ca6140车床拨叉夹具设计

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程及工艺设备（年产量4000件）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1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份一、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实体图零件的材料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20以及与此孔相通的8的锥孔、M6螺纹孔。2、大头半圆孔50。3、拨叉底面、小头孔端面、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007MM，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为005MM。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）确定毛胚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225,选用铸件尺寸公差等级为CT12。（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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，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。除此以为，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。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147、148、1411，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下工序01粗铣20、50下端面，以T2为粗基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序02粗铣20上端面，以T1为定位基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序03粗铣50上端面，以T4为定位基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序04钻、扩20孔，以32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序05粗镗50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序06铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序07精铣20下端面，以T2为基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序08精铣20上端面，以T1为基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序09粗铰、精铰20孔，以T2和32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序10精铣50端面，以D1为基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；工序11半精镗50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序12钻、铰8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序13钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序14铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；工序15去毛刺；工序16终检。（四）本工序加工要求，包括加工余量、工序尺寸确定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工序余量加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度最小最大铸件70CT128243粗镗40IT12507630956850IT12（D2）半精镗30IT10103229325钻18IT11108178918扩18IT104096317161910粗铰014IT831320107022420IT7（D1）精铰006IT70216003900932、平面工序尺寸工序余量工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差最小最大铸件50CT125201粗铣下端面403601201577502粗铣20孔上端面40320120251577503粗铣50孔上端面40140120181863807精铣20孔下端面10310803075128308精铣20孔上端面10300803075128310精铣50孔端面1021208016095110163、确定切削用量及时间定额工序01粗铣20、50下端面，以T2为粗基准。1加工条件工件材料HT200,B170240MPA，铸造工件尺寸AEMAX72MM，L176MM加工要求粗铣20孔下端面，加工余量4MM机床X61卧式铣床；刀具镶齿三面刃铣刀。铣削宽度AE32,深度AP6,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表31，取刀具直径D0125MM，L25。根据切削用量手册（后简称切削手册）表316，选择刀具前角00后角08，副后角010，刃倾角S10,主偏角KR60,过渡刃KR30,副偏角KR5。2切削用量1）确定切削深度AP因为余量较小，故选择AP4MM，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铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表35，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为45KW（据简明手册表4235，X61卧式铣床）时FZ014024MM/Z故选择FZ02MM/Z。3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表37，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为15MM；由于铣刀直径D0125MM，故刀具使用寿命T180MIN（据简明手册表38）。4）计算切削速度VC和每分钟进给量VF根据制造手册表316，当D0125MM，Z10，AP75，FZ018MM/Z时，VT60M/MIN,确定机床主轴转速。16153/MIN342SWVRN实际切削素的500WDV实际进给量和每分钟进给量为143214/INMZWFN切削时候工件不用铣刀的行程为356LLM则工时12368124MLLTIF5校验机床功率根据切削手册表324，近似为PCC33KW,根据机床使用说明书，主轴允许功率PCM45075KW3375KWPCC。故校验合格。最终确定AP40MM，NC300R/MIN，VF390MM/S，VC118M/MIN，FZ01MM/Z。工序07精铣20上端面，以T2为基准。刀具镶齿三面刃铣刀；机床X61卧式铣床；查切削手册表35，进给量为，取为03MM/R023/MINZF参考有关手册，确定，采用镶齿三面刃铣刀，120/MINV，则125,WMZD0306/IN125SWVRND现采用X61卧式铣床，根据简明手册表4236，取，故实际MIN/30RNW切削速度MI/75103251NDVW当时，工作台每分钟进给量MI/3R，取为980MM/MIN12380/INWMZFN本工序切削时间为MIN62980572FLTM工序03粗铣50上端面，以T4为定位基准刀具镶齿三面刃铣刀，0125,0MZD机床X61卧式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册AZFPZ4,/3表4236查得，取，故实际切削速度IN/30RNW12575/MINDV当时，工作台每分钟进给量应为MI/30RNWI/390130NZFWZ查说明书，取I/4M计算切削基本工时MYL821072因此，IN5398FTM工序08精铣20上端面，以T1为基准。切削用量同工序07精铣时DY1250基本工时3109876FLTM工序10精铣50端面，以D1为基准。机床X61卧式铣床刀具硬质合金立铣刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表36查得，,即27M/MIN，因此，SV/450MIN/08,640FZDZ。现采用X61卧铣床，取I/2171RNWS，工作台每分钟进给量应为MIN/20RFM，IN/810268ZFW查机床使用说明书，取。FM铣削基本工时IN84017TI62TM三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。按要求设计以上工序中铣20和50上下两端面的铣床夹具，本夹具将用于X51卧式铣床。刀具是YG6硬质合金端铣刀。对工件下端面面一刀加工，然后再翻转工件加工上端面。一问题的提出本夹具主要用来铣端面，该零件上下都有平面，容易定位。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，采用两销一面的定位方式，铣下端面的时候以20孔的上端面为定位基准，铣20和50上端面的时候以下端面为定位基准为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。2、切削力及夹紧力计算刀具镶齿三面刃铣刀，刀具直径D0125MM。查切削手册表23，切削力计算公式为0749019815FEZPAFZF铣50端面时，其中，2ZE2MDP018ZF切削力1367FNF夹紧力2134213414KPEGFRRWFFLW18911N精铣50端面时，其中，12Z7EA125MD1PA05ZF切削力0749985482FF2570FN精铣20端面时其中，1Z32EA15MD1PA05ZF切削力07490298542FF3FN3、定位误差分析夹具采用一面两销的定位方法，因此不重合误差为0。定位误差的方向和铣销的时候方向不同，因此不用考虑定位误差。4、夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了两面一销的定位方法，以及利用螺旋压板夹紧机构夹紧工件。通过调节压板的高度可以对工件的上下