CA6140车床拨叉[831008] 加工工艺及钻M6底孔夹具设计[图多].zip

1 序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技 术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计 之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联 系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题 的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指 导。 一、零件的分析 1零件的作用零件的作用 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。 2零件的工艺分析零件的工艺分析 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20为中心的加工表面 这一组加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面 021 . 0 0 与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺 纹孔。下端有一个47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。 2 2. 以50为中心的加工表面 这一组加工表面包括：50的孔，以及其上下两个端面。 50 . 0 25 . 0 这两组表面有一定的位置度要求,即50的孔上下两个端面与 50 . 0 25 . 0 20的孔有垂直度要求。 021 . 0 0 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 (一一)确定毛坯的制造形式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，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择（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 工艺过程中回问题百出，更有甚者，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。而对有若干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20孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用 021 . 0 0 一组共两块V形块支承这两个32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,然后进行铣削。 （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（三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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。 3 3.工艺路线方案 工序一 以32外圆为粗基准，粗铣20孔下端面。 工序二 精铣20孔上下端面。 工序三 以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证 垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。 工序四 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精 度达到IT7。 工序五 切断。 工序六 以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。 工序七 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔 的垂直度误差不超过0.07。 工序八 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序九 以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。 工序十 以20孔为精基准，铣47凸台。 工序十一 检查。 虽然工序仍然是十一步，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（实际铣削只有两次，而且刀具不 用调整） 。多次加工50、20孔是精度要求所致。 以上工艺过程详见图3。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（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190210HB， 毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，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 （20，50端面） 。 查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2.22.5，取20，50端面长度余量均为2.5（均为双边加工） 铣削加工余量为： 粗铣 1mm 4 精铣 0mm 2. 内孔（50已铸成孔） 查工艺手册表2.22.5，取50已铸成孔长度余量为3，即 铸成孔半径为44mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm 扩孔 0.125mm 铰孔 0.035mm 精铰 0mm 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。 （五）确立切削用量及基本工时五）确立切削用量及基本工时 工序一 以32外圆为粗基准，粗铣20孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣20孔上下端面。 机床：X6140卧式铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深 度apPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 精铣20孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：精铣20上下端面。 机床：X6140卧式铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深 度apPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序三 以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证 垂直度误差不超过0.05mm,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=18mm，钻头采用双头刃磨法， 后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带 长度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/86 . 0 70 . 0 35 . 1 20 30 d l 所以， rmmf/70 . 0 按钻头强度选择 按机床强度选择 rmmf/75 . 1 rmmf/53 . 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验 rmmf/48 . 0 max 6090FFf 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为0.5.mm，寿 命 min60T （3）切削速度 查切 修正系数 rmmvc/180 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。 0 . 1Kxv 0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/18 min/ 3 . 318 1000 0 r d v ns 查切机床实际转速为 min/272rnc 7 故实际的切削速度 rmm nd v s c / 4 . 15 1000 0 （4）校验扭矩功率 所以 NmMc60NmMm 2 . 144 mc MM 故满足条件，校验成立。 Ec PkwP0 . 27 . 1 .计算工时 min10 . 0 45 . 1 272 1030 nf L tm 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少 辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： min/272rn rmmf/48 . 0 min/ 4 . 15 mvcmmd 8 . 19 0 铰孔： min/272rn rmmf/48 . 0 min/ 4 . 15 mvcmmd94.19 0 精铰： min/272rn rmmf/48 . 0 min/ 4 . 15 mvc720 0 ITd 工序四 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精 度达到IT7。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用 双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧 面长l=9mm,棱带长度 mml3 1 120210 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/2 . 10 . 1 按钻头强度选择 按机床强度选择 rmmf/2rmmf/53 . 0 最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 rmmf/40 . 0 校验成功。 max 2452012260FFf （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为0.81.2mm，寿命 min140T 扩孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为0.9.mm，寿命 min60T 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为.mm， 寿命 min120T （3）切削速度 8 查切 修正系数 rmmvc/200 . 1 TV K0 . 1 MV K0 . 1 tv K 故。 0 . 1Kxv 0 . 1 1 v K10 apv Krmmvc/20 min/ 6 . 132 1000 0 r d v ns 查切机床实际转速为 min/125rnc 故实际的切削速度 rmm nd v s c / 8 . 18 1000 0 （4）校验扭矩功率 所以 NmMc362NmMm 2 . 814 mc MM 故满足条件，校验成立。 kwPkwP Ec 95 . 5 4 扩铰和精铰的切削用量同理如下： 扩钻： min/125rn rmmf/40 . 0 min/ 5 . 19 mvcmmd75.49 0 铰孔： min/125rn rmmf/40 . 0 min/ 6 . 19 mvcmmd93.49 0 精铰： min/125rn rmmf/40 . 0 min/ 6 . 19 mvc750 0 ITd .计算工时 min52 . 0 53 . 0 125 1817 nf L tm 所有工步工时相同。 工序五 切断。 工序六 以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 机床：XA5032卧式铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深 度apPcc=2.7kw。故校验合格。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 工序七 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔 的垂直度误差不超过0.07。 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 机床：XA5032卧式铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深 度apPcc=2.7kw。故校验合格。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 10 结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s. 工序八 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔） 。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16，二重刃长 度 120245 0 30 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切 rmmf/02218 . 0 按钻头强度选择 按