机械制造工艺学课程设计-CA6140拨叉(831005型号)零件的加工工艺规程及专用夹具设计(全套图

机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计CA6140拨叉（831005）零件的加工工艺规程及备工艺装（年产量为4000件）班级：姓名：指导教师：完成日期：目录一、零件工艺性分析....................................................11.1、零件的作用.............................................................11.2、零件的工艺分析......................................................1二、机械加工工艺规程设计...........................................22.1、确定毛坯的制造形成...............................................22.2、基准的选择.............................................................22.2.1粗基准的选择......................................................22.2.2精基准的选择......................................................22.3、制定工艺路线..........................................................22.3.1工艺路线方案一...................................................32.3.2工艺路线方案二...................................................3三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定..............43.1、毛坯余量及尺寸的确定...........................................43.2、确定工序.................................................................4四、夹具的设计..........................................................124.1、提出问题................................................................124.2、设计思想................................................................134.3、夹具设计................................................................134.3.1定位分析............................................................144.3.2切削力、夹紧力、切屑用量和切屑速度的计算....144.3.3夹具操作说明.....................................................15五.体会.....................................................................15六．参考文献.............................................................16一、零件工艺性分析1.1、零件的作用题目给定的零件是CA6140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进行工作。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2、零件的工艺分析该拨叉的全部技术要求列如下表:项目公差等级偏差（mm）粗糙度定位基准Ø25的六齿方花键孔IT12+0.2001.6花键孔中心线Ø22的花键底孔IT12+0.2006.3花键孔中心线两端的2*150倒角6.3花键孔中心线尺寸8的槽IT9+0.0301.6花键孔中心线尺寸18的槽IT6+0.01203.2花键孔中心线Ø6的花键槽宽IT6+0.06+0.033.2花键孔中心线二、机械加工工艺规程设计2.1、确定毛坯的制造形成零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。2.2基准的选择2.2.1粗基准的选择因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。2.2.2精基准的选择为保证定位基准和工序基准重合，以零件的下低面为精基准。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。2.3.1.工艺路线方案一工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。2.粗、精铣削B面。3.铣削8+0.030mm的槽。4.铣削18+0.0120mm的槽。5.拉花键。2.3.2.工艺路线方案二工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2.拉花键。以花键中心线及右端面为基准，3.铣削槽B面。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具4.铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。5.铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定零件材料为HT200，毛坯重量为1.0kgσb=160MPaHBS。根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用模锻锻模造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，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：3.1.毛坯余量及尺寸的确定1.下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2.矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ220+0.28，见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔Φ20mm，扩孔Φ21mm，拉花键，花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2Ζ=1mm3.右端面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣右端面2、精铣右端面。精加工余量为0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm3.2、确定工序工序Ⅰ：车削下底面。1．加工条件。工件材料：灰口铸铁HT200。σb=145MPa。铸造。加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。r=12.ao=6-8b=-10o=0.5Kr=90n=152、计算切削用量。（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm。实际端面的最大加工余量为3.8mm。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT１２级取-0.46mm（入体方向）（2）进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）ƒ=0.6-0.8mm/ｒ.按C３１６３－１车床说明书取ƒ=0.6mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48mm/ｒ按C３１６３－１车床说明书ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ（3）计算切削速度。按《切削简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6V=Cv/(Tm·apxv·fyv)·kv其中：Cv=158xv=0.15yv=0.4M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28kmv=1.15kkv=0.8kkrv=0.8ksv=1.04kBV=0.81∴Vc=158/(600.2·20.15·0.530.4)·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C３１６３－１车床说明书ｎ＝200r／min所以实际切削速度V=40.8m/min（5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=0.33（min）L=(65-0)/2=32.5L1=3、L2=0、L3=0工序II精车下底面1)已知粗加工余量为0.5mm。2)进给量f.根据《切削用量简明手册》表1.6，f=0.15－0.25mm/r按C３１６３－１车床说明书ｆ＝0.16mm/r计算切削速度按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(Tm·apxv·fyv)·kv=158/(600.2·20.15·0.160.4)·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=83.85(m/min)3)确定机床主轴转速.nw=1000vc/dw=410.8（r/min）按C3163－１车床说明书取nw=400（r/min）实际切削速度V=57.1m/min4)切削工时，查《工艺手册》表6.2-1Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）由于下一道工序是钻孔，所以留下Ø20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5mmL1=3.L2=0.L3=0工序III钻花键孔钻头选择：见《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：ｄ＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm,ao=12°,Ψ=55°,b=2mm，=4mm。根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48ａ、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9,当σb＝210MPaｄ0＝20.5mm可确定f=0.75。按C3163-1车床说明书取f=0.62mm/n.ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6寿命T=45min.ｃ、切削速度由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/minn=1000V/D=334.4由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min取280n/min取n=280m/min.实际Ｖ=17m/minｄ、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(min)入切量及超切量由表2.29.查出Ψ+△=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32(min)工序IV扩花键孔