CA6140车床拨叉设计

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1、机械制造工艺学课程设计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”零件的机械加工工艺及工艺设备设 计 者 指导教师 长安大学 2012年12月30日长安大学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 5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张班 级 学 生 指 导 教师教研室主任2012年12月29日一、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

2、，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。零件的25孔与操纵机构相连，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25； 2大头半圆孔及其端面；3168槽；440外圆斜面；5大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；6. 槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采

3、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已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。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，生产类型为大批生产，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。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工

4、工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。1） 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。对本零件而言，则应以零件的底面为主要的定位粗基准。 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。对本零件而言，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm，则应以25小头孔为精基准。（三）制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何

5、形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能达到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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 铣55圆与两端面工序 铣断，使之为两个零件工序 铣168槽工序 铣40外圆斜面工序 加工25小头孔2工艺路线方案二工序 铣断，使之为两个零件工序 加工25小头孔工序 铣168槽工序铣55半圆与两端面工序 铣40外圆斜面3工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工55圆与两端面，以便于后续加工，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上把所

6、有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔，再铣、再车、再铣显然，工序上不如方案一效率高。但由于圆与槽都与小头孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工55大圆。故可以将工序定为：工序 粗，精铣两端面，粗，精镗55圆工序 铣断，使之为两个零件工序 加工25小头孔工序 铣168槽工序 铣40外圆斜面这样，看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合铸的优势。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”。（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

7、料为HT200，硬度190210HB，毛坯重量约为1.5kg，生产类型为大批量生产，铸造毛坯。根据以上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. 外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（25，55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25，55端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔（55已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔直径为49mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm3. 其他尺寸直接铸

8、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）确定切削用量及基本工时工序一 粗，精铣55两端面，粗1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗，精铣55上下端面。机床：XA6132型万能铣床刀具：YW2内圆车刀 YG6端面车刀2. 计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，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3.3f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3）查后刀面

9、最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册表3.16，当0=80 mm, z=10时，Vt=110 m/s, nt=439 r/min,Vft=492mm/s 各修正系数为，Kmv=Kmn=Kmv=1,Kav=Kan=Kav=0.8故 Vc=Vt*Kv=110X0.8X1=88 mm/s n=nt*Kn=439X0.8X1=351.29r/min Vf=Vft* Kv=492X0.8X1=393.6 mm/s 根据XA6132型万能铣床选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速

10、度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z，Pcm=1.7kw.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=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 ：粗镗 半精镗55孔1选择刀具:查表机械加工工艺手册表 11.2-10选择莫式锥柄3 刀杆直径D=30 高速钢刀头2选择切

11、削用量有工艺手册表2.3-10得粗镗53.5，2Z=3.5半精镗55+0.4 2Z=1.5粗镗孔至53.5单边余量Z=1.75/mm一次镗去全部余量ap=3.5 mm （58）进给量f=0.52 mm/r （0.31.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度 为v=35m/min （2035m/min）nw =1000v / d=100035 / 3.1450 =223r/min查表4.2-20 T4132立式镗床主轴转速n=250r/min 切削工时 L=30,L2=3,L3=4t1=L / nf =(30+3+4)/2500.52=0.28min半精镗孔50+0.50 切削用量 ap=1.5

12、 （1.53）单边余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap0.2mm进给量 f =0.2mm/r （0.20.8）根据有关手册,确定立式镗床切割进度v=40m/min (2540)查表4.2-20 T4132立式镗床（主电动机=1.1kw，总容量1.16kw）主轴转速n =355 r/min切削工时 L=30,L2=3,L3=4t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 3550.2=0.52min工序二 铣断，使之为两个零件1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：铣断，使之为两个零件机床：X60铣床。刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀工序三 加工

13、25小头孔1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：加工25小头孔机床：立式钻床Z535选择钻头：选择高速钢麻花钻头25mm，钻孔至23mm， 扩孔至24.8mm，铰孔至24.94mm，精铰孔至25mm 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 表2.7-2.8， 取， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量，Fmax=8830，经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）表2.12，为0.,81.2mm，寿命（3）切削速度查切削手册表2.13， 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰孔： 精铰： 工序四 铣168槽工序五 铣40外圆斜面1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：铣168槽机床：X60铣床选择钻头：高速钢镶齿三面刃铣刀