拨叉零件机械加工工艺规程设计要点.doc

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拨叉零件机械加工工艺规程设计
一、 零件的主要技术条件分析
CA6140拨叉共有两组加工表面。
1. 以花键孔的中心线为基准的加工面
这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、 Ø22+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、 确定毛坯及其尺寸
1、 零件生产类型
中量批生产。
2、 毛坯的材料及制造方法
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。
3、 机械加工余量及毛坯尺寸
查表确定各表面机械加工总余量, 确定毛坯尺寸, 及偏差, 填写下表
零件尺寸
总加工余量
偏差
毛坯尺寸
根据
右端面28mm
3mm
_
31mm
足够把铸铁的硬质表面层切除
到中心线27mm
3mm
_
30mm
足够把铸铁的硬质表面层切除
Ф22mm的孔
22mm
Φ22 mm
Ф40mm_
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为6mm的花键
6mm
6 mm
_
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为8mm的槽
8mm
8 mm
28mm
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为18mm的槽
18mm
18 mm
34mm
《机械加工实用手册》表5.2.1

三、 加工工艺过程设计
1、 定位基准的选择
( 1) 粗基准的选择: 因为要保证花键的中心线垂直于右端面, 因此以Φ40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。
2、 零件表面加工方法的选择
宽为8的槽两侧面, 公差等级为IT9, 表面粗糙度为Ra1.6, 加工方法选择为: 粗铣、 半精铣、 精铣;
宽为18的槽两侧面, 公差等级为IT6, 表面粗糙度为Ra3.2, 加工方法选择为: 一次行程、 二次行程、 ;
宽为6的花键槽两侧面, 公差等级为IT9, 表面粗糙度为Ra3.2, 加工方法选择为: 粗铣、 半精铣;
直径为25的花键圆面, 公差等级为IT7, 表面粗糙度为Ra1.6, 加工方法选择为: 粗铣、 半精铣、 精铣;
直径为22的内孔面, 公差等级为IT12, 表面粗糙度为Ra6.3, 加工方法选择为: 粗扩、 一次扩孔;
到花键中心线为27mm的平面, 公差等级为IT6, 表面粗糙度为Ra3.2, 加工方法为: 粗铣、 半精铣。
3、 制定工艺路线
工艺阶段的划分, 如
工序Ⅰ: ( 详细工序内容, 包括定位基准)
工序Ⅱ:
( 1) 以Ф40mm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。粗、 精车端面, 钻、 扩花键底孔、 倒两端15°倒角;
（2） 拉花键。以右端面为基准;
（3） 铣削槽左端面, 以花键的中心线及右端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具,
（4） 铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及右端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具;
四、 工序设计
1、 选择加工机床:
①工序Ⅰ: ( 选择依据, 零件形状、 大小, 经济精度, 表面粗糙度要求等)

2、 确定工序尺寸
( 1) 确定各圆柱面的工序尺寸

加工表面
工序名称
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
Φ40mm圆端面
粗车
—
—
Ra12.5
精车
—
—
Ra3.2
Φ22 内孔
粗扩
20．75
21.5
Ra25
一次扩孔
0.19
22
Ra3.2
倒两端15°倒角
粗车
—
—
Ra12.5
半精车
—
—
Ra6.3
Φ25、 宽为6的花键
粗铣
高1.5、 宽6
25、 6
Ra3.2
精拉
高0.0115、 宽0.015
25、 6
Ra1.6
到花键中心线为27mm的平面
粗铣
—
—
Ra12.5
半精铣
—
—
Ra6.3
精铣
—
—
Ra3.2
宽为8、 高为8mm的槽
粗铣
7
7
Ra12.5
半精铣
0.25
7.5
Ra6.3
精铣
0.015
8
Ra1.6
宽为18、 高为23mm的槽
粗铣
17
17
Ra12.5
半精铣
0.25
17.5
Ra3.2
精铣
0.003
18
Ra3.2

( 2) 轴向尺寸确定
根据工艺尺寸链
工艺过程的安排
五、 确定切削用量
1、 工序Ⅰ切削用量的确定
一) 工序1 : 车削右端面。
（1） 粗铣
1) .背吃刀量的确定 ap=2.5mm
2) .进给量的确定: 由文献【1】表5-11按铣刀直径50mm, 齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.4mm/z
3) .由文献【1】表5-13.按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取, 铣削速度v=42m/min 由文献【1】公式( 5-1) n=1000×42/3.14×50=267.38 r/min
参照文献【1】表4-15选取X51型立式铣床的主轴转速, 取转速n=255r/min, 再将此转速代入公式( 5-1) 可求出实际铣削速度v=πdn/1000=40.06 m/min

（2） 2、 精铣
1) .背吃刀量的确定 ap=0.5mm
2) .进给量的确定: 由文献【1】表5-11, 按铣刀直径50mm, 齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.25mm/z
3) .铣削速度的计算: 由文献【1】表5-13, 按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取, 铣削速度v为47 m/min。由文献【1】公式( 5-1)
n=1000×47/3.14×50=299.21 r/min 。参照文献【1】表4-15选取X51立式铣床主轴转速, 取n=300 r/min, 再将此转速代入文献【1】公式( 5-1) 可求出该工序实际铣削速度为 v=πdn/1000=47.12 m/min。

二) 工序2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:
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°, 2Φ=118°, 2Φ=70°, bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm, =4mm。
根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48
ａ、 按机床进给强度决定进给量: 根据表2.9 ,当σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可确定f=0.75。
按C3163-1　车床说明书　　　取 f=0.62mm/n.
ｂ、 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.
ｃ、 切削速度　由《切削用量简明手册》, 表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工时, Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
因此Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
( 2) 、 扩孔
刀具直径do=21mm; 刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大, 为了节省停车和调换走刀量等辅助时间, n和f都不变, 因此Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大, 以表面粗度要求不高手动进给。
( 3) 、 倒角
刀具: 专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率 按《切削用量简明手册》表 1.2４
能够查出　当σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ　ｆ≤0.6ｍｍ／ｒ　
Ｖｃ≤41ｍ／min　　Ｐｃ＝3.4kw
按C３１６３－１　车床说明书　主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见Ｐｃ比Ｐ小得多因此机床功率足够所用切削用量符合要求
钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21
当ｄｏ＝21 ｍｍ　ｆ＝0.64 ｍｍ
查得转矩Ｍ＝61.8　N.M
《切削用量简明手册》表由表2.32　得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１　车床说明书　主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见ＰC比Ｐ小得多, 因此机床功率足够, 所用切削用量符合要
三) 工序3 拉花键孔
单面齿升: 根据有关手册, 确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿
为0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
四) 工序4 铣削到花键中心线为27mm的平面
( 1) 粗铣
1).背吃刀量的确定: ap=2.7 mm
2).进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.25按高速钢立铣刀直径32mm, 齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.25mm/z;
3).铣削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.25.按高速钢立铣刀d/z=32/6铣削速度v=36m/min, 由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得 n=1000×36/3.14×32=358.28 r/min。
( 2) 精铣
1).背吃刀量的确定: ap=0.3mm
2).进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.25按高速钢立铣刀直径32mm, 齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.18mm/z;
3).铣削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.25.按高速钢立铣刀d/z=32/6铣削速度v=39m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得n=1000×39/3.14×32=387.94 r/min。
五) 工序5 铣削宽为18mm的槽
粗铣
刀具的选择: 选用高速钢镶齿三面刃铣刀, 直径d=75, 齿数z=10;
1) 背吃刀量的确定: ae=23mm ap=15mm
2) 进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.08 mm/z;
3) 切削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=40m/min, 由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得n=1000×40/3.14×90=141.54 r/min。
精铣
刀具的选择: 选用高速钢镶齿三面刃铣刀, 直径d=75, 齿数z=10;
1) 背吃刀量的确定: ae=23mm ap=3mm
2) 进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05 mm/z;
3) 切削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=85m/min, 由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得n=1000×85/3.14×90=300.78r/min。

六)工序6 铣削宽为8mm的槽
粗铣
刀具的选择: 选用高速钢镶齿三面刃铣刀, 直径d=75, 齿数z=10;
1) 背吃刀量的确定: ae=8mm ap=7mm
2) 进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05 mm/z;
3) 切削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=59m/min, 由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得n=1000×59/3.14×75=250.53 r/min。
精铣
刀具的选择: 选用高速钢镶齿三面刃铣刀, 直径d=75, 齿数z=10;
1) 背吃刀量的确定: ae=8mm ap=1mm
2) 进给量的确定: 由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05 mm/z;
3) 切削速度的计算: 由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=85m/min, 由《简明机械加工工艺手册》P301 公式v=得n=1000×85/3.14×75=360.93 r/min。

参考文献:
1 艾兴, 肖诗纲主编.切削用量简明手册.第三版. 北京: 机械工业出版社 , .
2夏祖印, 张能武主编 .机械加工实用手册 .合肥: 安徽科学技术出版社, .
3徐圣群主编. 机械加工工艺手册.上海: 上海科学技术出版社, 1991.
4张世昌主编.机械制造技术基础.北京: 高等教育出版社, .
注:
1、 说明书内容计算完以后, 填写”机械加工工艺过程卡”和”机械加工工序卡”, 表格见本人给出的”表格填写范例”。
2、 此表格不属于说明书内容, 另外单独打印。
3、 能够到图书馆借”机械制造技术基础课程设计”相关书籍里面的例子及本人给出的实例进行参考, 具体过程以本说明书格式为准( 字体大小可适当调整) 。
4、 设计完以后, 要提交以下内容:
1) 设计说明书一份;
2) ”机械加工工艺过程卡”一张;
3) ”机械加工工序卡”若干张;