专业课课程设计.C6410车床拨叉.夹具设计.doc

1、 制造工艺学课程设计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及工艺设备设计者 葛鹏指导教师 敖晓春清华大学2011.6目 录设计任务书一.零件的分析二.工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基面的选择（三）制订工艺路线（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）确定切削用量及基本工时三.夹具设计（一）问题的提出（二）夹具的设计四.参考文献附录 相关机械图机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：设计“CA6140 车床拨叉”零件的机械加工工艺，设计钻 M8设计要求： 1、中批生产2、尽量选用通用设备设计内容： 1、填写设计任务书2、制定一

2、个中等零件的加工工艺过程，填写工艺过程卡和工序卡各一张;3、设计指导老师指定的工序夹具，绘制全套夹具图纸，要求用计算机绘图；4、编写设计任务书一份，按照毕业论文的格式写，要求打印文稿。班 级：机械 08-1 班学 生：董国友指导老师：李志刚一、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 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CA6140

3、车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以 20 为中心的加工表面这一组加工表面包括：20 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔021.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 47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。2. 以 50 为中心的加工表面这一组加工表面包括：50 的孔，以及其上下两个端面。50.2这两组表面有一定的位置度要求,即 50 的孔上下两个端面与 20 的孔有垂直度50.2 021.要求。由上面分析可知，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外一组。二、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为 HT2

4、00。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。（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。根据这个基准选择原则，现选取 20 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两021.块 V 形块支承这两个 32 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限

5、制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。（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，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（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夹具,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 20 孔上端面。工序二 钻、扩、铰、精铰 20、50 孔。工序三 粗、精铣 50 孔上端面工序四 粗、精铣 50、20 孔下

6、端面。工序五 切断。工序六 钻 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序七 钻一个 4 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。（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 190210HB，毛皮重量 2.2kg，生产类型大批量，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

7、 20，50端面长度余量均为 2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔（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 3，即铸成孔半径为44mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm3. 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。（五）确立切削用量及基本工时工序一 以 32 外圆为粗基准，粗铣 20 孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要

8、求：粗铣 20 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 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 精铣 20 孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣 20 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 aeP

9、cc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序三 以 20 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到 IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度 ml5.1120 1032.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/86.07

10、. 35.1203dl所以， /按钻头强度选择 按机床强度选择rf/5.1 rmf/.最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。rmf/48.0ax609Ff（2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.5.mm，寿命 min60T（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/180.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rc/8in/3.180rdns查切机床实际转速为 min/27rc故实际的切削速度 dvsc/4.150（4）校验扭矩功率所以 NmMc6N2.mcM故满足条件，校验成立。EPkwP0.271.计算工时 in10.45.3nfLtm由于所有工

11、步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： in/27rrmf/8.0min/4.15vcd8.190铰孔： 44精铰： i/rrf/. i/.vc 720IT工序四 以 20 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 50 孔，保证空的精度达到 IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o11，二重刃长度 b=11mm,横刀长 b=5mm,弧面长 l=9mm,棱带长度 ml31 12010302.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/2.按钻头强度选择 按机床强度选择frmf/53.0最终决定选择 Z5

12、50 机床已有的进给量 经校验rmf/40.校验成功。max245016FFf （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.81.2mm，寿命 in140T扩孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.9.mm，寿命 6铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切 ）为.mm，寿命 min120（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/200.1TVK.MV.tvK故 。.1Kx.v10apv rmc/2in/6.320rdns查切机床实际转速为 i/125rc故实际的切削速度 mndvsc/8.0（4）校验扭矩功率所以 NmMc362N2.14mcM故满足条件，校验成立。kwPkE95.扩铰

13、和精铰的切削用量同理如下：扩钻： in/12rrf/40.in/5.19vcmd75.490铰孔： m56m3精铰： i/rrf/. i/.vc0IT.计算工时 in52.03.1287nfLtm所有工步工时相同。工序五 切断。工序六 以 20 孔为精基准，粗铣 50 孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ V f=(72+9)/375=0.216min.工序七 以

14、20 孔为精基准，精铣 50 孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ V f=(72+9)/375=0.216min.结果 ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以 20 孔为精基准，钻 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=4mm，后角 o16 ，二重刃长度 120