课程设计制定CA6140车床拨叉的加工工艺

课 程 设 计 说 明 书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的机械加工工艺 设 计 者： 指导教师：XX大学机械设计制造及其自动化目录序 言第 5 页零 件 分 析第 5 页（一）零件的作用第 5 页（二）零件的工艺分析.第 5 页工艺规程设计 第5 页（一）确定毛坯的制造形式 第 5 页（二）基准面的选择第 5 页（三）制定工艺路线第 6 页（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定第 6 页（五）确定切削用量及基本工时第 6 页（一）问题提出第 15 页参 考 文 献 第 15页机械制造工艺课程设计任务书设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2011.6.202011.6.26设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写机械加工工艺过程卡片； 5、说明书 序 言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。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20孔与操纵机构相连，二下方的50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16以及与此孔相通的8的锥孔、M6螺纹孔。2、大头半圆孔49。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. 工艺规程设计 （一） 确定毛坯的制造形式。 零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。所以用铸造的形式进行毛坯的制造。 确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 确定铸件加工余量及形状：查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：- 11 -简 图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D120H102孔降一级双侧加工D250H3.52孔降一级双侧加工T230H5单侧加工T312H5单侧加工T412H5单侧加工(二)选择定位基准：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01 粗铣16上端面，以T1为定位基准，采用通用夹具；工序02 粗铣16下端面及150下端面，以T2为粗基准，采用通用夹具工序03 精铣16上端面，以T1为基准，采用通用夹具；工序04 精铣16下端面，以T2为基准，采用通用夹具；工序05 钻、扩16孔，以40外圆和T2为基准，采用通用夹具；工序06 粗铰、精铰16孔，以T2和40外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具 铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用通用夹具；工序07 粗镗49孔，以D1为定位基准，采用通用夹具；工序08 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；工序09 粗铣98上端面，以T4为定位基准，采用通用夹具；工序10 精铣98端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序11 钻、铰8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序12 钻M6底孔即4孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序13 去毛刺；工序14 终检。 （四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：1. 铣9032面：选择YT15硬质合金刀片1） 由表1 铣削深度时，端铣刀直径为80mm，Z=52） 铣刀几何形状 由表2 3） 选择切削用量 （1）确定铣削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀内完成 （2）确定每齿进给量 ：采用不对称端铣以提高进给量，根据表5 当使用YT15铣床功率为7Kw时 4）选择铣刀磨铣标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为；由于铣刀直径故耐用度4） 确定切削速度v和每秒钟进给量切削速度由表13 时 各修正系数为 故 根据X52k型立铣床说明书（表24）选择 因此实际切削速度和每齿进给量 5） 计算基本工时 式中 L=90mm 由表20 不对称安装铣刀入切削量及超切削量 y+d92 故 2. 钻，扩，铰孔1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 2） 选择切削用量（1） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时：机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在 时为： 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3） 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4） 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔： 24.7 按机床取 所以实际切削速度 工时： 切入 所以 铰孔： 取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度： 所以工时： 3. 铣断：选择锯片刀 1）铣削宽度 时， 各修正系数： 所以： 工时： 所以：4. 车圆弧及其中一端面选刀杆尺寸： 刀片厚度：粗车： 加工切削深度 由表4 根据表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时： 切削修正系数： 故 由机床 半精车：切削深度 由机床选 切削速度 由机床选 工时 粗车圆弧：工时 半精车圆弧：工时 5. 铣槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 1选择切削用量1） 确定铣削宽度由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 确定每齿进给量由机床 功率为 由表3 取 3） 铣刀磨钝标准及耐用度由表7 最大磨损量为 耐用度为：4） 确定切削速度和每秒进给量由表9 当 时 各修正系数为： 故 基本工时： 6. 铣面1） 确定切削深度确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次走刀完成2） 确定每齿进给量根据x52k铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度根据表3 现取 3） 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ，镶齿铣刀（）耐用度 4） 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时， 各修正系数为： 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为： 5） 检查机床功率根据表5 当 时，切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 因为，所以此切削用量可以采用。即 6）计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 7. 钻，攻M22螺纹孔1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 2） 选择切削用量（2） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时：机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在 时为： 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3） 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4） 加工工时 其中 由表22 所以 5） 攻M22螺纹孔 由机械加工工艺实用手册表3-38 f=0.2mm/r 由机械加工工艺实用手册表3-38v=0.35m/s=8.78r/s=526r/min按机床选取： l=25mm计算工时: 工件的螺纹长度; 丝锥切削锥长度；（一） 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。 (1) 夹具的主要定位元件为一平面和一v形块和一矩形块，面与面配合。 （2） 工件的工序基准为端面和圆柱面，故端面的平面度和圆柱面的援助度对定位误差影响最大.则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，一 v形块和矩形块定位，工件始终平面，而定位块的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件在定位块正上方呦倾斜，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 参考文献【1】赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书 北京：机械工业出版社【2】李益民主编：机械制造工艺简明手册【3】 艾兴，肖诗纲主编切削用量手册 北京：机械工业出版社【4】 金属切削手册 上海：上海科学文化技术出版社 【5】机械零件设计手册【6】几何量公差与检测 第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社