CA6140车床拨叉831008的镗Φ50孔夹具设计及加工工艺装备含3张CAD图.zip

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CA6140车床拨叉831008的加工工艺及镗Φ50孔夹具设计说明书.doc
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ca6140 车床 50 夹具 设计 加工 工艺 装备 设备 cad
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1CA6140 车床拔叉 831008 工艺及夹具设计目录目录序言 .2一、零件分析 .31.1、零件的作用 .31.2 零件的工艺分析.3二、工艺规程设计 .42.1 确定毛坯的制造形式.42.2 基面的选择.42.3 制定工艺路线.42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6三、 夹具设计 .263.1 确定定位方案,选择定位元件.263.2 确定导向装置.263.3 确定夹紧机构.263.4 确定其他装置.263.5 设计夹具体.26四、设计小结 .28参考文献 .292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。 3 一、零件分析 一、零件分析1.1、零件的作用1.1、零件的作用CA6140 车床的拨叉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。1.2 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:20021. 00 的孔,以及其上下端面,上端面与孔有位置要求,孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔,一个 M6 的螺纹孔。下端有一个 47的缺口。这三个都没有高的位置度要求。2. 以50 为中心的加工表面。这一组加工表面包括:5050. 025. 0的孔,以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即 5050. 025. 0的孔上下两个端面与20021. 00的孔有垂直度要求,主要是:(1)50mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。(2)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。(3)20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 1.6um,精度为 IT7。(4)20mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.05mm。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采用专用夹具加工另外一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。4 二、工艺规程设计 二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式2.1 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。2.2 基面的选择2.2 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。2.3 制定工艺路线2.3 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。1、定位基准的选择 本工序以两个20mm 内孔上表面做粗基准定位,粗、精加工20mm和50mm 孔下底面。 用下底面做精基准定位,粗、精加工内孔。 用下底面做基准定位钻孔及攻螺纹。 用20mm 孔上表面做基准定位铣下底面处的小斜面。2、零件表面加工方法的选择 20mm 和50mm 孔的下底面的表面粗糙度为 3.2,没有公差要求,故采用铣削能达到要求。 20mm 和50mm 孔的上表面的表面粗糙度为 3.2,公差等级为IT7-IT8,采用铣削同样能达到要求。 20mm 和50mm 孔内孔表面粗糙度为 3.2,公差等级为 IT7,采用扩孔和铰孔能达到要求。 8mm 锥孔在装配时采用钻铰,故只需先钻孔就行了。 4mm的螺纹孔先采用钻孔,再攻螺纹。 20mm 外表面下面的两个小斜底面的表面粗糙度为 12.5,采用铣削能达到要求。 切断,采用4mm 的铣刀直接切断。3、制定工艺路线 51)工艺路线方案一 工序一 粗、精铣20mm 孔上端面。 工序二 粗、精铣20mm 孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰20mm 孔。 工序四 钻、扩、铰、精铰50mm 孔。 工序五 粗、精铣50mm 孔上端面 工序六 粗、精铣50mm 孔下端面。 工序七 切断。 工序八 钻4mm 孔(装配时钻铰锥孔)。 工序九 钻一个4mm 孔,攻 M6 螺纹。 工序十 铣 47凸台。 工序十一 检查。 上面工序可以适合大多数生产,但效率较低。 综合考虑以上步骤,得到我的工艺路线。2)工艺路线方案二 工序一 以32mm 外圆为粗基准,粗铣20mm 孔上端面。 工序二 粗、精铣20mm,50mm 孔下端面。工序三 以20mm 孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰20mm 孔,保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。工序四 以20mm 孔为精基准,粗、精铣50mm 孔上端面,精铣20mm孔上端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.07mm。 工序五 以20mm 孔为精基准,精镗、半精镗铰50mm 孔,保证空的精度达到 IT7。 工序六 切断。 工序七 以20mm 孔为精基准,钻8mm 孔(装配时钻铰锥孔)。工序八 以20mm 孔为精基准,钻一个5mm 孔,攻 M6 螺纹。 工序九 以20mm 孔为精基准,铣 47凸台。 工序十 检查。 虽然工序差不多,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50mm、20mm 孔是精度要求所致。工序设计 选择加工设备与工艺装备 1)选择机床 根据不同东西工序选择机床 工序 1 和工序 2,因为要求不大,所以采用铣床能直接加工出来。 工序 3 和工序 5,采用钻、铰能达到要求,可以在数控铣床、加工中心、镗床中加工。 工序 4 和工序 9 采用铣床,精度要求不高。 2)选择夹具 全部采用装用夹具 3)选择刀具 工序 1 和工序 2 可以采用大直径立铣刀。 工序 4 和工序 5 内孔加工先用扩孔钻扩孔,其次用铰刀铰内孔。 工序 7 用钻头钻孔。 工序 8 先用钻头钻孔,在用丝锥攻螺纹。 6 工序 7 用铣刀铣小斜面。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140 车床拨叉”零件的材料为 HT200 硬度为 190210HBS,毛坯重量为 2.2Kg,生产类型为中批量,铸件毛坯。又由(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 1.3-1 查得加工余量等级为 G 级,选取尺寸公差等级为CT9 与 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 3.0mm(均为双边加工)。铣削加工余量为:a)粗铣:2.0mm b)精铣:1.0mm毛坯尺寸及公差为:(36 土 0.3)mm ( 18 土 0.25)mm2、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。1.2.5 确定切削用量及基本工时 工序一 以32mm 外圆为粗基准,粗铣20mm 孔上端面。工序一 以32mm 外圆为粗基准,粗铣20mm 孔上端面。 (1)加工条件 工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求:粗铣20mm 孔上端面。 机床:X6140 卧式铣床。 刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀。 W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。由切削用量简明手册(后简称切削用量)表 3.1 查得铣削宽度 ae=60,深度 apPcc。故校验合格。 最终确定5 . 1pamm,475cnr/min,475fcvmm/s,3 .119cvm/min,13. 0zfmm/r。 (6)计算基本工时 根据公式fmVLt ,计算得min09. 0475832mt 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。工序二 粗、精铣20mm、50mm 孔下端面工序二 粗、精铣20mm、50mm 孔下端面。 1 1. 加工条件 工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求:粗、精铣20、50mm 下端面。 机床:X6140 卧式铣床。 8 刀具:W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 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 5 . 1pamm,475cnr/min,475fcVmm/s,3 .119cVm/min,13. 0zfmm/z。 6)计算基本工时 9根据公式 1-4 计算出基本工时:min09. 0475832fmVlt(2)粗铣50mm 的下表面 1)铣削50mm 的下表面与铣削20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同5 . 1pamm , 475cnr/min, 475fcVmm/s , 3 .119cVm/min, 13. 0zfmm/z。 2)计算基本工时 fmVLt 公式中:L=l+y+, 根据 切削手册表 3, 26, 可得 l+=0, 所以 L=l+y+=32+12=72mm。 计算得min12. 060072mt(3)精铣20mm 的下表面 1)铣削深度:因为切削量较小,故可以选择 ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需长度。 2)每齿进给量:查切削手册得机床功率为 7.5kw。查切削手册表 3.5 可得 f=0.50.7mm/z。由于是对称铣,选较小量 f=0.7 mm/r。 3)查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 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8,寿命 T=180min。 4) 计算切削速度 按切削手册表 3.27 中的公式: vpvvevzvpmvvcKZuayfXaTqdCV0查切削手册表 3.16 得, Vc124mm/s,n=494r/min,Vf=395mm/s。 又根据 XA6132 铣床参数,选择 nc=475r/min,Vfc=375mm/s。 所以,根据公式 1-2 计算实际的切削速度为: min/3 .11910004758014. 3mvc 综上,根据公式 1-3 计算实际的进给量为: r /08. 010475375mmfzv 5)校验机床功率 查切削手册表 3.24,Pcc=1.1kw,而机床所能提供功10率 Pcm 为 1.7KW,所以 PcmPcc。故校验合格。 最终确定0 .
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