机械制造技术课程设计-拨叉[831008]工艺及铣外圆上端面夹具设计[气动夹具].docx

设计机械加工课程设计拔叉加工（CA6140车床）设计CA6140车床拨叉831008机械加工工艺规程及铳端面夹具设计课程名称:题目名称:年级专业及班级:姓名:学号:指导教师:评定成绩:教师评语:目录2二、工艺规程设计31 .加工条件62 .切削用量7第二章夹具设计162.夹具结构设计162.1 定位机构162.2 夹紧机构172.3 机床夹具的总体形式182.4.1 确定夹具体：182.4.2 确定联接体：192.5绘制夹具零件图193.定位误差设计193.1 误差分析193.2 定位误差的计算20总结21致谢22参考文献23一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔与操纵机构相连，二下方的小50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。两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、小头孔中20以及与此孔相通的8的锥孔、M6螺纹孔2、大头半圆孔503、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm,小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mmo由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，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。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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-120（二）基面的选择：1粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。2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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（三）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1粗铳32、72下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序2粗铳32,72上端面，以Tl,T4为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序3精铳32下端面，以T2为基准。精铳72端面，以Dl为基准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序4钻、扩20孔，以中32外圆和T2为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具；工序5；粗较、精钱中20孔，以T2和中32外圆为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具;工序6精铳20上端面，以Tl为基准，精铳50端面，以Dl为基准,采用X51立式铳床加专用夹具；工序7：粗，精链50孔，以中20孔轴线为基准；工序8：钻7通孔,钻M6孔；工序9：用三面刃铳刀铳斜槽面；工序10铳断，以Dl为基准，采用X60卧式铳床加专用夹具；ZJ11去毛刺；工序12终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200,硬度200HBW,毛皮重量1.2KG,生产类型大中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（巾20,650端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5,取巾20,巾50端面长度余量均为2（均为双边加工）铳削加工余量为：粗铳Imm精铳Imm2 .内孔（50已铸成孔）查工艺手册表2.22.5,取650已铸成孔长度余量为2,即铸成孔半径为46mmo工序尺寸加工余量:钻孔9mm扩孔0.120mm粗较0.035mm精较0.015mm3 .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。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加ZE方式予以确认。加工余量计算表工序加工尺寸锻件毛坯（¢32,¢72上下端面距离，零件尺寸34mm）扩。20孔粗,房转¢20孔加工前尺寸34mm18mm19.8mm加工后尺寸30mm19.7mm19.94mm加工余量（单边）2.0mm0.85mm0.07mm加工公差（单边）+0.021/0+0.021/0（五）确定切削用量及基本工时工序1粗铳32、72下端面，以T2为粗基准1 .加工条件工件材料：HT200,Ob=170240MPa,铸造;工件尺寸：aema=72mm,1=176mm;加工要求：粗铳20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铳床；刀具：YG6硬质合金端铳刀。铳削宽度a<90,深度apS6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1,取刀具直径do=12Omm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16,选择刀具前角o=O°后角ao=8。，副后角aolO。，刃倾角s=-10。,主偏角Kr=60。,过渡刃Kr=3（,副偏角Kr,=5oo2 .切削用量D确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm,一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铳，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5,使用YG6硬质合金端铳刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4235,X51立式铳床）时：fz=0.090.18mmz故选择：fz=0.18mmzo3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7,铳刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铳刀直径do=12Omm,故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度VC和每分钟进给量Vf根据切削手册表3.16,当do=120mm,Z=12,ap<7.5,fz<0.18mmz时，Vt=98mmi11,nt=200rmin,Vft=47lmmmino各修正系数为：Icmv=1.0?ksv=0.8o切削速度计算公式为：Vc=c/°q。.mapxvfzyvaeUvzp其中CIe=72mm，ap=4mm，Cv=245，qv=0.2,v=0.15?yv=0.35?kvkMv'ksv1.0×0.8=0.8?必=0.2,Py=0，相=0.32,T=180rrin?fz=0.18mmz,Z=12,将以上数据代入公式:Vc×0.8=142m/min245x125x0.218Oo32×4×0.15×0.08×0.35×72×0.2X12确定机床主轴转速:1000vs=361rzmino11dw根据简明手册表4.2-36,选择ic=300rmin,Vfc=390mmmin,因止匕,实际进给量和每分钟进给量为:Vc=空迎=3.14x125)300nmin=118mmin10001000fzc=vfcncz=390300×12mmz=0.1mmz5)校验机床功率根据切削手册表3.24,近似为PeC=3.3kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率PCm=4.5x0.75kw=3375kw>Pcc.故校验合格。最终确定:ap=4.0mm,11c=300rmin,Vf=390mms,vc=118mmin,fz=0.1mmzo6)计算基本工时tm=LVf,L=l+y+,1=176mm.查切削手册表3.26,入切量及超切量为：y+=40mm,则：tm=LVf=(176+40)390=0.81mi11o工序2粗铳32,072上端面，以Tl,T4为定位基准；粗铳32上端面：切削用量和时间定额及其计算过程同工序1粗铳32上端面：刀具：YG6硬质合金端铳刀，=40mm,z=6机床：X51立式铳床根据切削手册查的，f=0.13mm/z,=4mm现采用X51立式铳床，根据简明手册4236查得取m=300rmin,故实际切削速度当为=30Omin时，工作台每分钟进给量应为f=fzn=0.13×10×300=390mmmJmJZ'6y查说明书，取f=400mmminJm计算切削工时L=72+y+A=72+10=82mm因止匕7=2=Jl=o.2O5minImf390Jm工序3精铳32下端面，以T2为基准。精铳72端面，以Dl为基准,刀具：YG6硬质合金端铳刀；机床：X51立式铳床；查切削手册表3.5,进给量z=05L0加min,取为0.5mmr参考有关手册,确定v=124wmin，米用YG6硬质合金端铳刀，心=125mm,z=12，则:100Ov兀dw100OXl2411×125=316rmin现采用X51立式铳床，根据简明手册表4236,取加=3(XWmin故实际切削速度:血卢W100011X125X3001000=117.75mmm当=300rmin时，工作台每分钟进给量:fm=fz'Znw=5×12×300=1800mm/min，取为980mm11li11本工序切削时间为：t=2tm=2y=2×17gJ25=0.62min工序4钻、扩20孔，以32外圆和T2为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具；1 .选择钻头根据切削手册表2122,选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时d°=18mm,钻头采用双锥后磨横刀，后角a。=12。,二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度4=1.5加，2=100°,分=30。2 .选择切削用量按加工要求确定进给量：查切削手册，f=0.430.53mmr,%=3%8=L67<3,由切削手册表2.7,系数为0.5,则：f=(0.430.53)×0.5=(0.2150.265)mmr按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为：=2.0mmr;按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9,机床进给机构允许轴向力为833ON时，进给量为/=o.93加”。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量/=0.22%2/。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而