CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计.zip

例二 CA6140 车车床床拨拨叉叉机械加工工机械加工工艺规艺规程及工程及工艺艺装装备设计备设计: 序言序言 机械制造工艺学课程设计是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，了解并认识一般机器零件的 生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实 际，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，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习 大好基础。 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、零件的分析一、零件的分析 (一一)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。 (二二)零件的工艺分析零件的工艺分析 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 20 以及与此孔相通的 8 的锥孔、M6 螺纹孔。 2、大头半圆孔 50。 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。 二、确定生产类型二、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。 三、确定毛坯三、确定毛坯 1、确定毛坯种类：、确定毛坯种类： 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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械 制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。 2、确定铸件加工余量及形状：、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： 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 3、绘制铸件零件图、绘制铸件零件图 四、工艺规程设计四、工艺规程设计 (一一)选择定位基准：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。 ( (二二) )制定工艺路线制定工艺路线: 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 20、50 下端面，以 T2 为粗基准，采用 X51 立式铣床加 专用夹具； 工序 02 粗铣 20 上端面，以 T1 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用 夹具； 工序 03 粗铣 50 上端面，以 T4 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用 夹具； 工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 T2 为基准，采用 Z525 立式钻床 加专用夹具； 工序 05 粗镗 50 孔，以 D1 为定位基准，采用 T616 卧式镗床加专用夹 具； 工序 06 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹 具； 工序 07 精铣 20 下端面，以 T2 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 08 精铣 20 上端面，以 T1 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 T2 和 32 外圆为基准，采用 Z525 立式 钻床加专用夹具； 工序 10 精铣 50 端面，以 D1 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 11 半精镗 50 孔，以 D1 做定位基准，采用 T616 卧式镗床加专用 夹具； 工序 12 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 13 钻 M6 底孔，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 14 铣断，以 D1 为基准，采用 X60 卧式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺； 工序 16 终检。 （三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定: 1、圆柱表面工序尺寸： 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个 加工工序的加工余量如下： 工序余量加工 表面 加工 内容 加工余 量 精度 等级 工序 尺寸 表面粗 糙度最小最大 铸件7.0CT128 . 243 粗镗4.0IT12250 . 0 0 47 6.30.956.850IT12 （D2） 半精镗3.0IT10100 . 0 0 50 3.22.93.25 钻18IT11110 . 0 0 18 17.8918 扩1.8IT10084 . 0 0 8 . 19 6.31.7161.910 粗铰0.14IT8033 . 0 0 94.19 3.20.1070.224 20IT7 （D1） 精铰0.06IT7021 . 0 0 20 1.60.0390.093 2、平面工序尺寸： 工序工序加工基本经济工序尺寸工序余量 号内容余量尺寸精度偏差最小最大 铸件5.0CT125 . 2 01粗铣 20 孔 下端面 4.036.012 0 0.25 1.57.75 02粗铣 20 孔 上端面 4.032.012 0 0.25 1.57.75 03粗铣 50 孔 上端面 4.014.0120 180 . 0 1.86.38 07精铣 20 孔 下端面 1.031.080 033 . 0 0.751.283 08精铣 20 孔 上端面 1.030.080 033 . 0 0.751.283 10精铣 50 孔 端面 1.0212.08016 . 0 016 . 0 0.9511.016 3、确定切削用量及时间定额： 工序 01 粗铣 20、50 下端 面，以 T2 为粗基准。 1. 加工条件 工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸： aemax=72mm，l=176mm; 加工要求：粗铣 20 孔下端面，加工余量 4mm; 机床：X51 立式铣床； 刀具：YG6 硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae90,深度 ap6,齿数 z=12,故根据 机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 3.1，取刀具直径 d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表 3.16，选择刀具 前角 00后角 08，副后角 0=10，刃倾角： s=10,主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副偏角 Kr=5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 ap 因为余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称 端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5，使用 YG6 硬质 合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw（据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床） 时： fz=0.090.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀 直径 d0=125mm，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8）。 4）计算切削速度 vc和每分钟进给量 vf 根据切削手册表 3.16，当 d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z 时， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。 切削速度计算公式为： v p vevzvpT vv ck zuayfxa qdc v v m 0 其中 ，mmae72mm ap 4245vC2 . 0qv15 . 0 xv 35 . 0 yv ，8 . 08 . 00 . 1 kkkSvMvv 2 . 0 uv 0pv32 . 0 mmin180T ，将以上数据代入公式：zmmf z /18. 012Z min/142 8 . 0 122 . 07235 . 0 08 . 0 15 . 0 4180 2 . 0125245 32 . 0 m vc 确定机床主轴转速： 。min/361 1000 r d v n w c s 根据简明手册表 4.2-36，选择 nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际 进给量和每分钟进给量为： vc=m/min=118m/min 1000 0n d 1000 30012514 . 3 f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率 根据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴 允许功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定: ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm. 查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则： tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min。 工序 02 粗铣 20 上端面，以 T1 为定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序 01。 工序 03 粗铣 50 上端面，以 T4 为定位基准 刀具：YG6 硬质合金端铣刀，10,40 0 Zmm d 机床：X51 立式铣床 根据切削手册查得，。根据简明手册mm a zmmf p z 4,/13 . 0 表 4.2-36 查得，取：，故实际切削速度： min/300r nw min/ 7 . 37 1000 30040 1000 m n d v w w 当时，工作台每分钟进给量应为：min/300r nw min/3903001013 . 0 mm n Zff w zm 查说明书，取min/400mmf m 计算切削基本工时： mmyL82107272 因此，min205 . 0 390 82 f L t m m 工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 T2 为基准