CA6140车床拔叉机械设计说明书

机械制造技术课程设计设计题目拨叉（CA6140车床）零件的机械加工工艺规程及夹具设计学生姓名学号班级成绩指导教师职称设计时间装袋清单：□1．零件图□2．毛坯图□3．夹具装配图和零件图（一个零件）□4．机械加工工艺过程卡和工序卡（一个工序）□5．设计说明书□6．其它1目录序言……………………………………….........……………11.零件的分析………………………………………………11.1.零件的作用…………………..........................................11.2.零件的技术要求……………………….............................11.3.零件的工艺分析………………........................................22.工艺规程的设计……………………………......................22.1.确定毛坯的制造形式……………….............................22.2.基面的选择…………………..........................................22.3.制定工艺路线……………………….............................32.4.机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定……..…42.5.确立切削用量及基本工时…………............................53.夹具设计……………………...….........................................123.1.问题的提出……………………………………………...123.2.夹具设计………………………………………………….124.参考文献……………………………………………………….145.小结……………………………………………………………..142序言机械制造技术课程设计是我们学习了机械制造技术基础课程以及其他的基础课程的基础上进行的.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。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。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。1.零件的分析1.1.零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作。宽度为30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使齿轮滑移时如果该面的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮将得不到很高的位置精度。所以，宽度为30+0.0120mm的面和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2零件的技术要求拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(Ra)形位公差/mmΦ25孔左端面75×403.2∥0.10AΦ5锥孔5Φ22孔22H121.63Φ25孔25H71.6螺纹孔顶面80×303.2M8螺孔铣18H11槽42×18H113.21.3.零件的工艺分析：CA6140拨叉共有三组加工表面：1.3.1.Φ25mm的孔，以及Φ25mm的圆柱两端面，其主要加工表面为Φ25mm的通孔。1.3.2.铣18H11槽这一组加工表面包括：此槽的端面，槽的地面，槽的两侧面。1.3.3.以M8螺孔为中心的加工表面这组加工表面包括：长80×30的螺纹孔顶面，M8的螺孔这两组加工表面之间又一定的位置要求，主要是：1.3.3.1.长80×30的螺纹孔顶面和Φ25mm孔中心平行度公差为0.10mm1.3.3.2.18H11槽与Φ25mm孔中心垂直度公差为0.082.工艺规程设计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。待加工表面机械加工余量为2mm，公差等级CT8。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。2.2.1.粗基准的选择4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φ25mm孔的不加工左侧面和底面作为粗基准，利用两个支撑板和两个支撑钉定位，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。2.2.2.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。2.3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,在生产纲领已确定的情况下,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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降工艺路线方案：工序一以左侧面和底面粗定位，加工80×30台阶面工序二以台阶面为精基准扩Φ22孔工序三倒角0.5×150工序四以右端面和Φ22孔定位加工75×40面工序五以Φ22孔左侧面为基准粗铣18H11槽工序六拉花键Φ25工序七精铣18H11槽工序八钻Φ5锥孔工序九钻螺纹孔M6×2工序十攻螺纹孔M8×2拨叉工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1铣80×30台阶面立式铣床镶齿三面刃铣刀游标卡尺52扩Φ22孔立式钻床锥柄扩孔钻内径千分尺3倒角0.5×15°立式钻床600单倒角立式铣刀内径千分尺4铣75×40面立式铣床镶齿面铣刀游标卡尺5粗铣18H11槽卧式铣床镶齿三面刃铣刀游标卡尺6拉花键Φ25卧式拉床矩形花键拉刀内径千分尺7精铣18H11槽立式铣床镶齿三面刃铣刀游标卡尺8钻Φ5锥孔立式钻床直柄麻花钻内径千分尺9钻螺纹孔M6×2立式钻床高速钢螺母丝锥内径千分尺10攻螺纹2－M8立式钻床高速钢螺母丝锥内径千分尺2.4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190～210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。依题目:Q=5000件,m=1件/台,结合生产实际,备用率a%和废品率b%分别去4%和0.7%代入公式得:N=5000台/年*(1+4%)*(1+0.7%)=5200件/年所以,查得该拨叉成产类型为中批量.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：2.4.1．外圆表面（φ40）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2.4.2．螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向21mm的距离，余量为3mm工序尺寸加工余量：粗铣顶面2.5mm；精铣0.5mm2.4.3．内孔（φ22已铸成φ17的孔）查《工艺手册》表2.2～2.5，为了节省材料，取φ22孔已铸成孔长度为80余量为2(双边加工)，即铸成孔直径为17mm。6工序尺寸加工余量：(22-17)/2=2.5mm2.4.4．外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ40端面）。查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表3.1～26，取82mm，端面长度余量为2（单边加工）2.4.5.拉花键孔φ25工序加工余量：2mm2.4.6.铣18H11槽加工余量铸出槽底面面至中心线17mm的距离，余量为2mm。工序尺寸加工余量：粗铣端面1.5mm；半精铣0.5mm2.4.7.锥孔φ5钻孔至4.8mm，精绞孔0.2mm2.4.8.螺纹孔钻螺纹孔φ6攻螺纹φ82.4.9.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，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。2.5.确立切削用量及基本工时2.5.1.工序一铣80×30台阶深面该工序有3mm的加工余量，为达到要求的表面粗糙度，分两个工步，工步2.5.1.1粗铣台阶面，工步2精铣。机床：X53k立式铣床。刀具：高速镶三面刃铣刀2.5.1.2.切削用量2.5.1.2.1.背吃刀量的确定工步1的背吃刀量ap1取为2.5，工步2的背吃刀量ap2取3-2.5=0.5。1.5.1.2.2.进给量的确定机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.20~0.40mm/z。粗铣时，选较大7量f=0.40mm/z，精铣时选较小值0.20mm／z。2.5.1.2.3.查后刀面最大磨损及寿命查《机械切削用量手册》表8，寿命T=180min2.5.1.2.4.计算切削速度按《切削手册》表142.5.1.2.4.1.粗铣时切削速度取小值60m/n,由n=1000ν/πd可求得该工序铣刀速度，n=1000*60min/π*80mm=238.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铣床的主轴转速，取转速n=235r/min,可求的该工序实际铣削速度v=nπd/1000=235*π*80/1000=59m/min。2.5.1.2.4.2.精铣时取较大的切削速度110m/min，由n=1000v/πd=1000*110/π*80=437.9r/min,参照表4-15所列X53K型立式铣床的主轴转速，取转速n=475r/min,可求得该工序的实际铣削速度v=nπd/1000=475*π*80/1000=119.3m/min。2.5.1.2.5计算基本工时粗加工时tm1＝（L+L1+L2）/fM1=(80+36)/0.4*10*235=0.12min精加工时tm2＝（L+L1+L2）/fM2=(80+36)/0.2*10*475=0.12min2.5.2.工序二扩孔φ222.5.2.1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=22mm，钻头采用双头刃磨法。选择Z535钻床n=22.4~1000r/min,f=0.063~1.2mm/r.2.5.2.2.选择切削用量2.5.2.2.1决定进给量查《切削手册》表5钻头进给量rmmf/2.1~0.1按钻头强度选择rmmf/0.1按机床强度选择rmmf/9.0最终决定选择Z535K机床已有的进给量rmmf/8.02.5.2.2.2计算工时选择n=600r/min所以min07.08.0600/)2312(mt2.5.3.工序三倒角0.5×15082.5.3.1．选择刀具和设备机床：X525立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae60,深度ap=4,齿数z=1２,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm。2.5.3.2.切削用量2.5.3.2.1铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=0.3mm，一次走刀即可完成所需长度。2.5.3.2.2.查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min2.5.3.2.3.计算切削速度按《切削手册》，将f降一级为f=0.5mm/z。查得Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s据X525铣床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度Vc=600.4mm/s,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.21mm/z。2.5.3.2.4.计算基本工时tm＝L/Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=0.3mm,f=0.21mm/z,nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.2.5.4.工序四以另一端面的两侧面为粗基准，铣端面75×402.5.4.1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=200~241,铸造。加工要求：铣铣端面75×40机床：X53K立式铣床。刀具：高速钢镶齿套面铣刀2.5.4.2.计算切削用量。2.5.4.2.1.铣