拨叉831008加工工艺及铣φ50孔下端面夹具设计

1、课 程 名 称：机械加工课程设计题 目 名 称：拔叉加工 （CA6140车床）设计年级专业及班级：姓 名：学 号：指 导 教 师：评 定 成 绩：教 师 评 语：课程设计CA6140车床拨叉831008 机械加工工艺规程及铣50下端面夹具课课程设计目 录目 录II1 序 言42 零件的分析42.1零件的形状42.2零件的工艺分析53 工艺规程设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 基面的选择63.3 制定工艺路线63.3.1 工艺路线方案一73.3.2 工艺路线方案二73.3.3 工艺方案的比较与分析73.4 选择加工设备和工艺装备83.4.1 机床选用83.4.2 选择刀具83.4.3 选择量具83.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定83.6确定切削用量及基本工时104专用夹具设计164.1问题的指出164.2定位基准的选择164.3夹具方案的设计164.4.切削力和夹紧力计算174.5夹紧力的计算174.6定位误差分析185 零、部件的设计与选用196 确定夹具体结构尺寸和总体结构21总 结23致 谢24参 考 文 献25一、零件的分析 (一)零件的作用全套图纸加扣 33

2、46389411或3012250582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0.05mm。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

3、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-12。(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 粗铣32、72下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序2 粗铣32，72上端面，以T1，T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序3 精

4、铣32下端面，以T2为基准。精铣72端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；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；工序5；粗铰、精铰20孔，以T2和32外圆为基准，采用Z520立式钻床加专用夹具；工序6精铣20上端面，以T1为基准，精铣50端面，以D1为基准,采用X51立式铣床加专用夹具；工序7：粗，精镗50孔，以20孔轴线为基准；工序8：钻7通孔，钻M6孔；工序9：用三面刃铣刀铣斜槽面；工序10 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；工序11 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（20，50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20，50端面长度余量均为2（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 1mm2. 内

5、孔（50已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取50已铸成孔长度余量为2，即铸成孔半径为46mm。工序尺寸加工余量：钻孔 9mm扩孔 0.120mm粗铰 0.035mm精铰 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工方式予以确认。 加工余量计算表 工序加工尺寸及公差锻件毛坯（，上下端面距离，零件尺寸34mm）扩20孔粗，精铰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 粗铣32、72下端面，以T2为粗基准1. 加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,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d

6、0=120mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）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铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=120mm，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d0=120mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=200r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算

7、公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min。工序2 粗铣32, 72上端面，以T1，T4为定位基准; 粗铣32上端面:切削用量和时间定额及其计算过程同工序1粗铣32上端面:刀具：YG6硬质合金端铣刀，机床：X51立式铣床根据切削手册查的，现采用X51立式铣床，根据简明手册4.2-36查得取，故

8、实际切削速度当时，工作台每分钟进给量应为查说明书，取计算切削工时因此工序3 精铣32下端面，以T2为基准。精铣72端面，以D1为基准，刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；查切削手册表3.5，进给量，取为0.5mm/r参考有关手册，确定，采用YG6硬质合金端铣刀，则：现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.2-36，取故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量：，取为980mm/min本工序切削时间为：min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2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度， 2.选择切削用量 （1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，由切削手册表2.7,系数为0.5,则： 按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为：；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8330N时，进给量为。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。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改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2000N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2000N。根据Z520立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削手

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