拨叉[831005]-2-钻Φ22花键孔夹具设计说明书

共27页第1页机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床831005（第2组）拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备共27页第2页机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.结构设计装配图1张5.结构设计零件图1张6.课程设计说明书1份2015．11.10共27页第3页目录第1章零件的分析………………………………………………………11.1零件的功用及结构分析…………………………………………..11.2零件的工艺分析…………………………………………………..1第2章零件机械加工工艺规程设计……………………………………22.1毛坯的选择……………………………………………………..22.2基准的选择……………………………………………………22.3工艺路线的拟定…………………………………………………22.3.1表面加工方法及加工方案的确定2.3.2加工顺序的确定2.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定…………………………22.5切削用量及工时定额的确定……………………………………3第3章钻扩孔Φ20工序夹具设计………………………………………123.1任务的提出………………………………………………………123.2定位方案及定位装置的设计计算………………………………123.2.1定位方案的确定3.2.2定位元件及装置设计3.2.3定位误差的分析计算3.3导引元件设计……………………………………………………133.4夹紧方案及装置的设计计算……………………………………133.4.1夹紧方案的确定3.4.2夹紧力大小的分析计算3.4.3夹紧机构及装置设计3.5连接元件及夹具体设计………………………………………….143.6夹具操作及维护简要说明……………………………………….14参考文献……………………………………………………………………15附录Ⅰ机械加工工艺过程卡片…………………………………………..…16附录Ⅱ机械加工工序卡片………………………………..…………………17共27页第4页一、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，工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。其花键孔Φ25mm通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合。（二）零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1，零件孔Φ22mm的上下加工表面及花键孔Φ25mm这一组加工表面包括：孔Φ22mm的上下加工表面，孔Φ22mm的内表面，有粗糙度要求为Ra小于等于6.3um，Φ25mm的六齿花键孔，有粗糙度要求Ra小于等于3.2um，扩两端面孔，有粗糙度要求Ra=6.3um;加工时以上下端面和外圆Φ40mm为基准面，有由于上下端面须加工，根据“基准先行”的原则，故应先加工上下端面（采用互为基准的原则），再加工孔Φ22mm,六齿花键孔Φ25mm和扩孔；2，孔Φ22mm两侧的拨叉端面这一组加工表面包括：右侧距离18mm的上下平面，Ra=3.2um，有精铣平面的要求，左侧距离为8mm的上下平面，Ra=1.6um，同样要求精铣；加工时以孔22mm，花键孔25mm和上下平面为基准定位加工；根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们的位置精度要求（三）零件的尺寸图共27页第5页二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式1：零件材料为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，故选择铸件毛坯。2：已知零件的生产纲领是20000件每年,故查表（15-2），可确定其为大批生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序适当集中，加工设备主要以通用设备为主，采用专用夹具，这样投资较少，投产快生产率较高，转产较容易。3：根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为HT200，毛坯的铸造方法为金属模机械造型（表15-4），铸件尺寸公差等级为CT9级（表15-5）（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。（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φ22孔的不加工外轮廓底面作为粗基准，利用圆柱来定位，另外四爪握住两边来限制六个自由共27页第6页度，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。（三）制定工艺路线制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下,根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。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。1..工艺路线方案工序一铸坯。工序二粗铣圆柱底面。工序三钻圆柱成φ20的孔。工序四扩铰孔φ20到φ22。工序五粗车圆柱孔口斜度为20度。工序六粗铣右槽1侧平面和高度为8mm（见图）,粗铣高度为18mm的左槽2（见图）。工序七精铣槽1的上下面和和里面、侧面，精洗槽2的上下面和里面。工序八拉销孔φ22成花键。工序九去毛刺。工序十检验。共27页第7页2，选择机床（1）工序一，工序五，，工序七均为铣表面，可用XA5032铣床。（2）工序三为钻孔，扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z305B。（3）工序八为拉花键，采用普通拉床。(4)工序六用车床。3，选择夹具:每个工序都可以采用专用的夹具,夹具后面再设计。4，选择刀具:在铣床上用高速钢立铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上选普通车刀，内拉床选矩形齿花键拉刀5，选择量具:精度要求较高的可用内径千分尺量程50～125，其余用游标卡尺分度值为0.02（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190～210HB，，生产类型大批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》铣削加工余量为：粗铣2-4mm工序号工序内容定位基准01铸件02粗铣下端面孔的外圆，上端面03钻孔孔的外圆，下端面04扩孔φ22孔的外圆，下端面05车倒角，角度为20度孔的上下端面06铣左边键槽，铣右边键槽孔，下端面07精铣左右两槽孔，下端面08拉花键槽孔的外圆，下端面9去毛刺10终检共27页第8页半精铣1-2mm精铣0-1mm2.圆柱（φ40用铸成）内孔φ22用钻和扩成，加工余量：扩孔1.2mm3．粗车加工余量：粗车1.2mm半精车0.8mm4．右凹槽:对于右凹槽的加工，由于事先未被铸出，要满足其槽的深度先需要粗铣，现确定其加工余量取8mm。为了保证槽两边的表面粗糙度和槽的水平尺寸03.008的精度要求，需要进行精铣槽的两侧面,加工余量取0.5mm。5.左凹槽:由于此平面没有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸为槽宽012.0018(精度较高，IT6级)，槽的深度为15，可事先铸出该凹槽，该槽的三个表面的粗糙度都为2.3Ra，在粗铣后精铣能达到粗糙度要求。6.孔：钻孔其尺寸为20mm，加工余量取2mm,扩孔钻，保留0.5mm的拉刀加工余量。孔里的花键槽用组合装配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。7，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毛坯工序Ⅰ用铸造尺寸如毛坯图（CAD毛坯图）共27页第9页工序二铣圆柱下面1.加工条件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。加工要求：粗铣铸件圆柱下面。机床：铣床，XA5032卧式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=40mm,深度ap=1.5mm齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。2.切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度按《切削手册》，Vc=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V共27页第10页c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定ap=1.3mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）计算基本工时tm＝L/Vf=(40+40)/475=0.168min。工序三以φ22孔底面为精基准，钻、扩φ22孔。1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度mml5.111202°100°30°2.选择切削用量（1）决定进给量查《切》rmmf/86.0~70.0，所以，rmmf/70.0按钻头强度选择rmmf/75.1按机床强度选择rmmf/53.0最终决定选择机床已有的进给量rmmf/48.0经校验max6090FFf校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～0.8mm，寿命min60T．（3）切削速度查《切》rmmvc/18修正系数0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv0.11vK10apvK故rmmvc/18。min/3.31810000rdvns查《切》机床实际转速为min/272rnc故实际的切削速度rmmndvsc/4.1510000共27页第11页（4）校验扭矩功率NmMc60NmMm2.144所以mcMMEcPkwP0.2~7.1故满足条件，校验成立。3.计算工时T=L/nf=65/272*1.45=0.163min4.扩孔的切削用量如下：扩钻：min/272rnrmmf/48.0min/4.15mvc工序五以φ22孔底面为精基准，倒20度角，用普通车床。工序六以φ20孔为精基准，粗铣两槽的三个端面，保证槽1，槽2上下面粗早粗糙度小于3.2。。1.加工条件粗铣上平面的槽，精铣上平面的槽两侧(1)粗铣上平面的槽：齿/05.0mmfz由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18mv采用错齿三面刃铣刀，14,4,50,16ZmmLmmDmmd。则min/358161810001000rdvnsmin/2513581405.0mmznffszm计算工时min26.0251