机械制造工艺学课程设计-CA6140车床拨叉(831007)工艺规程及钻φ22的钻床夹具(全套图纸)

1目录一、序言----------------------------------------------------------------1二、设计目的----------------------------------------------------------1三、零件的分析-------------------------------------------------------2四、确定生产类型----------------------------------------------------2五、确定毛坯----------------------------------------------------------2六、工艺规程设计----------------------------------------------------3(一)、选择定位基准--------------------------------------------------3(二)、制定工艺路线--------------------------------------------------3(三)、选择加工设备和工艺路线-----------------------------------4(四)、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-----------------4(五)、确定切削用量，切削速度和时间定额--------------------4七、夹具设计----------------------------------------------------------6八、小结----------------------------------------------------------------7九、参考文献----------------------------------------------------------8一、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φ22孔与操纵机构相连，下方的φ55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2零件的材料为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0.021022以及与此孔相通的8的锥孔、8M螺纹孔2.大头半圆孔553.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，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗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。二确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为Q=5000件/年，零件的质量m=1.0件/台，结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%.代入公式(1-1)得N=5000件/年1件/台(1+3%)(1+0.5%)=5152.5件/年拔叉重量为1.0kg,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》(本说明书中除特殊说明外,其余查表均由此指导教程查得)表1-3知,拔叉属轻型零件;由表1-4知,该拔叉的生产类型为大批生产.所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三确定毛坯1确定毛坯种类：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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。由表2-1选用铸件尺寸公差等级CT12级。2确定铸件加工余量及形状：由表2-5，选用加工余量为MA-G级，并查24页表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：33绘制铸件零件图(见附图)四工艺规程设计(一)选择定位基准：1粗基准的选择：以零件的两个小头孔外圆表面为主要的定位粗基准，以小头孔的底面为辅助粗基准。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，以两个小头孔外圆柱表面为主要的定位精基准，以加工后的小头孔的上端面为辅助的定位精基准。（二）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《机械制造工艺及设备设计指导手册》346页表15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如机械加工工艺过程卡片。（三）选择加工设备和工艺设备1机床的选择：工序010～060均为铣平面，可采用X51立式铣床。工序070～110采用摇臂钻床。工序120采用钻床。多刀具组合机床。工序130采用铣断机床。2选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔5513H，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。44选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定7、8加工工序钻-扩-粗铰-精铰φ22加工余量工序尺寸及公差如下：由2-28可查得精铰余量Z精铰=0.06mm粗铰余量Z粗铰=0.14mm扩孔余量Z扩孔=1.8mm钻孔余量Z钻=20mm查表1-20可依次确定各工序的加工精度等级为,精铰:IT7;粗铰:IT10;扩孔:IT11;钻孔:IT12.根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步公差值分别为,精铰:0.021mm;粗铰:0.058mm;扩孔:0.075mm;钻孔:0.15mm综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:φ2200.021mm;粗铰φ21.9400.058mm;扩孔:φ21.800.075mm;钻孔:φ2000.15mm.2平面工序尺寸：1.1粗铣两小头孔上端面，加工余量为1.2mm，基本尺寸为，经济精度为CT12级。1.2粗铣中间孔上端面，加工余量为4mm，基本尺寸为mm，经济精度为CT12级。1.3粗铣中间孔下端面，加工余量为4mm，基本尺寸为mm，经济精度为CT12级。1.4精铣小头孔上端面，加工余量为0.5mm，基本尺寸为50mm，经济精度为CT11级。1.5精铣中间孔上端面，加工余量为1mm，基本尺寸为mm，经济精度为CT10级。1.6精铣中间孔下端面，加工余量为1mm，基本尺寸为mm，经济精度为CT10级。（五）确定切削用量，切削速度和时间定额：1工序1以小头孔外圆表面为粗基准，粗铣φ22孔上端面。1.1加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ22孔上端面。机床：X51立式铣床。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,故据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）取刀具直径do=80mm。1.2切削用量铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.2mm，一次走刀即可完成所需长度，按《教程》表5-7查得fz=0.2mm。1.3计算切削速度按《教程》表5-9，然后根据d/Z=80/10选取，VC=40m/min,再由公式1000dCVn算得n＝159.24r/min,查《教程》表4-15得机床x51的转速00.252600.252200.2550.50.070.21200.060.06215为n=160r/min,因此由公式1000CndV算得实际切削速度Vc=40.2mm/s。1.4校验机床功率查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定ap=1.2mm，n=160r/min,Vc=40.2m/min，fz=0.2mm/z。1.5计算基本工时根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz，由于kr2210.5()(1~2)tanperalddak,nmzzffzL2=2mm,解得tj=0.15min辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.3min2工序2以小头孔外圆表面为基准粗铣φ55孔上下端面。2.1加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ55上端面。机床：X51立式铣床。刀具：直柄立式铣刀，按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。2.2切削用量2.2.1铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。2.2.2每齿进给量机床功率为7.5kw。查《简明手册》f=0.2mm/z。2.3查后刀面寿命查《简明手册》表3.8，寿命T=180min2.4计算切削速度按《教程》表5-9选取Vc=40m/min，根据公式1000dCVn，算得n=181.98r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式1000cndV算得实际切削速度Vc＝46.8m/min2.5计算基本工时根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz，由于kr90o2210.5()(1~2)tanperalddak,nmzzffzL2=2mm,解得tj=0.20min辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min4工序4以小头孔外圆表面为基准半精铣φ55孔上下端面。4.1加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣φ55上端面。机床：X51立式铣床。90o6刀具：直柄立式铣刀，按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。4.2切削用量按机床功率kw5~10，工件-夹具系统刚度为中等时，按《教程》表5-7查得fz=0.12mm。4.3计算切削速度按《教程》表5-9选取Vc=49m/min，根据公式1000dCVn，算得n=219.8r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式1000cndV算得实际切削速度Vc＝46.8m/min。4.4校验机床功率查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定n=210r/min,Vc=46.8m/min，fz=0.12mm/z。4.5计算基本工时tm＝L+l1/fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min5.工序070和080以T1及小头孔外圆为基准，钻、扩、粗铰、精铰φ22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。.采用立式钻床525型号5.1钻孔工步(1)刀具:采用莫氏锥柄麻花钻(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的确定取ap=20mm(3)进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.25mm/r(4)切削速度的计算由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取18m/min.由公式(5-1)n=1000v/d=100018/(3.1422)=286.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=272r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.14