CA6140车床拨叉毕业设计说明书11.docx
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CA6140车床拨叉毕业设计说明书11
摘要
拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。
本次设计旨在提高CA6140车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。
在制定加工工艺规程的顺序如下：
1分析零件；
2选择毛坯；
3设计工艺规程：
包括制定工艺路线，选择基准面等；
4工序设计：
包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等；
5编制工艺文件。
此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。
关键词：
拨叉;工艺规程;夹具设计
前言
课程设计是学生在进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。
通过课程设计培养学生综合运用所学知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。
课程设计是在毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在实习期间认真调查研究、搜索资料。
本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。
这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。
是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。
由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。
目录
摘要1
前言1
1.零件分析4
1.1零件的作用4
1.2零件的工艺分析4
2.工艺规程设计4
2.1毛坯的制造形式4
2.2基准面的选择5
2.3制定工艺路线5
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7
2.5确定切削用量及基本工时7
3.绘制零件图和编制工艺文件27
3.1绘制零件图27
3.2编制工艺文件27
4.夹具设计28
4.1问题的提出29
4.2夹具体设计29
结论32
参考文献33
1.零件分析
1.1零件的作用
。
1.2零件的工艺分析
。
2.工艺规程设计
2.1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。
图一毛坯图
2.2基准面的选择
2.3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。
在生产纲领已确定为中批生产的条件下，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。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
工艺路线方案一：
工序一：
退火
工序二：
粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的下表面，保证其粗糙度为3.2um
工序三：
以Ф20mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2um,其上、下表面尺寸为30mm，
上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。
经综合考虑，采用下面的方案二。
工艺路线方案二：
工序一；退火
工序二：
粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的下表面，保证其粗糙度为3.2um
工序三：
以Ф20mm的下表面为精基准，粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2um，Ф20mm的上、下表面尺寸为30mm，Ф50mm的上、下表面尺寸为12mm
根据Z535钻床说明书,Pc所以有Mc即f=0.64mm/rn=nc=375r/minvc=23m/min
（3）计算基本工时
根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度бb
170HBSdo=19.94mm时，f=（1.0~2.0）mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量即f=2.0mm/r
2）决定钻头的磨钝标准及寿命
由《切削手册》表2.12，当do<=20mm时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.4~0.6）mm,寿命T=60min
3）决定切削速度由《切削手册》表2.30中的公式
（3）计算基本工时
L=l+y+Δ由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm
故
=0.14min
（四）精铰Ф20mm的孔
（1）加工条件
工艺要求：
孔径d=19.94mm,孔深l=30mm,通孔，精度等级为IT7
机床：
Z535型立式钻床
刀具：
高速钢铰刀
选择高速钢铰刀，其直径do=20mm：
钻头几何形状为：
由《切削手册》表2.6ro=0ao=7oa1=18o
（2）切削用量
1）决定进给量f
根据《切削手册》表2.11，当铸铁的强度бb
170HBSdo=20mm,加工精度要求为H7精度时，f=（1.0~2.0）mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量即f=1.5mm/r
2）决定钻头的磨钝标准及寿命
do<=21mm时Mt=125.6Nm
扭矩的修正系数均为1.0，故Mc=125.6Nm
又根据《切削手册》表2.23，当бb=（170~213）MPado<=20mmf<=1.5mm/rvc<=10m/min时Pc=1.5KW
根据Z535钻床说明书,Pc所以有Mc即f=1.5mm/rn=nc=140r/minvc=8.2m/min
（3）计算基本工时
L=l+y+Δ由《切削手册》表2.29查得y+Δ=10mm
故
=0.19min
2.5.4工序五：
粗、精镗Ф50mm的孔
1）选f=0.58mm/r
确定切削速度v
按《切削手册》表1.27和表1.28
1）加工条件
工艺要求：
孔径d=48mm的孔加工成d=50mm,通孔
机床：
T616镗床
刀具：
YG6的硬质合金刀
刀具为YG6的硬质合金刀，且直径为20mm的圆形镗刀
2）切削用量
确定切削深度ap
ap=
=1mm
确定进给量f
根据《切削手册》表1.5当粗镗铸铁，镗刀直径为20mm,ap<=2mm,孔径d<=50mm,镗刀伸长长度l<=100mm时
=0.13min
2.5.5工序六：
铣断
加工条件
工件尺寸：
长72mm深12mm
加工要求：
将双体铣开
刀具：
选高速钢细齿圆锯片刀由《工艺设计手册》表3.1-27可得，又由（《金属切削手册》第三版）表6-7
B=4mmdo=160mmZ=50d=32mmro=10oao=16o
切削用量
决定每齿进给量fz查《切削手册》表3.4可得
fz=（0.03~0.02）x（1+40%）=（0.042~0.028）mm/z
由于是对称铣取f=0.028mm/z
后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7后刀面最大磨损为：
（0.15~0.20）mm
查《切削手册》表3.8寿命T=150min
计算切削速度
按《切削手册》表3.27中的公式
可得vc=76.7m/min
=153r/min
根据XA6132铣床选主轴转速为
n=150r/min
所以实际的切削速度为v=75.36m/min
工作台每分钟进给量为：
fmz=0.026x50x150=195mm/min
又根据XA6132铣床的参数，取工作台进给量为190mm/z
定进给量根据表2.9，当бb
210MPa,do
10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525钻床允许的轴向力为8830N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.63mm/r。
从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.144~0.176）mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.17mm/r（见《工艺设计手册》表4.2-16），又由《切削手册》表2.19可以查出钻孔时的轴向力，当f<=0.17mm/rdo<=12mm时，轴向力Ff=1230N
轴向力的修正系数为1.0，故Ff=1230N
根据Z525钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=8330N，由于Ff2）决定钻头的磨钝标准及寿命
由《切削手册》表2.12，当do<=6mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=20min
3）决定切削速度由《切削手册》表2.15可知f=0.20mm/r时，标准钻头，do=4mm时，Vt=20m/min
切削速度的修正系数由《切削手册》表2.31可知
Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85
所以V=VtxKv=20x1.0x1.0x1.0x0.85=17m/min
所以
=
=1354r/min
根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=1360r/min（见《工艺设计手册》表4.2-15）
4）检验机床扭转及功率
根据《切削手册》表2.21，当f<=0.17mm/r，do<=11.1mm时
Mc=6.18N.m,根据Z525钻床说明书,当nc=1360r/min时，Mm>Mc
又根据《切削手册》表2.23，当бb=（170~213）MPado<=10mmf<=0.53mm/rvc<=17.4m/min时Pc=0.8KW
根据Z525钻床说明书,Pc所以有Mc即f=0.17mm/rn=nc=1360r/minvc=17m/min
（3）计算基本工时
L=l+y+Δ由《切削手册》表2.29查得y+Δ=2.5mm
故
=0.15min
2.5.7工序八：
钻Ф5mm的孔，攻螺纹M6
（1）加工条件
工艺要求；孔径do=5mm,孔深l=6mm,通孔
机床；Z525立式钻床
刀具：
高速钢麻花钻
选择的高速钢麻花钻的直径为do=5mm
钻头的几
a）切削深度因切削用量较小，故可以选择ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。
b）每齿进给量：
由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z
所以
=
=0.16mm/z
e）校验机床功率查《切削手册》表3.24，当бb=（174~207）MPaae<=70mmap<=6mmdo=100mmZ=10vfc<=385mm/min近似为
Pcc=4.6KW
根据XA5032型立铣说明书（《切削手册》表3.30），机床主轴允许的功率为Pcm=7.5x0.75=5.63KW
故Pccap=6mmvf=375mm/minn=235r/minvc=73.8m/minfz=0.14mm/z
f）计算基本工时
公式中：
L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，可得l+Δ=0mm,所以L=l+y+Δ=25mm
故
=25/375=0.07min
3.绘制零件图和编制工艺文件
3.1绘制零件图
图二:
零件图
3.2编制工艺文件
1机械加工工艺过程的组成
工序一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工产.
将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。
“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示
4.夹具设计
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。
经过与指导老师的协商，决定设计第Ⅵ道工序—铣断双体，本夹具将用于XA6132卧式铣床，刀具为高速钢细齿圆锯片铣刀，对工件进行加工。
4.1问题的提出
本夹具主要用于铣开双体，并且铣开的表面与
的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序时，
的孔已经进行了加工，因此，在本道工序中主要考虑加工面与
孔之间的要求，其次是考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。
4.2夹具体设计
4.2.1定位基准的选择
由零件图可知：
被铣开的那
的中心线与
孔的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为
孔的中心线。
为了尽量的减小定位误差，应选
孔为主要的定位基准，利用一个圆柱销和一个菱形销定位，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。
以便达到所需要求。
为了提高加工效率，现同时加工四个双体，同时，为了夹具简单，操作方便，利用多点联动夹紧机构夹紧。
4.2.2切削力及夹紧力的计算
K2为加工性质系数1.2
K3刀具钝化系数1.2
K4为切削特点系数（断续切削）1.2
所以F′=KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N
为了克服水平方向的力，实际的夹紧力为
则可以提供的夹紧力为：
所以
=
=3140N
又由《机床夹具设计》第三版表1-2-24查得当螺纹的公称直径为12mm时，螺栓许用的夹紧力为5690N
由以上的数据可知：
图四：
夹紧原理图
结论
课程设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。
树立正确的设计思想和工作作风。
经过两周的课程设计，获得如下心得：
1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。
独立地分析和解决工艺问题。
初步具有设计一些中等复杂零件的能力。
2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法。
学会拟定夹具设计方案。
3.熟悉并运用有关手册，能快速查表得到所需的数据。
4.有一定的识图制图能力。
通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。
熟悉一般机械零件的加工工艺过程，设计夹具的能力。
中国加入WTO以后，大量的机械产品技术进入我国市场。
中国企业能够与国外产品竞争，拥有自己的国内外市场就必须产品的质量好，技术含量高，价格低廉，这就要求我们扎实学习先进的技术，认真研究。
参考文献
[1]、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8
[2]、赵家齐：
《机械制造工艺学课程设计指导书》，机械工业出版社
[3]、李益民主编：
《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社
[4]、浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》.机械工业出版社,1984
[5]、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9
[6]、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》（教材）
[7]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002
[8]、《机械零件设计手册》
[9]、《机床夹具设计图册》
工序卡，工艺过程卡，图纸等未上传，空间留言1175603336，方便交流。
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