机械制造工艺课程设计拔叉831007

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1、 专业资料 机械制造技术术基础础 课课程设计说设计说明书书 题题目 CA6140 车床拨叉 831007 机械加工 工艺规程设计 中批生产 院 系 机械与电子工程系 班 级 10 机制 1 班 姓 名 陈林 专业资料 学 号 51001011011 指导教师 刘春景 日 期 2013 10 15 目录 第一章 零件分析 2 1 1 零件的作用 2 1 2 零件的工艺性分析和零件图的审查 3 第二章 工艺规程设计 4 2 1 确定毛坯的制造形式 5 2 2 基面的选择 5 2 3 1 粗基准的选择 5 2 3 2 精基准的选择 5 2 3 3 加工阶段的划分 5 2 3 4 工序的集中和分散 6

2、 2 3 5 加工原则 6 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 第三章 制定工艺路线 9 专业资料 3 1 工艺路线方案一 9 3 2 工艺路线方案二 11 3 3 工艺方案的比较及分析 14 3 4 确定切削用量及基本工时 16 设计心得 22 参考文献 23 第一章 零件分析 1 1 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 22 孔与操纵机构相连 二下方的 55 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

3、体 加工时 分开 1 2 零件的工艺艺性分析和零件图图的审查审查 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 小头孔以及与此孔相通的的锥孔 螺 专业资料 2 大头半圆孔 55 3 小头孔端面 大头半圆孔上下 73 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 可以粗加小头孔端面 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

4、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 专业资料 第二章 工艺规艺规程设计设计 专业资料 2 1 确定毛坯的制造形式 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 生产类型为中批生产 故选择铸件毛坯 查 机械制造工艺及设备设计指导手册 后称 指导手册 选用铸件尺寸公差 等级 CT9 级 2 2 基面的选择选择 定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素 基准选择得合理可以使加工质 量得到保证 生产率得以提高 否则 加工过程中将问题百出 更有甚者 造 成零件的大批报废 使生产无法正常进行 2 3 1 粗基准

5、的选择选择 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 22 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 40 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 然后进行铣削 2 3 2 精基准的选择选择 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 应该进行尺寸互算 专业资料 2 3 3 加工阶阶段的划划分 该拨叉加工质量要求较高

6、可将加工阶段划分成粗加工 半精加工和精加工几 个阶段 2 3 4 工序的集中和分散 本拨叉选用工序集中原则安排拨叉的加工工序 该拨叉的生产类型为成批生产 可以采用万能型机床配以专用工 夹具 以提高生产率 而且运用工序集中原 则使工件的装夹次数少 不但可缩短辅助时间 而且由于在一次装夹中加工了 许多表面 有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求 2 3 5 加工原则则 1 遵循 先基准后其他 原则 首先加工基准 拨叉下端面 2 遵循 先粗后精 原则 先安排粗加工工序 后安排加工工序 3 遵循 先主后次 原则 4 遵循 先面后孔 原则 专业资料 2 4 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA

7、6140 车床拨叉 零件材料为 HT200 毛坯重量约为 1 6 生产类型为中批生 产 采用砂型铸造毛坯 根据上述原始资料及加工工艺 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 外圆表面 40mm 及 73mm 外表面 考虑到此表面为非加工表面 其精度为铸造精度 CT9 即可 又因它们是对称的 两个零件最后还需铣断 故对 40mm 的中心轴线的尺寸偏差为 120 1 25 的 范围内 2 两小孔 0 21 0 22 毛坯为实心 两内孔精度要求界于 IT7 IT8 之间 参照 切屑加工简明实用手册 表 8 21 确定工序尺寸及余量 钻孔 21 8mm 2Z 21 8mm 铰孔

8、 mm 2Z 0 2mm 0 21 0 22 3 中间孔 55mm 及 73mm 中间孔尺寸相对较大可以铸造 根据机械制造工艺设计手册表 1 13 得 孔的铸 造毛坯为 49 73 的孔是在 55 孔的基础之上铣削加工得到 其轴向尺寸上 专业资料 下表面距离为 30mm 由于其对轴向的尺寸要求不高 直接铸造得到 参照 切屑加工简明实用手册 表 8 95 确定 73mm 工序尺寸及余量 粗铣 71mm Z 4mm 精铣 73mm Z 1mm 参照 切屑加工简明实用手册 表 8 95 确定 55mm 工序尺寸及余量 粗 镗 53mm 2Z 4mm 半精镗 54mm 精 镗 55mm 4 螺纹孔及销

9、孔 无可非议此销尺寸铸造为实体 参照 切屑加工简明实用手册 表 8 70 确定钻 8 螺纹孔和 8 圆柱销孔及螺纹 孔的攻丝 5 铣断 专业资料 第三章 制定工艺艺路线线 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 专业资料 3 1 工艺艺路线线方案一 工序 1 以 40 的上平面为基准加工下表面 工序 2 以 40 下表面粗铣上表面 工序 3 铣 40 上平面 保证表面粗糙度 3 2 工序 4 钻

10、 22 的孔 工序 5 绞 22 的孔 保证表面粗糙度 1 6 工序 6 粗镗 55 的孔 工序 7 半精镗 55 的孔 保证表面粗糙度 3 2 工序 8 粗镗 55 孔的上端面 工序 9 半精镗 55 孔上端面 保证表面粗糙度 3 2 工序 10 粗镗 55 孔的下端面 工序 11 半精镗 55 孔下端面 保证表面粗糙度 3 2 为保证设计尺寸 20 在工序 6 至工序 9 应该进行尺寸链换算 由于零件的定位 基准是 40 的上表面 进行尺寸链换算如下 1 确定自由公差等级 查 机械制造工艺设计简明手册 P27 页 表 1 4 24 2 确定封闭环 工序尺寸 尺寸链图 专业资料 列竖式 计算

11、工序尺寸 A 增环 50 0 0 1 减环 25 0 084 0 20 0 21 0 07 封闭环 5 0 294 0 03 由计算可得 A 的基本尺寸为 5 上偏差 为 0 294 下偏差为 0 03 时 才能保证 设计尺寸 250 0 084 20 0 07 0 02 500 0 01 A 工序 12 钻锥孔 8 及 M8 底孔 专业资料 工序 13 攻丝 精绞 8 孔 保证粗糙度 1 6 在加工 M8 螺纹时 为保证工序基准和定位基准重合 需要进行尺寸链换算 1 确定自由公差等级 查 机械制造工艺设计简明手册 P27 页 表 1 4 24 2 确定封闭环 工序尺寸 尺寸链图 列竖式 计算

12、工序尺寸 A 增环 30 0 36 0 52 减环 10 0 36 0 封闭环 20 0 0 52 只有 A 的基本尺寸为 30 上偏差为 0 36 下偏差为 0 52 是才的保证 M8 螺 纹的位置 100 0 36 A 200 0 52 专业资料 工序 14 切断 工序 15 检验 3 2 工艺艺路线线方案二 工序 1 钻 22 的孔 工序 2 绞 22 的孔 保证表面粗糙度 1 6 工序 3 以 40 的上平面为基准加工下表面 工序 4 以 40 下表面粗铣下表面 工序 5 铣 40 上平面 保证表面粗糙度 3 2 工序 6 粗镗 55 的孔 工序 7 半精镗 55 的孔 保证表面粗糙度

13、 3 2 工序 8 粗镗 55 孔的上端面 73 工序 9 半精镗 55 孔上端面 保证表面粗糙度 3 2 工序 10 粗镗 55 孔的下端面 73 工序 11 半精镗 55 孔下端面 保证表面粗糙度 3 2 为保证设计尺寸在工序 6 工序 9 应进行尺寸链换算 专业资料 1 确定自由公差等级 查 机械制造工艺设计简明手册 P27 页 表 1 4 24 2 确定封闭环 工序尺寸 尺寸链图 列竖式 计算工序尺寸 A 增环 50 0 0 1 减环 25 0 084 0 20 0 21 0 07 封闭环 5 0 294 0 03 由计算可得 A 的基本尺寸为 5 上偏差 为 0 294 下偏差为 0

14、 03 时 才能保证 设计尺寸 250 0 084 20 0 07 0 02 500 0 01 A 专业资料 工序 12 钻锥孔 8 及 M8 底孔 工序 13 攻丝 精绞 8 孔 保证粗糙度 1 6 为保证加工 M8 螺纹时 工序基准与定位基准重合 进行尺寸链换算 1 确定自由公差等级 查 机械制造工艺设计简明手册 P27 页 表 1 4 24 2 确定封闭环 工序尺寸 尺寸链图 列竖式 计算工序尺寸 A 增环 30 0 36 0 52 减环 10 0 36 0 封闭环 20 0 0 52 只有 A 的基本尺寸为 30 上偏差为 0 36 下偏差为 0 52 是才的保证 M8 螺 纹的位置

15、100 0 36 专业资料 A 200 0 52 工序 14 切断 工序 15 检验 3 3 工艺艺方案的比较较及分析 上述两方案 方案一 是先加工内孔 22 再以 22 孔为基准加工 55 内孔 而 方案二 先镗孔 55 以底面及 22 外圆面为基准 再以 55 内孔及上平面加 工 22 孔 由零件图可知 22 孔的设计基为准 55 孔的中心线 所以加工 22 孔时定位基准最好为 55 孔的中心线 可保证其加工的位子精度 符合中 批生产要求 方案二较为合理 最终工艺路线 工序 1 钻 22 的孔 工序 2 绞 22 的孔 保证表面粗糙度 1 6 工序 3 以 40 的上平面为基准加工下表面

16、工序 4 以 40 下表面粗铣下表面 工序 5 铣 40 上平面 保证表面粗糙度 3 2 工序 6 粗镗 55 的孔 工序 7 半精镗 55 的孔 保证表面粗糙度 3 2 专业资料 工序 8 粗镗 55 孔的上端面 73 工序 9 半精镗 55 孔上端面 保证表面粗糙度 3 2 工序 10 粗镗 55 孔的下端面 73 工序 11 半精镗 55 孔下端面 保证表面粗糙度 3 2 工序 12 钻锥孔 8 及 M8 底孔 以 40 上平面及 22 的内孔为基准 工序 13 攻丝 精绞 8 孔 保证粗糙度 1 6 工序 14 切断 工序 15 检验 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 确定各表面的各个加工工序的加工余量如下 加工加工加工精度工序表面粗工序余量 专业资料 表面内内容余量等级级尺寸糙度最小最大 铸铸件7 0CT12 450 0 0 48 粗镗镗4 0IT12 250 0 0 52 6 30 956 8 55 IT12半精 镗镗 3 0IT10 4 0 0 55 3 22 93 25 钻钻 20IT11 1