CA6140拨叉831008工艺及夹具设计

中北大学课程设计说明书目录一、零件分析··························································1（一）零件的作用··················································1（二）零件的工艺分析··············································1二、工艺规程设计······················································1（一）确定毛坯的制造形式··········································1（二）基面的选择··················································2（三）制定工艺路线················································2（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定······················4（五）确立切削用量及基本工时······································4三、夹具设计··························································13四、设计总结··························································16五、参考文献··························································17附加：机械加工工艺卡片······················································18毛坯图································································30零件图································································31机构设计夹具装配图····················································32机构设计夹具零件图····················································33中北大学课程设计说明书1一、零件分析（一）零件的作用零件是CA6140车床831008拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，下方的Φ50半孔与所控制齿轮所在轴接触。通过上方的力拨动下Φ方的齿轮变速。两者零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析CA6140车床831008零件共有两组加工表面，期间有一定位置要求。以Φ20孔为中心加工表面①这一组加工表面包括：2002.00的孔，以及其上下端面。上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个45°的斜凸台。这三个没有高的位置的要求。②以Φ50孔为中心加工表面这一组加工表面包括：5050.025.0的孔，以及其上下两个端面。这组表面有一定的位置度要求，即5050.025.0的孔上下两个端面与2002.00的孔有垂直度要求：（1）Ф50mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm。（2）Ф20mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm。（3）Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。（4）Ф20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。③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一组表面。二、工艺规程设计（一）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。中北大学课程设计说明书2图1毛坯图（二）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。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。【6】根据这个基准选择原则，现选取2002.00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Φ32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。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。【6】（三）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。①工艺路线方案一工序一粗、精铣Φ20孔上端面。中北大学课程设计说明书3工序二钻、扩、铰、精铰Φ20、Φ50孔。工序三粗、精铣Φ50孔上端面工序四粗、精铣Φ50、Φ20孔下端面。工序五切断。工序六钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。工序八铣47°凸台。工序九检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，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粗、精铣Φ20孔上端面。工序二粗、精铣Φ20孔下端面。工序三钻、扩、铰、精铰Φ20孔。工序四钻、扩、铰、精铰Φ50孔。工序五粗、精铣Φ50孔上端面工序六粗、精铣Φ50孔下端面。工序七切断。工序八钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。工序十铣47°凸台。工序十一检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。③工艺路线方案三工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。工序二以Φ32mm外圆为粗基准，精铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。保证其粗糙度为3.2um。工序三以Φ20孔下端面为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。工序四以Φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ50孔，保证孔的精度达到IT7。中北大学课程设计说明书4工序五切断。工序六以Φ20孔为精基准，粗铣Φ50孔上下端面。工序七以Φ20孔为精基准，精铣Φ50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。工序八以Φ20孔为精基准，钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九以Φ20孔为精基准，钻M6螺纹。工序十以Φ20孔为精基准，铣47°凸台。工序十一检查。虽然工序是十一步，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而且刀具不用调整，加工Φ50、Φ20孔是也能达到精度要求。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床813008”拨叉零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。①外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。查《工艺手册》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mmb)精铣：1mm毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm（17土0.25）mm2、内孔（Ф50mm已铸成孔）查《工艺手册》表2.2~2.5，取Ф50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔Ф44mm。镗削加工余量为：a)粗镗：2mmb)半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm（0.500.2550）mm3、其他尺寸直接铸造得到。由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。（五）确立切削用量及基本工时工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔下端面。1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ20孔上下端面。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,故中北大学课程设计说明书5据《切削用量简明手册》取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。2.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查《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=180min4）计算切削速度按《切削手册》，Vc=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC【8】算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）计算基本工时tm＝L/Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二以Φ32mm外圆为粗基准，精铣Φ20mm、Φ50mm孔下端面。保证其粗糙度为3.2um。a)切削深度因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需尺寸b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5，由于是精铣，可得f=0.5~1.0mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.5mm/r，齿数，则fz=0.05mm/z。c)查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（0.3~0.5）mm查《切削手册》表3.8,寿命T=180mind)计算切削速度按《切削手册》表3.27中的公式：中北大学课程设计说明书6vvvovcvxymprpzvecdqvkTafuaz也可以由表3.16查得cv=124mm/s，n=494r/min,vf=395mm/min。根据XA5032铣床参数，选n=475r/min，vf=375mm/min,则实际的切削速度为1000occdnv所以cv=3.14804751000=119.3m/min,实际进给量fczvcvfnz所以zvf=37547510=0.08mm/ze)校验机床功率查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以PcmPcc,故校验合格。最终确定ap=1.0mmnc=475r/minvfc=375mm/minvc=119.3mm/minf)计算基本工时mfLtV公式中：L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，精铣时y+Δ取与铣刀直径相等，可得y+Δ=80mm,所以L=l+y+Δ=32+80=112mm故mt=112/375=0.3min工序三以Φ20mm的下表面为精基准，精铣Φ20mm、Φ50mm的上表面，保证其粗糙度为3.2um。1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：精铣φ20上下端面。机床：X6140卧式铣床。