机械制造技术课程设计-拨叉[831008]工艺及铣47度斜面夹具设计[气动夹具].docx

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1、CA6140车床拨叉831008机械加工工艺规程及铳47度斜面夹具课程设计机械加工课程设计拔叉加工（CA6140车床）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21序言错误!未定义书签。2零件的分析错误!未定义书签。2.1 零件的形状错误!未定义书签。2.2 零件的工艺分析错误!未定义书签。3工艺规程设计错误!未定义书签。3.1 确定毛坯的制造形式错误!未定义书签。3.2 基面的选择错误!未定义书签。3.3 制定工艺路线错误!未定义书签。3.3.1 工艺路线方案一错误!未定义书签。3.3.2 工艺路线方案二错误!未定义书签。3.3.3 工艺方案的比较

2、与分析错误!未定义书签。3.4 选择加工设备和工艺装备错误!未定义书签。3.4.1 机床选用错误!未定义书签。3.4.2 选择刀具错误!未定义书签。3.4.3 选择量具错误!未定义书签。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定错误!未定义书签。3.6 确定切削用量及基本工时错误!未定义书签。4专用夹具设计错误!未定义书签。4.1 问题的指出错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。4.2 定位基准的选择4.3 夹具方案的设计44切削力和夹紧力计算4.5 夹紧力的计算错误!未定义书签。4.6 定位误差分析错误!未定义书签。总结错误!未定义书签。致谢错误!未定义

3、书签。参考文献错误!未定义书签。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

4、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

5、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

6、、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为基工序4钻、扩中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：用三面刃铳刀铳斜槽面

7、；工序9：钻7通孔,钻M6孔；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

8、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工方式予以确认。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

9、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：HT2005b=170-240MPa,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;刀具：YG6硬质合金端铳刀。铳削宽度a90,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ao=lO。，刃倾角s=-10。,主偏角Kr=60。,过渡刃Kr=3（,副偏角Kr=5。2 .切削用量D确定切削深度ap因为余量较小，故选

10、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,ap7.5,

11、fzPcc.故校验合格。最终确定:ap=4.0mm,nc=300rmin,Vf=390mms,vc=118mmin,fz=0.lmmzo6)计算基本工时tm=L/Vf,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32,72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=0.13mmz,=4mm现采用X51立式铳床，根据简明手册4236查得取上=

12、30(kmin,故实际切削速度义&Jx40x300=37.7加min10001000%=30Omin时，工作台每分钟进给量应为f-fzvv=0.1310300=390mmmin查说明书，取f=400mmminJm计算切削工时L=72+y+A=72+10=82mm因止匕力=-L=fl=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,进给量兀=05L0,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，人=125mm,z=12，则:1000vJ

13、000124316rzmjn11dw1125现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36,m=300rmin故实际切削速度:MW几W乃X125X300IIm/.l0l0V=-=117.75m11m当即=300min时，工作台每分钟进给量:fm=fz,znw=512300=1800mm/min?取为9811l11l11li11本工序切削时间为：2zm三2-=2176+125三0.62mmfm980工序4钻、扩中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2L22,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

14、重刃长度be=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度/1=1.5wn,20=100,用=30。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，/=0.430.53mmr,%=3%8=L67Ff,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=4511.(3)切削速度Vc=kv(m/min)mcXvryvUpJ其中,Cv=9.5?do=18mm?ZV=O.25,m=0.125,劭=9,XV=0,=0.55,/=0.22,查得修正系数：fcv=LO,=，M=O.85,kt.=1.0,故实际的切削速度:0.85=9.

15、5mmin_9.518025=60(U25i2255(4)检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20,当f0.26,dS19mm时,Mt=31.78Nm,修正系数均为1.0,故Mc=3L78Nm.查机床使用说明书：Mm=I44.2Nm.查切削手册表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kwo查机床使用说明书，Pe=2.80.81=2.26左w。由于MCG=9015N,故夹紧机构满足设计要求。3定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和二定位销，孔与销间隙配合。（2）工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最

16、大间隙量。本夹具是用来在卧式像床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：Td=Dmax-Dmin该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为127。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。A八4与机床夹具有关的加工误差A/，一般可用下式表示：Aj=Awz+Aqa+Aqw+A、,+)由参考文献5可得：两定位销的定位误差：A)W=%+Almin5d+d+lmin+d+d+2minAJW=aS1乙L其中

17、：m=0.052mm,3d2=Ommdi-0.011mm,dl-0.023mmAImin=Qmm，Amin=0034相机d.w=0.063mmAJW-00032mm夹紧误差：.=(ax-in)coso其中接触变形位移值：(%+糯+q)V查5表1215有K.=0.004,KHB=-00016,C1=0.412,n=0.7。Aj9j=Aycosa=0.0028mm(3)磨损造成的加工误差：Aj.M通常不超过0.005mm(4)夹具相对刀具位置误差：AdmIX0.01mm误差总和：A,+Avv=0.085mm0.3mm从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4定向键与对刀装置设计定向

18、键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铳床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示：图3.3夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度a=25mm定向键的结构尺寸如下：图3.5平塞尺图表3.1定向键数据表BLHhD夹具体槽形尺寸当公称尺寸允差d允差4公称尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成后加工，所以选用对刀块。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：塞尺尺寸为:表3.2平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC3-0.0060.255夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。使用气动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。参考文献赵家齐：机械制造工艺学课程设计指导书（第2版）一机械工业出版社李益民：机械制造工艺设计简明手册一机械工业出版社艾兴，肖诗纲：切削用量简明手册）机械工业出版社侯放：机床夹具图册.浦林祥：金属切削机床夹具设计手册第2版.浦林祥1995