拨叉CA6140课程设计

机械制造技术项目综合实践上海电机学院机械制造技术项目综合实践设计说明书设计题目CA6140拨叉工艺装备（年产量2000件）学生姓名:翁杰指导教师:汪惠群上海电机学院机械设计制造及自动化2017年12月21日机械制造技术项目综合实践上海电机学院2上海电机学院机械制造技术项目综合实践任务书题目：CA6140拨叉设计内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1套4.专用夹具结构设计装配图1张5.专用夹具结构设计零件图2张6.实训设计说明书一份（包括工艺规程的制定、专用夹具的设计计算、机床的选择等）班级机制1411学生翁杰指导教师汪惠群系主任2017年12月机械制造技术项目综合实践上海电机学院3目录一、零件的分析............................................................................................................4（一）零件的作用................................................................................................4（二）零件的工艺分析........................................................................................4二、工艺规程的设计....................................................................................................5（一）确定毛坯的制造形式................................................................................5（二）基面的选择................................................................................................5（三）制订工艺路线............................................................................................5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定........................................8（五）确定切削用量及基本工时........................................................................8三、夹具设计..............................................................................................................16（一）问题的提出..............................................................................................16（二）夹具设计..................................................................................................16附录............................................................................................................................20机械制造技术项目综合实践上海电机学院4一、零件的分析（一）零件的作用题所给的是CA6140车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，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。零件上方的Φ20mm的孔与操作机构相连，下方的Ф50mm的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，两零件铸造为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析CA6140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Ra定位基准右端面3.2外圆表面Ø22的花键底孔IT13+0.2806.3右端面Ø25的六齿方花键孔IT7+0.02301.6右端面尺寸6的花键槽宽IT9+0.06+0.033.2花键孔中心线两端的2*150倒角6.3花键孔中心线尺寸18的槽IT6+0.01203.2花键孔中心线尺寸8的槽IT9+0.0301.6花键孔中心线表1由上表分析可知，可以加工拨叉右端面；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。机械制造技术项目综合实践上海电机学院5二、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。采用铸造，拨叉属于轻型机械产品类型，产量2000件，采用金属模铸造。（二）基面的选择使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：因为要保证通孔中心线垂直于右端面，所以以零件右端面作为粗基准。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，以后的加工以花键轴为主要的定位精基准。（2）（三）制订工艺路线（1）.加工阶段的划分在选定拨叉各表面加工方法后，就需进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及位置，这就涉及加工阶段划分方面的问题。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、精加工阶段。在粗加工阶段，首先以Φ40的外圆表面为粗基准将精基准右端面准备好，使后续都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后铣削拨叉右端面。在精加工阶段，完成拨叉Ø22㎜孔的钻、扩加工并进行花键槽的拉削加工；进行拨叉Ø18㎜的磨削加工；进行B面的精铣；铣B面尺寸为8的槽。（2）.工序的集中与分散工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目及设备、工装的选用等。由于本次加工的拨叉的生产类型为大批量生产，确定选用工序集中的原则组织工序内容，一方面可以采用万能、通用机床配以专用夹具加工，以提高生产效率；另一方面也可以减少工件的装夹次数，有利机械制造技术项目综合实践上海电机学院6于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间。（3）.制定工艺路线工艺路线方案一：工序名称设备工艺设备车右端面，Ra=3.2μm卧式车床硬质合金车刀，游标卡尺钻孔Ø20（以右端面为粗基准）卧式车床麻花钻扩孔至Ø22+0.280，Ra=6.3μm立式钻床扩孔钻，铰刀，塞规车两端面圆孔倒角15°卧式车床硬质合金车刀铣削宽为18mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准），Ra=3.2μm卧式铣床三面刃铣刀，游标卡尺铣削上端面（以Ø22+0.280为精基准），Ra=3.2μm卧式铣床立式铣刀，游标卡尺粗铣宽为8mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准），Ra=6.3μm精铣宽为8mm的沟槽，Ra=1.6μm卧式铣床三面刃铣刀，游标卡尺，塞块去毛刺钳工台锉刀清洗清洗机清洗机终检塞规，百分表，卡尺等表2工艺路线方案二：工序名称设备工艺设备机械制造技术项目综合实践上海电机学院7粗铣右端面(以左端面为基准)，Ra=3.2μm卧式铣床端面铣刀，游标卡尺钻孔Ø20（V型块定位）立式钻床麻花钻扩孔至Ø22+0.280，Ra=6.3μm立式钻床扩孔钻，铰刀，塞规车两端面圆孔倒角15°，Ra=6.3μm卧式车床硬质合金车刀拉花键，Ra=1.6μm卧式拉床拉刀，卡规铣削宽为18mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准），Ra=3.2μm卧式铣床三面刃铣刀，游标卡尺，塞块铣削上端面（以Ø22+0.280为精基准），Ra=3.2μm卧式铣床立式铣刀，游标卡尺粗铣宽为8mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准），Ra=6.3μm精铣宽为8mm的沟槽，Ra=1.6μm卧式铣床三面刃铣刀，游标卡尺，塞块去毛刺钳工台锉刀清洗清洗机清洗机终检塞规，百分表，卡尺等表3（4）.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：先加工花键孔再以花键孔定位加工两槽，这样位置精度较易保证，并且定位及装夹都比较方便。但是方案一右端面的切削和钻通孔通过车床来实现，集中了工序节约了时间，但是在车削右端面时，极易产生断续切削，应在生产加工中避免。而方案二右端面则是通过铣削来实现，避免了断续切削，所以应该采取方案二。机械制造技术项目综合实践上海电机学院8（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定加工表面工序名称工序余量加工前尺寸加工后尺寸粗糙度右端面（两端面距离）粗铣282803.2Ø22+0.280通孔（直径·）钻2002012.5扩孔22022+0.2803.2拉花键（两对称花键相距）拉1.522+0.28025+0.02301.6拉花键（键槽宽）拉606+0.06+0.033.218mm的沟槽上端面（至圆柱中心）粗铣252503.28mm的沟槽左右两端面（距离）粗铣3036.3精铣168+0.0301.68mm的沟槽下端面（至圆柱中心）粗铣827196.3表4（五）确定切削用量及基本工时（1）工序：铣削宽为18mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准），Ra=3.2μm。1.加工条件工件材料：HT200，163~255HB，金属型铸件加工要求：铣削宽为18mm的沟槽机床：卧式机床X6025A，8级，转速范围50~1250刀具：高速钢镶齿三面刃d0=125mm，L=18mm，Z=142.计算切削用量及工时毛坯长度方向的加工余量为40mm，深度方向的加工余量为2mm，一次加工。ap=18mm，aw=23mm，取每齿进给量af=0.05(mm/z)，根据《机械加工工艺师手册》表30-33，f=af*Z=0.05×14=0.7mm/r。v=22m/min。机械制造技术项目综合实践上海电机学院9确定机床主轴转速n=dv1000=56125221000(r/min)。经过计算，与56r/min相近的机床转速为50r/min及80r/min。为能达到表面粗糙度Ra3.2μm，现选取80r/min。所以实际切削速度v=10000nd=31100080125m/min。切削工时按《机械加工工艺师手册》表30-7，lw=40mm，l1=0.5d0+(0.5~1)，l2=1~2，取l1=63mm，l2=2mm。基本工时tm=nflll21w=0.78026340=1.88(min)辅助时间0.15x1.88=0.28（min）其他时间0.06x（0.282+1.88）=0.013（min）（2）工序：粗铣削宽为8mm的沟槽（以Ø22+0.280为精基准）1.加工条件工件材料：HT200，163~255HB，金属型铸件加工要求：铣削宽为8mm的沟槽机床：卧式机床X6025A，8级，转速范围50~1250刀具：高速钢直齿三面刃d0=63mm，L=6mm，Z=162.计算切削用量及工时毛坯长度方向的加工余量为8mm，深度方向的加工余量为8mm，二次加工。（1）粗铣ap=7mm，aw=8mm，取每齿进给量af=0.08(mm/z)，根据《机械加工工艺师手册》表30-33，f=af*Z=0.08×16=1.28mm/r。v=29m/min。确定机床主轴转速n=dv1000=14763