机械制造工艺学课程设计CA6140拨叉831005说明书(附机械加工工艺过程卡和全套图纸).doc
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1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目: 设计“CA6140 车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备中批量生产设 计 者指导教师机械制造工艺学课程设计说明书1题目设计“CA6140 车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备中批量生产内容 1.零件图一张2. 毛坯图一张3. 机械制造加工工艺过程综合卡片一张4. 构造设计装配图一张5. 构造设计零件图一张6. 课程设计说明书一份前言3通过机床工艺及夹具设计,汇总所学专业学问如一体(如公差于协作、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得以稳固、复习及有用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深刻的生疏与理解
2、,并为以后的实际工作奠定坚实的根底!在些次设计中我们主要是设计CA6140 拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了有关教师的教导,尤其是教务处张永丹教师,我系刘学斌教师的大力帮助,在此表示感谢!机制 202201 班 第 A 小组2022 年 1 月 1 日一 设计的目的:机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性学问后进展的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程根本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好
3、根底。通过课程设计到达以下目的:1、能娴熟的运用机械制造工艺学的根本理论和夹具设计原理的学问,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培育学生分析问题和解决问题的力量。2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲自设计夹具或量具的训练,提高构造设计的力量。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增加学生解决工程实际问题的独立工作力量。二 零件的分析一、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,使主轴回转运动依据工作者的要求进展工作。宽度为 18+0.01
4、2mm 的槽尺0寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使滑移齿轮时假设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 的槽和滑移齿轮的协作精度要求很高。二、零件的工艺分析:CA6140 拨叉共有两组加工外表。1. 以花键孔的中心线为基准的加工面4这一组面包括 25+0.230mm 的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两10端的 2X150 到角和距中心线为 27mm 的平面。2. 以工件右端面为基准的 8+0.030mm 的槽和 18+0.120mm 的槽经上述分析可知, 对于两组加工外表,可先加工其中一组外表, 然后借助于专用夹具加工另一组外表。
5、二、工艺规程设计(一) 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,保证零件的工作牢靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大, 故可实行模锻成型。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外表的加工余量为 3 0.8mm。毛坯零件图如以下图:二基准的选择。1. 粗基准的选择:由于要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以40 的外圆外表的粗基准。2. 精度基准的选择:为保证定位基准和工序基准重合,以零件的A 面为精基准。(二) 制定工艺路线。方案一工序:1. 粗、
6、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+0.03mm 的槽。04. 铣削 18+0.012mm 的槽。05. 拉花键。方案二工序:1. 粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以40mm 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A 面为基准,3. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具4. 铣削 8+0.03mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用 X62W0卧式铣床加专用夹具。5. 铣削 18+0.012mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基
7、准。选用0X62W 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终一道工序。但此方案中 2.3.4 工序很难对工件进展定位和加紧、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 道工序很简洁对工件进展定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 3.4.5 道工序的定位基准。此方案定位精度高,专用夹具构造简洁、牢靠,所以承受方案二比较合理。以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” (三) 机械加工余量。CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kg =160MPa HBSb生产类型为由大、中批量生产,承受模锻锻模。依据上述的原
8、始资料加工工艺,分别确定各个加工外表的机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸如下:1. A 面的加工余量A 面有 30.8mm 的加工余量,足够把铸铁的硬质外表层切除2. 矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心,故承受拉削加工内孔尺寸为 22+0.28,见零件图,参照金属机械加工工艺人员手册表 3-590确定孔加工余量的安排。钻孔20mm扩孔21mm 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 2=1mm3. B 面的加工余量。此工序分 2 个工步 1、粗铣B 面2、精铣B 面。精加工余量为 0.2mm粗铣加工余量为 2.8mm(五)确定切削用量及根本工时。工序 :车削
9、A 面。1加工条件。工件材料:灰口铸铁HT200。 b=145 MPa。铸造。加工要求:粗、半精车A 面并保证 28mm 的工序尺寸,R 机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。=3.2ma刀具:刀片材料。 r =12. a o=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、计算切削用量。(1) 长度方向的加工余量为 30.8mm 。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 IT 级 取-0.46 mm 入 体方向(2) 进给量、依据切削简明手册第 3 版表 1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm 时,以及工件直径为60mm 时由于凸台
10、B 面的存在所以直径取60mm =0.6-0.8mm/.按 C 车床说明书 取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=0.750.85 所以:实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按 C 车床说明书 0.53(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YG6aV=Cv/(Tm pxvfyv) kvvvvo其中:C =158x =0.15 y =0.4 M=0.2 修正系数K 见切削手册表 1.28kmv=1.15k =0.8k =0.8k =1.04k =0.81kvkrvsvBV0.4Vc =158/( 600.2
11、20.150.53) 1.150.80.80.810.97=46.9(m/min)(4) 确定机床主轴转速ns=1000vc/ dw=229.8r/min 按 C 车床说明书 200 rmin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由于铸造毛坯外表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预备wTm=(L+L1+L2+L3)/n x f=0.33min L=(65-0)/2=32.5L1=3、L2=0、L3=02、精车1) 粗加工余量为 0.5mm。2) 进给量f. 依据切削用量简明手册表 1.6 , f=0.150.25mm/r 按 C
12、 车床说明书 0.16 mm/ra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=60minmV=Cv/(T pxvfyv) kv=158/( 600.220.150.160.4 ) 1.150.80.80.810.97=83.85(m/min)wc/w3) 确定机床主轴转速. nw=1000vd =410.8r/min按 C3163 车床说明书取 n =400r/min实际切削速度V=57.1m/min4) 切削工时,查工艺手册表 6.2-1mwT =(L+L1+L2+L3)/n xf=22.5/400x0.16=0.35min由于下一道工序是钻孔, 所以留下 2
13、0mm 的台阶, 所以L=(65-20)/2=22.5 mmL1=3.L2=0. L3=03、钻孔、扩孔、倒角。1、钻孔钻头选择:见切削用量简明手册表 2.2钻头几何外形为表 2.1 及表 2.2:双锥修磨具刃,钻头参数: 20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm,=4mm。b依据切削用量简明手册表 2-9 确定f=0.48 、按机床进给强度打算进给量:依据表 2.9 ,当 210MPa020.5mm 可确定f=0.75。按 C3163-1 车床说明书取 f=0.62mm/n.、 打算钻头磨钝标准及寿命 表 2.21,当 do=20mm、钻头最大磨损
14、量取 0.6 寿命T=45min.、切削速度 由切削用量简明手册,表 2.15 得 =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=17 m/min、 根本工时,Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出+=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)(2) 、扩孔刀具直径do=21mm;刀具几何参数同上。由于两孔直径相差不大,为了节约停车和调换走刀量等关心时间,n
15、 和f 都不变,所以Tm 同上 Tm=0.32倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大,以外表粗度要求不高手动进给。(3) 、倒角刀具:专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2可以查出 当 160245HBS2.8 0.6 41min3.4kw按 C 车床说明书 主电机功率11可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当21 0.64 查得转矩61.8 N.M切削用量简明手册表由表 2.32 得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按 C 车床说明书 主电机功率11可见C
16、比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要工序 拉花键孔单面齿升:依据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=Z lk/1000vf Zbz式中:Zb单面余量 1.5mm(由21mm 拉削到25mm);L拉削外表长度,80mm;考虑校准局部的长度系数,取 1.2; k考虑机床返回行程系数,取 1.4 ; v拉削速度m/min;f拉刀单面齿升;zZ拉刀同时工作齿数,Z=l/p; P拉刀齿距。P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127其本工时 Tm=1.
17、5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)工序粗铣,精铣B 面。加工要求:粗铣B 面,精铣B 面,Ra=3.2。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3mm机床 :62W加工工件尺寸:宽度:40mm 长度:28mm1. 粗铣1) 选择刀具e依据切削用量简明手册表 3.1 铣削宽度a 5mm 时。直径为do=50mm 故齿数,由于承受标准镶齿圆柱铣刀no铣刀几何参数表 3.2r =10a =162) 切削用量c留精铣的加工余量为 0.2,所以本道工步切削宽度 a 2.80.8 ,由于加工外表精度要求 Ra=3.2 um.依据表 3.5 得每转进给量0.5mm/r 就能满足要求,
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