设计拔叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备模板.doc

机械制造工艺课程设计说明书设计题目： 设计拔叉零件机械加工工艺规程及工艺装备专 业：机械工程及自动化指导老师：学 生：学 号：06040000 成全部理工大学 .12.20机械制造工艺学课程设计任务书题目: 设计”CA6140车床拨叉”零件机械加工工艺规则及工艺装备拨叉零件831008生产纲领30000件/年。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 零件分析（一） 零件作用题目所给零件是CA6140车床拨叉。它在车床变速机构中，关键起换档，使主轴回转运动根据工作者要求工作，取得所需速度和扭矩作用。零件上方20孔和操纵机构相连，二下方54半孔则是用于和所控制齿轮所在轴接触。经过上方力拨动下方齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。（二） 零件工艺分析零件材料为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表面和加工表面之间位置要求： 小头孔20和和此孔相通锥孔、M6螺纹孔以54为中心加工表面这一组加工表面包含：54孔，和其上下两个端面。这两组表面有一定位置度要求,即54孔上下两个端面和20孔有垂直度要求。由上面分析可知，能够粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采取专用夹具进行加工，而且确保位置精度要求。再依据各加工方法经济精度及机床所能达成位置精度，而且此拨叉零件没有复杂加工曲面，所以依据上述技术要求采取常规加工工艺均可确保。二 确定生产类型已知此拨叉零件生产纲领为30000件/年，零件质量是1.0Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序合适集中；加工设备以通用设备为主，大量采取专用工装。三 确定毛坯1 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册324页表15-5选择铸件尺寸公差等级CT9级。2 确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册325页表15-7，选择加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面铸件机械加工余量，铸件分型面选者及加工余量以下表所表示： 简图加工面代号基础尺寸加工余量等级加工余量说明D120mmG3.02孔降一级双侧加工D254mmG3.02孔降一级双侧加工T270mm6.5单侧加工T332mmG2.5单侧加工T470mm6.5单侧加工3 绘制铸件零件图（另见图纸）四 工艺规程设计(一) 选择定位基准 1 粗基准选择：粗基准选择。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工件，则应以和加工表面要求相对位置精度较高不加工表面作粗基准。依据这个基准选择标准，现选择20孔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32作关键定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最终1个自由度，达成完全定位,然后进行铣削。2 精基准选择：考虑要确保零件加工精度和装夹正确方便，依据“基准重合”标准和“基准统一”标准，以粗加工后底面为关键定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助定位精基准。 制订工艺路线依据零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，和加工方法所能达成经济精度，在生产纲领已确定情况下,能够考虑采取万能性机床配以专用工卡具,并尽可能使工序集中来提升生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。查机械制造工艺及设备设计指导手册346页表15-32、15-33、15-34，选择零件加工方法及工艺路线方案以下：工序工序内容定位基准001粗铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆002粗铣中间孔上端面T1及小头孔外圆003粗铣中间孔下端面T3及小头孔外圆004精铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆005精铣中间孔上端面T1及小头孔外圆006精铣中间孔下端面T3及小头孔外圆007扩两端小头孔T1及小头孔外圆008精铰两端小头孔T1及小头孔外圆009扩中间孔半精镗中间孔T1及小头孔外圆010钻2-锥销孔、M6螺纹孔、功M6螺纹T1及小头孔011铣断T1、D1012去毛刺013检验014若某道工序有误返工（三）选择加工设备和工艺设备1 机床选择： 工序001006均为铣平面，可采取X6140卧式铣床 工序007008采取钻床。 工序009010采取镗床。 工序011采取钻床。多刀具组合机床。 工序012采取铣断机床。 2 选择夹具：该拨叉生产纲领为大批生产，所以采取专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工各工序，采取硬质合金铣刀即可确保加工质量。在铰孔54H13，因为精度不高，可采取硬质合金铰刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采取极限量规。5其它：对垂直度误差采取千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具确保，其它尺寸采取通用量具即可。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差确实定1圆柱表面工序尺寸：前面依据资料已初步确定工件各面总加工余量，现在确定各表面各个加工工序加工余量以下：加工孔加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大54H13（D2）铸件6CT9扩孔5.8IT12536.32.06.25半精镗0.2IT10543.20.050.2520扩孔5.84IT12186.32.06.25精铰孔0.06IT7201.60.050.252 平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基础尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件2.5CT9001粗铣两端小头孔上端面258.5121.603.60002粗铣中间孔上端面627121.656.5003粗铣中间孔下端面621121.756.5004精铣两端小头孔上端面0.558110. 351.16005精铣中间孔上端面0.520.5100.471.12006精铣中间孔下端面0.520100.471.123 确定切削用量立即间定额：工序001至003以T1为粗基准，粗铣20孔上下端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣20孔上端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。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。计算基础工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序004到工序006 以T1及小头孔外圆为基准精铣54孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣54上端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基础工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序007和008以T1及小头孔外圆为基准，扩、精铰20孔，确保垂直度误差不超出0.05mm,孔精度达成IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采取双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已经有进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损程度（查简明手册）为0.5.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际切削速度.计算工时因为全部工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以降低辅助时间。扩铰和精铰切削用量以下：扩钻： 精铰： 工序009和010 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗54孔。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采取双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量（1）决定进给量查简明手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已经有进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损程度（查简明手册）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损程度（查简明手册）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损程度（查简明手册）为.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际切削速度扩铰和半精铰切削用量同理以下：扩钻： 半精铰： .计算工时全部工步工时相同。五 夹具设计为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序011钻2-锥销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花钻，对两个孔同时加工。(一)问题提出本夹具是用来钻两个20mm小头孔,零件图中大小孔中心距有公差要求,所以这两个小头孔中心距也有一定公差要求.另外,此中心线为三个侧平面设计基准,有一定垂直公差要求.但此工序只是粗加工,所以本工序加工时关键考虑怎样提升劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是关键问题. (二)夹具设计 1定位基准选择 底面对孔中心线有一定垂直度公差要求,所以应以地面为关键定位基准.因为铸件公差要求较大,利用小头孔外圆表面作为辅助定位基按时,只有采取自动对中夹具才能同时确保对称两个零件大小孔中心距公差要求.为了提升加工效率,现决定采取两把麻花钻同时加工出两个8mm通孔. 2切削力及夹紧力计算 因为实际加工经验可知,钻削时关键切削力为钻头切削方向,即垂直于第一定位基准面,在两侧只需要采取两个V型块合适夹紧后本夹具即可安全工作.所以,无须再对切削力进行计算.本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果能够确保可靠卡紧。轴向力扭矩 因为扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调整卡紧力调整装置，即可指定可靠卡紧力。3定位误差分析零件图要求大孔和小孔中心距为68mm.采取自动对中具后,定位误差取决于对中块螺杆和滑块制造误差. 本工序采取一定位销，一挡销定位，工件一直靠近定位销一面，而挡销偏角会使工件自重带来一定平行于卡具体底版水平力，所以，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。不过，因为加工是自由公差，故应该能满足定位要求。4钻床夹具装配图（另见图纸）