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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计CA6140 车床拨叉 零件的机械加工工艺规程及典型夹具 年度生产纲领为 8000 件）选题说明：请在选题附图中任选一种进行设计；学院 专业 班级 学号 姓名 指导老师 签字）年月日机电工程学院 盖章）1 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计CA6140 车床拨叉 零件的机械加工工艺规程及典型夹具 年度生产纲领为 8000 件）内容：1. 零件图 1 张 4# 2. 毛坯
2、图 1 张 4# 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4# 4. 夹具装配图 1 张 1# 5. 夹具零件图 1 张 2# 6. 课程设计说明书 1 份2 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录任务书 3 目录 4 序言 一、零件的分析 . 1.零件的作用 . . 2.零件的工艺分析 . 二、确定生产类型 . 三、确定毛坯 . 四、工艺规程设计 . 1.挑选定位基准 2.制定工艺路线 . 3.挑选加工设备和工艺设备 . 4.机械加工余量、工序尺寸及工时的确定 . 五、夹具设计 . 1.问题的提出 .
3、2.夹具设计 . 3.定位误差分析 . 4 夹具的装配图见附图 . 参考文献： 序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了高校的全部基础课、技术基础课以及大3 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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化的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 要的位置；,因此 ,它在我们四年的高校生活中占有重就我个人而言,我期望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进行一 次适应性训练,从中锤炼自己分析问题、解决问题的才能,为今后参与祖国的“ 四化” 建
4、设打下一个良好的基础；由于才能所限,设计尚有很多不足之处,恳请各位老师赐予指导；一、零件的分析1.零件的作用 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,使主轴回转运动依据工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用；零件上方的 22 孔与操纵机构相连,二下方的 55 半孔就是用于与所掌握齿轮所在的轴接触；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 零件的材料为 HT200 ,灰铸铁生产工艺简洁,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）.小头孔以及与此孔相通
5、的的锥孔、螺纹孔2）.大头半圆孔 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,可以粗加工拨叉底面,然后以此作为粗基准采纳专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求；再依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,所以依据上述技术要求采纳常规的加 工工艺均可保证；二、确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为10000 件/ 年,零件的质量是1.0Kg/ 个,查机械制造工艺及设备设计指导手册321 页表 15-2 ,可确定该拨叉生产类型为大批
6、生产,所以初步确定工艺支配为：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,大量采纳专用工装；三、确定毛坯1. 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,零件结构又比较简洁,生产类型为大批生产,故挑选铸件毛坯；查机械制造工艺及设备设计指导手册324 页表 15-5 选用铸件尺寸公差等级CT9级；4 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 确定铸件加工余量及外形：机械制造工艺及设备设计指导手册325 页表 15-7 ,选用加工余量为MA-G级,并查表 15-8
7、确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：简图加基本加加 工 余说明工尺寸工量面余代量号等级D1 22mm G 3.02 孔降一级双侧加工D2 55mm G 3.02 孔降一级双侧加工T2 75mm G 6.5 单侧加工T3 58mm 2.5 单侧加工T4 75mm 6.5 单侧加工3 绘制铸件零件图：四、工艺规程设计1.挑选定位基准：1） 粗基准的挑选：以零件的底面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为 帮助粗基准；2） 精基准的挑选：考虑要保证零件的加工精度和装夹精确便利,依据“ 基准重 合” 原就和“ 基准统一” 原就,以粗加工后的底面为主要的定位精基
8、准,以两个小头孔外圆柱表面为帮助的定位精基准；2.制定工艺路线 依据零件的几何外形、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形下,可以考虑采纳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,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降；查机械制造工艺及设备设计指导手册346 页表15-32 、 15-33 、 15-34,挑选零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序工序内容定位基准工工序内容定位基准序010 粗 铣 两 端T1 及小头100 半精镗中间孔T1及 小小 头 孔 上孔外圆头孔外圆5 / 12 名师归纳总结 - - - - -
9、- -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 端面020 粗 铣 中 间T1 及小头110 钻2-锥 销T1及 小030 孔上端面孔外圆120 孔 、螺 纹头孔孔、功螺纹粗 铣 中 间T3 及小头T1、D1 铣断040 孔下端面孔外圆130 去毛刺精 铣 两 端T1 及小头小 头 孔 上孔外圆端面050 精 铣 中 间T1 及小头140 检查060 孔上端面孔外圆150 如某道工序有误精 铣 中 间T3 及小头070 孔下端面孔外圆160 返工扩 两 端 小T1 及小头080 头孔孔外圆170 精 铰 两 端T1 及小头090 小头孔孔外圆180 扩中间孔T1
10、 及小头孔外圆3.挑选加工设备和工艺设备1 机床的挑选：工序 010060 均为铣平面,可采纳 工序 070080 采纳钻床；工序 090100 采纳镗床；X6140 卧式铣床；工序 110 采纳钻床；多刀具组合机床；工序 120 采纳铣断机床；2 挑选夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产,所以采纳专用夹具；3 挑选刀具：在铣床上加工的各工序,采纳硬质合金铣刀即可保证加工质量；在 铰孔,由于精度不高,可采纳硬质合金铰刀；4 挑选量具：两小头孔、中间孔均采纳极限量规；5 其他：对垂直度误差采纳千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其6 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 6
11、页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 他尺寸采纳通用量具即可；4.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：前面依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：加工表面D2）加 工加 工精 度工序尺寸表面粗糙工序余量内容余量等级度最小最大铸件6 CT9 6.3 2.0 6.25 扩孔5.8 IT12 半 精0.2 IT10 3.2 0.05 0.25 镗扩孔5.84 IT12 6.3 2.0 6.25 精 铰0.06 IT7 1.6 0.05 0.25 孔2） 平面工序尺寸：工序号工序内加工余基本尺经济精工序尺工序
12、余量最大010 容量寸度寸偏差最小铸件2.5 CT9 58.5 1.60 3.60 粗铣两2 12 端小头 孔上端 面020 粗铣中6 27 12 1.65 6.5 间孔上 端面030 粗铣中6 21 12 1.75 6.5 间孔下 端面040 精铣两0.5 58 11 0. 35 1.16 端小头 孔上端面050 精铣中0.5 20.5 10 0.47 1.12 间孔上 端面060 精铣中0.5 20 10 0.47 1.12 间孔下 端面7 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3）确定切削用量准时间定额
13、：工序 010 以 T1 为粗基准,粗铣 22 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 22 孔上端面；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ap=4,齿数z=10, 故据机械制造工艺设计简明手册=0.16mm/z ；4校验机床功率查简明手册Pcc=1.1kw, 而机床所能供应功率为PcmPcc；故校验合格；最终确定 ap=1.5mm ,nc=475r/min,V fc=475mm/s ,V c=119.3m/min ,f z=0.16mm/z ；5）
14、运算基本工时tmL/Vf=32+80/475=0.09min ；工序 020 和工序 030 以 T1 及小头孔外圆为基准 1. 加工条件 55 孔上下端面；工件材料： HT200, b=0.16GPa HB=190241, 铸造；加工要求：精铣 55 上端面；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 ap=0.16mm/z ；5校验机床功率查简明手册Pcc=1.1kw, 而机床所能供应功率为PcmPcc；故校验合格；最终确定 ap=1.0mm ,nc=475r/min,V fc=475mm/s ,V c=119.3m
15、/min ,f z=0.16mm/z ；6）运算基本工时 tmL/Vf=32+80/475=0.09min ；工序 070 和 080 以 T1 及小头孔外圆为基准,扩、精铰 超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7 ；1. 挑选钻头 22 孔,保证垂直度误差不挑选高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=18mm,钻头采纳双头刃磨法,后角o12 ,二重刃长度b =2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长 度2. 挑选切削用量 1）打算进给量 查切所以,按钻头强度挑选按机床强度挑选校验成最终打算挑选机床已有的进给量经校验功；2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度查简明手册）为0.5 . m
16、m,寿命3）切削速度查切修正系数；故9 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度. 运算工时由于全部工步所用工时很短,所以使得切削用量一样,以削减帮助时间；扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻：精铰：工序 090 和 100 T1 及小头孔外圆为基准,扩、半精镗 55 孔；1. 挑选钻头 挑选高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=48mm ,钻头采纳双头刃磨法,后角 o 11, 二 重 刃 长 度 b =11mm, 横 刀 长 b=5mm, 弧 面 长 l=9mm, 棱 带 长 度2
17、. 挑选切削用量1）打算进给量查简明手册按钻头强度挑选Z550按机床强度挑选经 校 验最 终 决 定 选 择机 床 已 有 的 进 给 量校验胜利；2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度 查简明手册）为 0.8 1.2mm,寿命扩孔后刀面最大磨损限度 查简明手册）为 0.9 . mm,寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度 查简明手册）为 . . mm,寿命10 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3）切削速度查切修正系数；故查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度扩铰和半精铰的切削用量同理如下：扩钻：半精铰
18、：. 运算工时全部工步工时相同；五、夹具设计 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具；并设计工序 110钻 2-锥销孔；本夹具将用于组合机床,刀具为两根麻花钻,对两个孔同时加工；1.问题的提出本夹具是用来钻两个22mm 的小头孔 ,零件图中大小孔的中心距有公差要求,因此这两个小头孔的中心距也有肯定的公差要求.另外 ,此中心线为三个侧平面的设计基准,有肯定的垂直公差要求 .但此工序只是粗加工 ,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率 ,降低劳动强度 ,而精度就不是主要问题 . 2.夹具设计 1）定位基准挑选底面对孔的中心线有肯定的垂直度公差要求,因此应以地面为主要定
19、位基准.由于铸11 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 件的公差要求较大,利用小头孔的外圆表面作为帮助定位基准时,只有采纳自动对中夹具才能同时保证对称的两个零件的大小孔的中心距的公差要求.为了提高加工效率,现打算采纳两把麻花钻同时加工出两个8mm 的通孔 . 2）切削力及夹紧力运算由于实际加工的体会可知 ,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向 ,即垂直于第肯定位基准面 ,在两侧只需要采纳两个 V 型块适当夹紧后本夹具即可安全工作 .因此 ,无须再对切削力进行运算 . 3.定位误差分析零件图规定大孔与小孔的中
20、心距为 65mm.采纳自动对中夹具后 ,定位误差取决于对中块 螺杆以及滑块的制造误差 .同时 ,对对中块利用调整螺钉进行调整并加装钻套后 ,钻孔后的误差只有 0.08mm.在后续的铣断工序中 ,利用中间大孔定位 ,孔壁与定位销的协作间隙为 0.05mm.因此加工完成后大孔与小孔的中心距的最大误差为0.08+0.05=0.13 0.2mm 所以能满意精度要求 . 4.钻床夹具的装配图见附图参考文献 : 赵家奇编 ,机械制造工艺学课程设计指导书2 版.-北京 :机械工业出版社 ,2000.10. 李云主编 ,机械制造及设备指导手册 .-北京 :机械工业出版社 ,1997.8 孟少农主编 ,机械加工工艺手册 .-2- 北京 :机械工业出版社 ,1991.9 ；12 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页