表,结果为
GZ46KV6P350×
40×
127其含义为:
磨轮磨料为棕刚玉,为了防止粒度过小而磨轮堵塞,所以选用为粒度为46#,硬度为软2级。
平型砂轮,其尺寸为16×
6×
40(D×
d×
H)。
2)切削用量的选择。
砂轮转速n砂=3000r/min(见机床说明书),
v砂=2.5m/s
进给量f=50mm/min双单行程fr=0.015mm
3)切削工时
当加工1个表面时
Tm=(L+y+△)••iK/50=3.1min
最后,将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一起填入机械加工工艺卡片中,见附后表。
7.参考文献
1、黄健求主编《机械制造技术基础》机械工业出版社2005.11
2、崇凯主编《机械制造技术基础课程设计指南》化学工业出版社2007.2
6、陈国香主编《机械制造与模具制造工艺学》清华大学出版社2006.5
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11、邹青主编《机械制造技术基础课程设计指导教程》机械工业出版社2004.8
12、李军主编《互换性与测量技术基础》华中科技大学出版社2013.7
机械加工工艺过程卡片
产品型号
CA6140
共1页
产品名称
机床
零件名称
拨叉
第1页
材料牌号
HT200
铸
铁
毛坯
种类
件
尺寸
毛坯件数
1
每台
件数
备注
工序号
工序
名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
铣削
1.粗铣右端面
2.精铣右端面
铣床车间
铣床
专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀,
游标卡尺
20s
钻孔
扩孔
1.钻孔φ20进给量1.5mm
2.扩孔至φ21达到6.3
钻床车间
钻床
专用夹具、直柄麻花钻,卡尺,塞规
100s
3
倒角
1.倒角15°
车床车间
车床
普通车刀,游标卡尺
10s
4
拉花键
1.拉花键至φ25Ra=3.2
拉床车间
拉床
专用夹具、拉刀
6s
5
高频淬火
对上通槽进行局部高频淬火
专用夹具
3s
6
1.粗铣沟槽剩余加工余量1.5mm
2.精铣上平面至8x8
Ra=1.6
专用夹具、盘铣刀深度,
200s
7
1.