机械类毕业设计-CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺及工艺设备、夹具设计.docx

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1、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，型号861002零件的机械加工工艺及工艺设备设计者： 范青云学号： 06指导教师： 吴矜仁目录序言一.零件的分析1（-） 零件的作用1（-） 零件的工艺分析2二.工艺规程的设计3（-）确定毛坯的制造形式3（二）基面的选择3（三）制定工艺路线3四 四） 机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定5五 五） 确立切削用量及基本工时7六 .夹具设计13（-）问题的提出13（二）夹具设计13七 .参考文献17 口机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一

2、次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。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25孔与操纵机构相连，二下方的e60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

3、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 . 以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：力25H7mm的孔，以及442mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。2 . 以 60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3 .铳16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16Hllmm的槽的底面,16Hllmm的槽两侧面。4 .以M22l. 5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22XL5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22X1. 5螺纹孔。这两组加工表面之间有着

4、一定的位置要求，主要是：(1) 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。(2) 16Hllmm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm o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。工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200o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

5、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25,3孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铳削。(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的出发点,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

6、用夹具，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、钻、扩、较、精较25 60孔工序二 粗、精铳60 25孔下端面。工序三粗、精铳 25孔上端面工序四粗、精铳 60孔上端面工序五 切断。工序六铳螺纹孔端面。工序七 钻22孔（装配时钻较锥孔）。工序八 攻M22X1.5螺纹。工序九 粗铳半精铳精铳槽所在的端面工序十 粗铳半精铳精铳16H11的槽。工序十一检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铳平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2

7、.工艺路线方案二工序一工序二工序三工序四工序五工序六粗、粗、钻、钻、粗、粗、精铳25孔上端面。精铳25孔下端面。扩、较、精较25孔。扩、较、精较60孔。精铳 60孔上端面精铳 60孔下端面。工序七切断。工序八铳螺纹孔端面。工序九钻4）22孔（装配时钻较锥孔）。工序十 攻M22X1.5螺纹。工序十一 粗铳半精铳精铳槽所在的端面工序十二 粗、半精铳精铳16H11的槽。工序十三检查。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铳断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3 .工艺路线方案三工序一 粗、精铳25孔上端面。工序二 粗、精铳25孔下端面。工序三

8、 钻、扩、较、精较25孔。工序四 钻、扩、较、精较由60孔。工序五 粗、精铳 60孔上端面工序六 粗、精铳60孔下端面。工序七铳螺纹孔端面。工序八 钻22孔(装配时钻较锥孔)。工序九 攻M22X1.5螺纹。工序十 粗铳 半精铳 精铳槽所在的端面。工序十一 粗、半精铳精铳16HU的槽。工序十二切断。工序十三检查。此方案仍有先钻孔再铳平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。4 .工艺路线方案四工序一 以42外圆为粗基准，粗铳25孔下端面。工序二精铳 25孔上下端面。工序三 以25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较25孔，孔的精度达到IT7。

9、工序四 以25孔为精基准，粗铳 60孔上下端面。工序五 以 25孔为精基准，精铳6 60孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过().1 o工序六 以625孔为精基准，钻、像、钱小60孔，保证空的精度达到IT8。工序七工序八孔）。工序九1.5螺纹。工序十以 25孔为精基准，铳螺纹孔端面。以 25孔为精基准,钻20孔（装配时钻为锥以 25孔为精基准，钻一个20孔，攻M22X以e25孔为精基准，铳槽端面。工序十一 以25孔为精基准，铳16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二两件铳断工序十三检查。虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快

10、了一倍（实际铳削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工60 25孔是精度要求所致。以上工艺过程详见图3。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定,CA6140车床拨叉二 零件材料为HT200,硬度190210HB,毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量，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（42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2 .外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（25, 60端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表3.126,取6 2

11、5, 60端面长度余量均为2.5 （均为双边加工）铳削加工余量为：粗铳2mm半精铳0. 7mm3 .内孔（60已铸成50的孔）查工艺手册表2.2-2.5,为了节省材料，取60孔已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为50mm。工序尺寸加工余量：钻孔5 mm扩孔 0.5mm钱孔0.1mm精车交0mm同上，零件25的孔也已铸出4）15的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至 23余量为8mm扩孔钻1. 8 mm粗钱孔0. 14 mm精钱孔0. 06 mm4 .槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。工序尺寸加工余量：粗铳端面2. 1 mm半精铳0. 7 mm精铳0

12、. 2 mm5 .螺纹孔顶面加工余量-铸出螺纹孔顶面至25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离,余量为4 mm工序尺寸加工余量：粗铳顶面 3. 1 mm半精铳 0.7 mm精铳 0. 2 mm6 .其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产,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42外圆为粗基准，粗铳25孔上下端面。1 .加工条件工件材料：HT200,。b=0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铳25孔上下端面。机床：X53立式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6o铳削宽度ae=

13、60,深度ap=4,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d=80mm0选择刀具前角Yo=0后角=15 ,副后角o,=10 ,刀齿斜角入s=-15。，主刃Kr=60 ,过渡刃Kre=3O0 ,副刃Kr=50过渡刃宽b=1.5mm2 .切削用量1）铳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10kw。查切削手册f=0.080.15mmz0由于是对称铳，选较小量f=0.15 mm/zo3）查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8,寿命T=180min4）计算切削速度按2表14,V=1.84n=7.32Vf =6

14、.445）计算基本工时tm=L Vf=（90+36）6.44=6.99min o工序二精铳 25孔上下端面。1 .加工条件工件材料：HT200,b=0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铳25上下端面。机床：X6140卧式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6o铳削宽度ae=60,深度ap=4,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=80mmo选择刀具前角Yo=+5后角o=8o ,副后角 o,=8o ,刀齿斜角入s=-10 ,主刃K60 ,过渡刃Kre=3O0 ,副刃Kr=5过渡刃宽b=lmm。2 .切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm, 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。查切削手册表5 f=0.14-0.24mmzo由于是对称铳，选较小量f=0.14mmz03）查后刀面