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1、课程设计说明书设计题目: 设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备(中批量生产) 设计者 韩学琪 指导教师 罗、易老师 兰州工业学院机设101班2012年11月23日兰州工业学院机械制造工艺学课程设计说明书 题目 设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备(中批量生产)1.零件毛坯合图 一张 2机械制造加工工艺过程综合卡片 一张3结构设计装配图 一张4课程设计说明书 一份 前 言通过机床工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们
2、对各科的作用更加深刻的熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础!在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点,尤其是教务处张永丹老师,我系刘学斌老师的大力帮助,在此表示感谢!机制0202班 第G小组20*年1月15日目录前 言3一设计的目的:5二零件的分析5(一)、零件的作用:5(二)、零件的工艺分析:6二、工艺规程设计6(一)确定毛坯的制造形成。6(二)基准的选择。6(三)制定工艺路线。7(二)机械加工余量。8(四)确定切削用量及基本工时。9夹具设计20(一)问题
3、的提出20(二)夹具设计20参考文献22小 结23械加工工序卡片24一 设计的目的:机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的:1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生
4、亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。二 零件的分析(一)、零件的作用: 题目给定的零件是CA6140拨叉(见附图1)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进行工作。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以,宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。(二)、零件的工艺分析:CA6140拨叉共有两组加工表面。1. 以花键孔的中
5、心线为基准的加工面这一组面包括25+0.230mm的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。2. 以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽经上述分析可知, 对于两组加工表面,可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。二、工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形成。 零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大,故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面
6、及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm。毛坯零件图如下图:(二)基准的选择。1. 粗基准的选择:因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以40的外圆表面的粗基准。2. 精度基准的选择:为保证定位基准和工序基准重合,以零件的A面为精基准。(三)制定工艺路线。 方案一工序:1. 粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。2. 粗、精铣削B面。3. 铣削8+0.030mm的槽。4. 铣削18+0.0120mm的槽。5. 拉花键。 方案二工序:1. 粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。 以40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2. 拉花键。以A
7、面为基准,3. 铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具4. 铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。5. 铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。方案分析:上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠,所以采用方案二比较合理
8、。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”(二) 机械加工余量。 CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kgb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产,采用模锻锻模。根据上述的原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸如下:1. A面的加工余量 A面有30.8mm的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心,故采用拉削加工内孔尺寸为22 0+0.28,见零件图,参照金属机械加工工艺人员手册 表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔20mm扩孔21mm拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量
9、参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm3. B面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣B面 2、精铣B面。精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm(四)确定切削用量及基本工时。工序 :车削A面。 1加工条件。工件材料:灰口铸铁HT200。 b=145MPa。铸造。加工要求:粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸,Ra=3.2m机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具:刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、计算切削用量。(1)已知长度方向的加工余量为30.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工(粗车和半精车)
10、。长度加工公差IT 级 取-0.46 mm (入 体方向) (2)进给量、根据切削简明手册(第3版)表1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时,以及工件直径为60mm时(由于凸台B面的存在所以直径取60mm)=0.6-0.8mm/.按C车床说明书取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以:实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按C车床说明书0.53(3)计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中:Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=
11、0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)(4)确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8(r/min)按C车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min (5)切削工时,按工艺手册表6.2-1 由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮,为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33(min) L=(65-0)/2=32
12、.5 L1=3、L2=0、L3=02、精车1) 已知粗加工余量为0.5mm。2) 进给量f. 根据切削用量简明手册表1.6 , f=0.150.25mm/r按C车床说明书0.16 mm/r计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命选T=60min)V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3) 确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8(r/min)按C3163车床说明书取nw=400(r/min)实际切削速度V=57.1m/min
13、4) 切削工时,查工艺手册表6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35(min) 由于下一道工序是钻孔,所以留下20mm的台阶,所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、钻孔、扩孔、倒角。 (1)、钻孔钻头选择:见切削用量简明手册表2.2钻头几何形状为(表2.1及表2.2):双锥修磨具刃,钻头参数:20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm,=4mm。根据切削用量简明手册表2-9确定f=0.48、按机床进给强度决定进给量:根据表2.9 ,当b210MPa 020.5mm 可确定f=0.75。 按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表2.21,当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.、切削速度由切削用量简明手册,表