CA6140车床拨叉831002的课程设计

1目录序言…………………………………………………………………2第1章零件的分析………………………………………………21.1零件的作用…………………………………………………21.2拨叉的技术要求………………………………………………21.3零件的工艺分析………………………………………………3第2章工艺规程的设计……………………………………………32.1确定毛坯的制造形式…………………………………………32.2基面的选择……………………………………………………32.3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………………52.5确立切削用量及基本工时……………………………………7第3章夹具设计……………………………………………………133.1问题的提出……………………………………………………133.2夹具设计………………………………………………………133.3切削力及夹紧力的计算………………………………………133.4定位误差分析…………………………………………………143.5夹具设计及简要操作说明……………………………………14第4章结论…………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………152序言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节机械制造工艺学课程设计是在我们学完这学期基础课、技术基础课以及部分专业课之后进行的。这是我们毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次性理论联系实际的训练。在学完机械制造基础的基础上进行这样的设计和练习，我们觉得是很有必要的，它对我们的理论知识有了一定的提高，让我们知道了学习知识的重要性和怎么根据具体的情况设计出实用的零件。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、提高自己、对此专业课有更深刻的认识和了解，为今后参加社会现代化建设奠定一个良好的基础。第1章零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。该拨叉应用在CA6140型车床变速箱传动轴上的换档机构中.该拨叉头以Φ25mm孔套在变速叉轴上,并用螺钉经螺纹孔M22mm与变速叉轴联结,拨叉脚则夹在两齿轮之间.当需要变速时,操纵变速手柄,变速操纵机构就通过拨叉壁部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动三联滑移变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位,从而改变车床主轴的旋转速度.该拨叉是在停车时用于换档的,承受的弯曲应力和冲击载荷较小,因此零件应具有的强度和韧性均不高.该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴Φ25H7、锁销螺纹孔M22×1.5mm、拨叉长槽,在设计工艺规程时应予以保证.1.2拨叉的技术要求加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(µm)形位公差(mm)长槽侧面11.0016IT113.2长槽底面15.008IT126.3拨叉脚两端面055.0055.012IT113.20.1A拨叉脚内表面3.0060IT123.2M22×1.5mm螺纹孔到大槽外侧03.044IT12Φ25mm孔021.0025IT71.6M22×1.5mm孔拨叉头上下端面80该拨叉形状特殊,结构简单,属于典型的叉杆类零件.为了实现换档变速的功能,其叉轴孔与变速叉轴有较高的配合要求,因此加工精度要求较高.为保证拨叉换档时叉脚受力均匀,3要求叉脚两端面对叉轴孔021.0025mm的垂直度要求为0.1mm.为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档位准确,拨叉用螺钉定位.综上所述,该拨叉件的各项技术要求制订得较合理.1.3零件的工艺分析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φ25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。2.以φ60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。3.铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4.以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm。（2）16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。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加工另外一组。第2章工艺规程设计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。2.2定位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，使生产无法正常进行。（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。而作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或其他表面残缺。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021.0025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φ42孔作主要定位面，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）精基准的选择根据拨叉零件的技术要求同装配要求，选择拨叉右端面同轴孔φ25作为精基准。零件上很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则，，轴孔φ25的轴线是设计基准，选用其作为精基准加工拨叉的左右端面，螺纹孔M22×1.5同槽，实现了设计基准跟工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求，另外，由于拨叉的刚性较差，受力容易产生变型，夹紧力应该垂直于主要定位面，选用拨叉φ25孔端面做精基准，夹紧可作用在端面上，夹紧可靠，不容易引起零件变型。42.3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。1.工艺路线方案一工序一铸造工序二时效工序三钻、扩、铰、精铰φ25、φ60孔工序四粗、精铣φ60、φ25孔下端面工序五粗、精铣φ25孔上端面工序六粗、精铣φ60孔上端面工序七两件铣断工序八铣螺纹孔端面工序九钻φ20孔（装配时钻铰锥孔）工序十攻M22×1.5螺纹工序十一粗铣半精铣槽所在的端面工序十二粗铣半精铣精铣16H11的槽工序十三去毛刺，修锐边工序十四检查上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2.工艺路线方案二工序一铸造工序二时效工序三粗、精铣φ25孔上端面工序四粗、精铣φ25孔下端面工序五钻、扩、铰、精铰φ25孔工序六钻、扩、铰、精铰φ60孔工序七粗、精铣φ60孔上端面工序八粗、精铣φ60孔下端面工序九两件铣断工序十铣螺纹孔端面工序十一钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）工序十二攻M22×1.5螺纹工序十三粗铣半精铣精铣槽所在的端面工序十四粗、半精铣精铣16H11的槽工序十五去毛刺，修锐边工序十六检查上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序九把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3.工艺路线方案三工序一铸造工序二时效5工序三粗、精铣φ25孔上端面工序四粗、精铣φ25孔下端面工序五钻、扩、铰、精铰φ25孔工序六钻、扩、铰、精铰φ60孔工序七粗、精铣φ60孔上端面工序八粗、精铣φ60孔下端面工序九铣螺纹孔端面工序十钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）工序十一攻M22×1.5螺纹工序十二粗铣半精铣精铣槽所在的端面工序十三粗、半精铣精铣16H11的槽工序十四两件铣断工序十五去毛刺，修锐边工序十六检查此方案仍有先钻孔再铣平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线。综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。4.工艺路线方案四工序一铸造工序二时效工序三以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔上下端面工序四精铣φ25孔上下端面工序五以φ25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ25孔,孔的精度达到IT7工序六以φ25孔为精基准，粗铣φ60孔上下端面工序七以φ25孔为精基准，精铣φ60孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1工序八以φ25孔为精基准，粗镗、半精镗φ60孔，保证孔的精度达到IT12工序九以φ25孔为精基准，铣螺纹孔端面工序十以φ25孔为精基准，钻φ20孔（装配时钻铰锥孔）。攻M22×1.5螺纹工序十一以φ25孔为精基准，铣槽端面以及侧面工序十二以φ25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08工序十三两件铣断工序十四去毛刺，修锐边工序十五检查虽然工序有十五步，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φ60、φ25孔是精度要求所致。此方案可以适合批量生产，在全部孔及面加工完之后把两件铣断，不影响前面各工序的加工定位夹紧，并且提高了加工效率。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。由《机械加工工艺手册》表3.1-21～表3.1-27知,要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定以下各项因素:(1)公差等级6由拨叉的铸造方法和材料,并查表3.1-24得毛坯公差等级为CT10级.(2)公差带位置公差带应相对于基本尺寸对称分布,即一半在基本尺寸之上,一半在基本尺寸之下.(3)要求的机械加工余量根据工件的铸造方法和铸件的材料,查表3.1-26得其精度等级为F级.根据上述条件,可查表3.1-21,表3.1-27确定铸件的尺寸公差和机械加工余量.拨叉铸件毛坯尺寸公差及机构加工余量项目(mm)机械加工余量(mm)尺寸公差(mm)脚内圆直径Φ605.62.8长槽宽度1622.2脚端面宽度1222.2中心距126.1123.6孔径Φ2552.4端面4422.8长槽底面至上表面822顶面3642.6据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（φ42）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.外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。查《实用机械制造工艺设计手册》表7-23、7-24，取φ25，φ60端面长度余量均为2.0（均为双边加工）铣削加工余量为：工步加工余量粗铣1.4mm精铣0.6mm3.内孔φ60查《机械加工余量手册》孔φ60经过粗镗、半粗镗得到，查《指导教程》表2-1和2-5取公差等级为IT10，加工余量等级为F级，砂型铸造孔的加工余量等级需要降低一级选用，其加工余量等级为CT10、MA-G级，再由表2-4查的加工余量为2.8mm，直径总加工余量为5.6mm，毛坯尺寸为54.4mm，CT10,2.8mm。工步加工余量工序尺寸公差粗镗2mm60-2*0.8=58.4mmIT12,0.3mm半精镗0.8mm60mmIT9,0.074mm同上，查《机械加工余量手册》得，零件φ25的孔也已铸出φ20的孔。工步加工余量工序尺寸公差钻孔1.5mm24.8-0.9*2=23mmIT12，0.21mm扩孔0.9mm24.94-0.07*2=24.8mmIT11，0.13mm粗铰0.07mm25-0.03*2=24.94m