拨叉工艺设计说明书.docx
《拨叉工艺设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拨叉工艺设计说明书.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
拨叉工艺设计说明书
序舌
为期两周的机械制造工艺学课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下我们取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
主要是CA6140车床拨义的选择与设计。
本设计采用了快速螺旋定位和夹紧机构，从而大大提高了由于钻、扩、绞孔而频繁换钻套的生产效率，夹具的加工精度都采用普通级，充分考虑了制造成本。
本设计的缺点是操作需要人力，所以在生产自动化方面有待改进。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤，以及学会了查阅相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，通过课程设计培养了我们综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
让
我们初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。
掌握从事工艺设计的方法和步骤，提高了思考、解决问题创新设计的能力，为学生今后进行毕业设计和以后的设计、生产工作打下了良好的基础。
由于本人水平有限，设计编写时间也比较仓促，在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方，为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正，不胜感激之
至。
一、零件的分析
（一）零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的拨义。
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425孔与操纵机构相连，二下方的460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
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425mm?
L为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
425H7mm的孔，以及（|）42mmt勺圆柱两端面，其中主要加工表面为425H7mmffi孔。
2.以460mmfL为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
460H12的孔，以及460H12的两个端面。
主要是
46H12的孔。
3.铢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M2次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）46CH端面与425H7孔垂直度公差为0.1mm.。
（2）16H11mm的槽与425H7勺孔垂直度公差为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。
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200O考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构乂比较简单，故选择铸件毛坯。
（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白出，更有其者，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。
而对有若十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4250.021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442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，然后进行铢削。
（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。
（三）制定工艺路线
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。
1.工艺路线方案一
工序一粗、钻、扩、皎、精皎425460FL
工序二粗、精铢460425FL下端面。
工序三粗、精铢425FL上端面
工序四粗、精铢4601上端面
工序五切断。
工序六铢螺纹孔端面。
工序七钻42牙匕（装配时钻皎锥孔）。
工序八攻M22<1.5螺纹。
工序九粗铢半精铢精铢槽所在的端面
工序十粗铢半精铢精铢16H11的槽。
工序^一检查。
上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铢平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。
且看另一个方案。
2.工艺路线方案二
工序一
工序二
粗、精铢425FL上端面。
粗、精铢
425fL下端面。
工序三
钻、
扩、1
交、精皎42乳。
工序四
钻、
扩、1
交、精皎46CfLo
工序五
粗、
精铢
松0孔上端面
工序六
粗、
精铢
460fL下端面。
工序七
切断。
工序八
铁螺纹孔端面。
工序九
钻-
$22fL
（装配时钻皎锥孔）。
工序十
攻M22X
1.5螺纹。
工序
粗铳半福铳福铳槽所在的端面
工序十二
粗、
半精铢精铢16H11的槽。
工序十三
检查。
上面工序可以适合大多数生广,但是在全部工序中I可的工序七把两件铢
断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。
再看另一方案
3.工艺路线方案三
工序一
粗、精铢4251上端面。
工序二
粗、精铢4251下端面。
工序三
工序四
钻、扩、皎、精皎42乳。
钻、扩、皎、精皎46CfLo
工序五
工序六
粗、精铢46CI上端面
粗、精铢46CI下端面。
工序七
工序八
铁螺纹孔端面。
钻42如（装配时钻皎锥孔）。
工序九
工序十
攻M22<1.5螺纹。
粗铁半肩铢精铢槽所在的端面。
工序
粗、半精铢精铢16H11的槽。
工序十二
工序十三
切断。
检查。
此方案仍有先钻孔再铢平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。
4.工艺路线方案四
工序一
以442外圆为粗基准，粗铢425FL上下端面。
工序二
工序三
精铢425JL上下端面。
以42SL上端面为精基准，钻、扩、铉、精铉425孔，孔的精度
达到IT7。
工序四
以42毗为命准，粗铢46CI上下端面。
工序五
以42毗为命准，精铢46如上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。
工序六
工序七
以42毗为命准，钻、鲤、铉伽孔，保证孔的精度达到IT8。
以425JL为精基准，铁螺纹孔端面。
工序八
以42SL为命准，钻42（FM装配时钻铉锥孔）。
工序九
以42SL为命准，钻一个42如，攻M22<1.5螺纹。
工序十以425?
L为精基准，铁槽端面。
工序十一以42资L为精基准，铢16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08。
工序十二两件铢断
工序十三检查。
虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。
工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铢削只有两次，而且刀具不用调整）。
多次加工460425孔是精度要求所致。
以上工艺过程详见附表1机械加工工艺过程综合卡片”。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
CA6140车床拨义”;零件材料为HT200,硬度190〜210HB，毛坯重量1.8kg,生产类型为中批量，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（442
考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。
2.外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（42546酬面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表3.1〜26,取
42546跚面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）。
铢削加工余量为：
粗铢：
1.5mm
半精铢：
0.7mm
3.内孑L（46CE铸成450勺孔）
查《工艺手册》表2.2〜2.5,为了节省材料，取460FL已铸成孔长度余
量为3mm，即铸成孔半径为50mm。
工序尺寸加工余量：
钻孔（|）58:
8mm
鲤孑L（|）59.9:
1.9mm
皎孔帽0:
0.1mm
同上，零件425勺孔也已铸出415勺孔。
工序尺寸加工余量：
钻孔4238mm
扩孔钻44.8:
1.8mm
粗皎孔44.94:
0.14mm
精皎孔45H7:
0.06mm
4.螺纹孔顶面加工余量
铸出螺纹孔顶面至42&L轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4mm工序尺寸加工余量：
粗铁顶面：
3.1mm
半精铢：
0.7mm
精铢：
0.2mm
5.槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量
铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。
工序尺寸加工余量：
粗铁端面：
2.1mm
半精铢：
0.7mm
精铢：
0.2mm
6.其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为中批量生产，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。
（五）确立切削用量及基本工时
工序一以442#圆为粗基准，粗铳§25JL上下端面。
1.
工件材料：
HT200,
加工条件
cb=0.16GPa,HB=190~220,铸件。
工件尺寸：
宽度42mm,长度42mm。
加工要求：
粗锐42SL上下端面，加工余量为1.5mm,用乳化液冷却机床：
XA6132型铢床。
刀具：
W18Cr4V硬质合金钢端铁刀，牌号YG6。
由丁切削深度＜4mm,p
切削宽度气＜60mm,参考《切削用量简明手册》（以下简称《切削手册》）
表3.1得铢刀直径d。
=80mm。
查表3.11知z=10。
2.计算切削用量
（1）决定铢削宽度ap
由丁加工余量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需长度。
p
（2）决定每齿进给量fz
根据《切削手册》表3.30,XA6132型铢床其功率为7.5kW,中等系统刚度。
根据表3.5,fz=0.14~0.24mm/z,由丁采用对称铢，选较小量fz=0.14mm/z。
（3）选择铁刀磨钝标准及刀具寿命
根据表3.7,铢刀刀齿后刀面最大磨损量为1.50mmo
根据表3.8,铁刀d。
=80mm的刀具寿命T=180min。
（4）决定切削速度&和每分钟进给量Vf
切削速度Vc可按《切削手册》表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。
根据表3.16,当d0=80mm,z=10,ap=1.5mm,a^42mm,fz〈0.20mm/z
时，Vt=98m/min,nt=322r/min,Vr=490mm/min。
各修正系数为：
kMv=kMn=kMvf=1.0
ksv=ksn-ksvf-0.85
故vc=vtkV=981.00.85m/min=83.3m/min
n=ntkn=322k1.0k0.85r/min=273.7r/min；
vf=▼&=490k1.0x0.85mm/min=416.5mm/min。
根据以上数据结合表3.30,选择ric=300r/min,vfc=475mm/min。
因此实际切削速度和每齿进给量为
二d0nc3.1480300
vc==m/min=75.4m/min
10001000
rVfc475fzc=——=mm/z=0.16mm/z
ncz30010
（5）检验机床功率
根据表3.24,当铸铁硬度190~220HBS,a^42mm,ap=1.5mm,
Vc=75.4m/min时，Pct=1.1kW。
切削功率的修正系数Mpc=1,故实际的
切削功率为：
Pg=Pt=1.1kW。
ccc
根据表3.30,机床主轴允许的功率为：
PcM=7.50.75kW=5.63kW
故Pccvf=475mm/min,nc=300r/min,vc=75.4m/min,fz=0.16mm/z。
（6）计算基本工时
tm=：
式中L=1+y+A,I=42mm,根据表3.26入切量及超切量y+△=13mm,村4213
贝UtmA=min=0.12min
475
工序二精铳§25孔上下端面，保证尺寸80mm。
1.加工条件
工件材料：
HT200,（b=0.16GPa,HBS=190~220,铸件。
工件尺寸：
宽度42mm，长度42mm。
加工要求：
精锐425±下端面。
机床：
XA6132型铢床。
刀具：
W18Cr4V硬质合金钢端铁刀，牌号YG6。
由丁切削深度a。
<4mm,p
切削宽度ae<60mm，参考《切削手册》表3.1得铁刀直径d。
=80mm。
查表3.11知z=10。
2.切削用量
（1）决定铢削深度ap
因为切削量较小，故可以选择ap=0.7mm,一次走刀即可完成所需长度。
（2）决定每齿进给量fz
根据《切削手册》表3.30,XA6132型铢床其功率为7.5kW,中等系统刚
度。
根据表3.3,fz=0.14~0.24mm/z,由丁采用对称铢，选较小量fz=0.14mm/zo
（3）选择铁刀磨钝标准及刀具寿命
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
（4）计算切削速度赤和每分钟进给量Vf
根据表3.16，当d°=80mm,z=10,ae=40~70mm,ap=1.0mm,
fz<0.20mm/z时，v=124m/min,n^494r/min,v^=395mm/min。
各修正系数为：
kMv=kMn=kMvf=1.0,ksv=k”=k’vf=0.85,
kBv=kBn=kBvf=0.80o
故:
vc=vtkV=1241.00.850.8m/min=84.3m/min
n=ntkn=4941.00.850.8r/min=336r/minvf=vftkvf=3951.00.850.8mm/min=268.6mm/min
根据以上数据并结合表3.30,选择nc=375r/min,vfc=300mm/min。
因此实际切削速度和每齿进给量为：
二d0nc3.1480375vc==m/min=94.2m/min
10001000
IVfc300
fzc=—=mm/z=0.08mm/z
ncz37510c
（5）检验机床功率
根据表3.24,当铸铁硬度190~220HBS,fz=0.14~0.24mm/z,ap=42mm,ap=1.0mm,vfc=300m/min时，Pct=1.1kW。
切削功率的修正系数kMPc=1，故实际的切削功率为：
Pcc=Pct=1.1kW。
根据表3.30,机床主轴允许的功率为：
PcM=7.50.75kW=5.63kW
故Pccvf=94.2mm/min,n^=375r/min,vc=300m/min,fz=0.08mm/z。
（6）计算基本工时
tm=L,式中L=l+y+A,1=42mm,根据表3.26入切量及超切量vf
4212
y+A=12mm，贝UtmA=min=0.14min
375
工序三以§25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较§25孔，孔的精度达到IT7。
A.钻孔§23
1.选择钻床及钻头
选择Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm,钻头采用双锥修磨横刃。
2.选择切削用量
（1）决定进给量
1）按加工要求决定进给量：
根据《切削手册》表2.7，当HBS=190~220,
20mm2）按钻头强度决定进给量：
根据《切削手册》表2.8,当
HBS=220~240,do=23mm,钻头强度允许的进给量f=1.45mm/r。
受限制的进给量是工艺要求，选择f=0.53mm/r。
由丁是加工通孔，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采用手动进给。
（2）决定钻头磨钝标准及寿命
由表2.12，当do=23mm时，钻头后刀面最大磨损量取为1.0mm,寿命
T=45min。
（3）切削速度
由表2.15，当铸铁硬度190~220HBS,d°=23mm,f=0.53mm/r时，
vt=18m/min。
v=vkv=181.01.00.751.0=13.5m/min
n=^=^^=215r/min
■do3.1420
y+D=10mm。
Lly上8010
tm1====0.79min
nwfnwf2150.53
B.扩孔§24.8
选高速钢扩孔钻，根据《切削手册》表2.10,查得扩孔钻扩巾24.8mm孔
时的进给量，并根据铸铁硬度190~220HBS选f-0.75mm/ro
其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。
故:
v=0.413.5=5.4m/min
选择n=75r/min
切削工时：
参照《切削手册》表2.29,得y+△=10mm,I=80mm。
所以:
扁=上=^^=^^=1司讷
nwfnwf750.75
C.粗较孔§24.94
选高速钢皎刀，根据《切削手册》表2.11,查得皎孔*24.94mm孔时的
进给量，并根据铸铁硬度
190~220HBS选f=0.9~1.4mm/r。
根据《切削手册》表2.24,取v=7m/min
选择n=95r/min
切削工时：
参照《切削手册》表2.29,得y+A=12mm,I=80mm。
所以:
LIy上8012
tm3====0.97min
nwfnwf951.0
C.精较孔§25H7
选高速钢皎刀n=95r/minf=1.3~2.6mm/rd0=25H7
LIy.*8012
tm4二———0.75min
nwfnwf951.3
本工序总工时：
Tm=tm1•tm2.tm3.tm4=4.11min
工序四以§25孔为精基准，钻、粗镯、精镯§60孔，保证孔的精
度达到IT7
1.选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm,钻头采用双锥修磨横刃
选择Z5163A钻床n=22.4~1000r/min,f=0.063~1.2mm/r。
2.选择切削用量
（1）决定进给量
1）按加工要求决定进给量：
根据表2.7，当HBS=220~240,30mmw
do<60mm时，f=0.70~0.80mm/r。
2）按钻头强度决定进给量：
根据表2.8,当HBS=220~240,do=55mm,钻头强度允许的进给量f>2mm/r。
最终决定选择Z5163A机床已有的进给量f=0.8mm/r
（2）计算工时L=l+y+D,l=12mm，入切量及超切量有表2.29
查出y+D=23mm。
选择n=600r/min,所以
3.选择鲤刀
选择卧式鲤床T68,高速钢鲤刀，粗鲤时do=59.9mm
粗鲤时v=20〜35m/min,f=0.3〜1.0mm/r
1000v100028
n===149r/min
「do3.1459.9
选择n=150r/min,则
精鲤时v=15〜30m/min,f=0.15〜0.5mm/r
tm3=,nwf
L】y1223=1.05min
nwf1500.25
本工序总工时:
Tmf-tm2'tm3=1.51min
工序五铳螺纹孔顶面
1.加工条件
工件材料：
HT200,（b=0.16GPa,HBS=190~220,铸件。
工件尺寸：
宽度32mm,长度32mm。
机床：
X53K立式铢床。
刀具：
W18Cr4V硬质合金钢端铁刀，牌号YG6。
由丁切削深度<4mm,p
切削宽度ae<60mm，参考《切削手册》表3.1得铁刀直径d。
=80mm。
查表3.11知z=10。
2.切削用量
（1）决定铢削深度ap
p
因为切削量较小，故可以选择ap=1mm,一次走刀即可完成所需长度。
（2）决定每齿进给量fz
根据《切削手册》表3.3,fz=0.14~0.24mm/z，选较大量fz=0.24mm/z
（3）选择铁刀磨钝标准及刀具寿命
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
（4）计算切削速度L和每分钟进给量Vf
根据表3.16,当d。
=80mm,z=10,ap=1.0mm,fz=0.24mm/z时，
Vt=87m/min,nt=222r/min,Vr=586mm/min。
各修正系数为：
kMv=kMn=kMvf=1.0,ksv=k”=k’vf=0.85,
kBv=kBn=kBvf=0.80o
故:
vc=vtkV=871.00.850.8m/min=59.2m/min
n=ntkn=2221.00.850.8r/min=151r/minvf=vftkvf=5861.00.850.8mm/min=398mm/min
根据以上数据并结合表3.30,选择nc=150r/min,vfc=400mm/min。
因此实际切削速度和每齿进给量为:
.Vfc400
fzcmm/z=0.27mm/z
ncz15010c
3）计算切削速度
328
tm=min
升级会员 