CA6140车床拨叉831008的单件铣断夹具设计及加工工艺装备含3张CAD图.zip

1前言 前言 本次机械零件加工工艺设计是我们在完成机械课程设计之后的又一次课程设计，整合我们所学过的有关的知识 (如机械制造工艺学 、工程制图、 互换性与测量技术基础 、 机械设计 、 热加工工艺基础等)。让我们对所学的专业课得以巩固、提高及运用，使理论与实践有机结合；让我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！我认真复习了以前的课程并从图书馆借了各种参考资料，自己独立完成此次的课程设计。我希望再次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独立思考、分析问题、解决问题的能力，为以后的学习和工作打下良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指正和改善。 2目 录目 录前言.1一、零件的分析.31.1 零件的作用.31.2 零件的工艺分析.31.3 确定零件的生产类型.3二、确定毛坯类型及绘制毛坯简图.42.2 确定毛坯尺寸公差及机械加工余量.42.3 毛坯简图：.4三、工艺规程设计.53.1 定位基准的选择.53.2 零件表面加工方法的选择.53.3 制定工艺路线.53.4 加工设备及工艺装备的选用.63.5 加工余量、工序尺寸和公差的确定.73.6 切削用量的计算.7四、铣断夹具设计.214.1 问题的提出：.214.2 定位基准的选择.214.3 切削力和夹紧力计算.214.4 定位误差分析.234.5 夹具设计及操作的简要说明.24设计小结.25参考文献.25 3一、零件的分析一、零件的分析1.1 零件的作用零件的作用 CA6140 车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，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。 零件上方的20mm 的孔与操作机构相连， 下方的50mm 的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。1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析零件图下图：CA6140 车床上的拨叉共有两处加工表面。20mm 的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的8mm 的锥孔，一个 M6 的螺纹孔，和一个缺口。 50mm 的孔，以及其上、下端面； 这两组表面有一定的位置要求； （1） 50mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。 （2） 20mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.05mm。 （3） 50mm、20mm 的孔的上、下表面以及50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 3.2um。 （4） 20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 1.6um，精度为 IT7。1.3 确定零件的生产类型确定零件的生产类型 由已知 CA6140 车床拨叉的生产类型为大批量。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。 4二、确定毛坯类型及绘制毛坯简图二、确定毛坯类型及绘制毛坯简图（一）（一）2.1 选择毛坯种类：选择毛坯种类： 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。两零件铸造为一体，加工时分开2.2 确定毛坯尺寸公差及机械加工余量确定毛坯尺寸公差及机械加工余量因为由（以下称 工艺手册 表 1.3-1 查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表 2.2-4 查得加工余量等级为 G 级，选取尺寸公差等级为 CT10。 根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下： 1、 延轴线方向长度方向的加工余量及公差 （20mm、 50mm 端面） 查 工艺手册 表 2.24 取20mm、50mm 端面长度余量为 2.5mm(均为双边加工)。 铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm 毛坯尺寸及公差为： （35 土 0.3）mm （ 17 土 0.25）mm 2、内孔（50mm 已铸成孔）查工艺手册表 2.22.5，取50mm 已铸成长度余量为 3mm，即已铸成孔44mm。 镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm 毛坯尺寸及公差为： （44 土 0.3）mm。3、其他尺寸直接铸造得到 2.3 毛坯简图：毛坯简图： 5三、工艺规程设计三、工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后在确定粗基准。 1、精基准的选择 对于 CA6140 车床拨叉而言，由其零件图可知内孔是其设计基准（亦是设计基准和测量基准） ， 但是又考虑到装夹问题，所以选择外圆面和端面作为基准。适合基准统一原则。 2、粗基准的选择对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对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，根据这个基准原则，现取20mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支承两个20mm 孔的外轮廓作主要定位面，以消除 3个自由度，再用一个支承板支撑在72mm 的上表面，以消除 3 个自由度。3.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面、台阶面、外圆面、平面、内孔、通孔、螺纹，材料为 HT200。根据尺寸精度、公差等级和表面粗糙度要求，查表 2.23 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；表 2.24 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度；表 2.25 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；表 2.27 米制螺纹加工方案的经济精度和表面粗糙度；各表面加工方法的选择如下表：加工表面表面粗糙度/um加工方案备注20 上端面3.2粗铣精铣20 上端面3.2粗铣精铣20 上端面3.2粗铣精铣20 上端面3.2粗铣精铣缺口面12.5粗铣内孔20钻-扩-铰-精铰内孔503.2粗镗半精镗螺纹孔 M6钻扩攻螺纹锥孔8钻-扩-铰-精铰3.3 制定工艺路线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。 61）工艺路线方案一：工序一：铸造工序二：粗、精铣 20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um,其上、下表面尺寸为 30mm，工序四：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过 0.05mm 工序五：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序六；以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 50 mm 的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过 0.07mm，其上、下表面尺寸为 12mm工序七：铣断工序八：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序九：以 20mm 的孔为精基准，钻 5mm 的孔，攻 M6 的螺纹工序十：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5um工序十一：检查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。2）工艺路线方案二：工序一；铸造工序二：粗、精铣 20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm、50 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为3.2 um，20 mm 的上、下表面尺寸为 30mm，50 mm 的上、下表面尺寸为 12mm工序四：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 2 0 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为1.6 um，垂直度误差不超过 0.05 mm 工序五：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序六：铣断工序七：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序八：以 20 mm 的孔为精基准，钻 5 mm 的孔，攻 M6 的螺纹工序九：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 um工序十：检查3.4 加工设备及工艺装备的选用加工设备及工艺装备的选用 机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。 拨叉的生产类型为大批量生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。根据工艺课程设计第三章金属切削机床的技术参数和第四章机械加工工艺装备，各工序加工设备及工艺装备选用如下表：工序号工 序 内 容加工设备工艺装备01铸造毛坯 702粗、精铣20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 umXA5032 立式铣床W18Cr4V 硬质合金端铣刀03以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣20 mm、50 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um，20 mm 的上、下表面尺寸为 30mm，50 mm 的上、下表面尺寸为 12mmXA5032 立式铣床W18Cr4V 硬质合金端铣刀04以20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰2 0 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um， 垂直度误差不超过 0.05 mmZ535 型立式钻床高速钢麻花钻头高速钢扩孔钻头高速钢铰刀05以20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗50 mm 的孔， 保证其内表面粗糙度为 3.2 umT616 镗床YG6 的硬质合金刀06铣断XA6132 铣床高速钢细齿圆锯片刀07以20 mm 的孔为精基准，钻8 mm 的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰Z525 立式钻床高速钢麻花钻08以20 mm 的孔为精基准，钻5 mm 的孔，攻 M6 的螺纹Z525 立式钻床高速钢麻花钻09以20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 umXA5032 立式铣床W18Cr4V 硬质合金端铣刀10检查3.5 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定1.20 内孔精度要求 IT7 参照机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册 ）表 2.3-8 确定工序尺寸及余量为： 钻孔： 18 扩孔： 19.8 2Z=1.8mm 半精绞： 19.94 2Z=0.14mm 精绞： 202.内孔50 毛坯为铸孔,内孔精度要求 IT12 表面粗糙度为 Ra3.6,参照工艺手册 表 2.3-10 确定工序尺寸及余量为: 一次 粗镗45 二次 粗镗48 2Z=3 三次 半精镗49.7 2Z=1.7 四次 精镗50 2Z=0.3 3.6 切削用量的计算切削用量的计算2.5.1 工序二：粗、精铣孔 20mm、50mm 的下表面（1）加工条件工件材料：HT200。b=0.16GPa HBS=190210，铸件机床：XA5032 立式铣床刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由切削用量简明手册 后称切削手册 表 3.1 查得铣削宽度 ae=60mm,深度 ap Pcc,故校验合格。最终确定 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)计算基本工时mfLtV 公式中： L=l+y+；根据切削手册表 3.26，可得 l+=12mm,所以 L=l+y+=32+12=44mm 故 mt=44/600=0.073min2)粗铣