课程设计说明书制定CA6140车床拨叉的加工工艺.docx
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课程设计说明书制定CA6140车床拨叉的加工工艺
课程设计说明书
设计题目:
制定CA6140车床拨叉的加工工艺,
设计钻φ22孔的钻床夹具
设计者:
指导教师:
枣庄学院
机械设计制造及其自动化
目录
序言…………………………………………………第5页
零件分析…………………………………………………第5页
(一)零件的工艺分析…………………………………………第5页
(二)零件的作用.......................................................................第5页
工艺规程设计………………………………………………第5页
(一)确定毛坯的制造形式……………………………………第5页
(二)基准面的选择……………………………………………第5页
(三)制定工艺路线……………………………………………第6页
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………第6页
(五)确定切削用量及基本工时…………………………………第6页
夹具设计………………………………………………第15页
(一)问题提出………………………………………………第15页
(二)夹具设计………………………………………………第15页
1、切削力及夹紧力的计算………………………………第15页
2、夹紧力的计算………………………………………第15页
3、定位误差的分析……………………………………第16页
参考文献………………………………………………第16页
机械加工工艺卡片
零件名称:
(CA6140C车床)拨叉
机械自造工艺及夹具课程设计任务书
设计题目:
制定CA6140车床拨叉的加工工艺,设计钻φ22孔的钻床夹具
设计要求:
中批量生产手动夹紧通用工艺装备
设计时间:
2011.6.19~2011.6.23
设计内容:
1、熟悉零件图;
2、绘制零件图(一张);
3、绘制毛坯图(一张);
4、编写工艺过程卡片和工序卡片(各一张);
5、绘制夹具总装图;
6、绘制夹具零件图;
7、说明书
序言
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课,专业基础课以及专业课后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练。
因此,他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力,为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。
CA6140车床的拨叉夹具设计
一、零件分析
(一)、零件的作用
CA6140车床的拨叉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φ22孔与操纵机构相连,二下方的φ50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
CA6140车床共有两处加工表面,其间有一定位置要求。
分述如下:
1. 以φ22为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
φ22的孔,以及其上下端面,上端面与孔有位置要求,孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔,一个M8的螺纹孔。
这三个都没有高的位置度要求。
2. 以φ55为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
φ55的孔,以及其上下两个端面。
这两组表面有一定的位置度要求,即φ55的孔上下两个端面与φ22的孔有垂直度要求。
由上面分析可知,加工时应先加工一组表面,再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
二、工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
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,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,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择。
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的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则,现选取φ22孔的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φ32作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。
(2)精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等要求能得到合理的保证,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。
工艺路线方案:
工序一:
以φ32外圆为粗基准,粗铣φ20孔下端面。
工序二:
精铣φ20孔上下端面。
工序三:
以φ20孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰φ20孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。
工序四:
以φ20孔为精基准,钻、扩、铰、精铰φ50孔,保证空的精度达到IT7。
工序五:
切断。
工序六:
以φ20孔为精基准,粗铣φ50孔上下端面。
工序七:
以φ20孔为精基准,精铣φ50孔上下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。
工序八:
以φ20孔为精基准,钻φ4孔(装配时钻铰锥孔)。
工序九:
以φ20孔为精基准,钻一个φ4孔,攻M6螺纹。
工序十:
以φ20孔为精基准,铣
的凸台。
工序十一:
检查。
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
CA6140车床拨叉”;零件材料为HT200,硬度190~210HB,毛皮重量2.2kg,生产类型大批量,铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线,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.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(φ20,φ50端面)。
查《机械制造工艺设计简明手册》(以下称《工艺手册》)表2.2~2.5,取φ20,φ50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0mm
2.内孔(φ50已铸成孔)
查《工艺手册》表2.2~2.5,取φ50已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为44mm。
工序尺寸加工余量:
钻孔2mm
扩孔0.125mm
铰孔0.035mm
精铰0mm
3.其他尺寸直接铸造得到
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)确立切削用量及基本工时
工序一以φ32外圆为粗基准,粗铣φ20孔上下端面。
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
加工要求:
粗铣φ20孔上下端面。
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ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=80mm。
选择刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齿斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
2.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》f=0.14~0.24mm/z。
由于是对称铣,选较小量f=0.14mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
4)计算切削速度按《切削手册》,
Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
据XA6132铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
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Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z。
6)计算基本工时
tm=L/Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序二精铣φ20孔上下端面。
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
加工要求:
精铣φ20上下端面。
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ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=80mm。
选择刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齿斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
2.切削用量
1)铣削深度因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm,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》f=0.14~0.24mm/z。
由于是对称铣,选较小量f=0.14mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
4)计算切削速度按《切削手册》,查得Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
据XA6132铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
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Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z。
6)计算基本工时
tm=L/Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序三以φ20孔上端面为精基准,钻、扩、铰、精铰φ20孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。
1.选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=18mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=12°,二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l1=1.5mm,
°
°
°
2.选择切削用量
(1)决定进给量
查《切》 f=0.7-0.86mm
所以,
按钻头强度选择 按机床强度选择f=0.53mm
最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。
(2)钻头磨钝标准及寿命
后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.5~0.8mm,寿命T=60min.
(3)切削速度
Vc=18mm/r 修正系数KTv=1.0KMV=1.0Ktv=1.0
故Vc=18mm/r。
机床实际转速为nc=272r/min
故实际的切削速度Vc=15.4r/min
(4)校验扭矩功率
所以
故满足条件,校验成立。
3.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:
n=272r/minf=0.48mm/rVc=15.4m/mind=19.8mm
精铰:
n=272r/minf=0.48mm/rVc=15.4m/mindo=20IT7
工序四
以φ20孔为精基准,钻、扩、铰、精铰φ50孔,保证空的精度达到IT7。
1.选择钻头选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=48mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=11°,二重刃长度bε=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm
2.选择切削用量
(1)决定进给量
查《切》 f=1.0-1.2mm
按钻头强度选择f=2mm/r 按机床强度选择f=0.53mm/r
最终决定选择Z550机床已有的进给量f=0.4mm/r经校验Ff=12260<24520=Fmax,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》)为0.8~1.2mm,寿命T=140min
扩孔后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.9~1.4mm,寿命T=60min
铰和精铰孔后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.6~0.9mm,寿命T=120min.
(3)切削速度
Vc=20mm/r 修正系数KTv=1.0KMV=1.0Ktv=1.0
故Vc=20mm/r。
机床实际转速为nc=125r/min
故实际的切削速度Vc=18.8r/min
(4)校验扭矩功率
3.计算工时
Tm=(17+18)/125*0.53=0.52min
所有工步工时相同。
工序五切断。
工序六以φ20孔为精基准,粗铣φ50孔上下端面。
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
机床:
XA5032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ap<=4,齿数z=12,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm。
2.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》f=0.14~0.24mm/z。
由于是对称铣,选较小量f=0.14mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
4)计算切削速度按《切削手册》,查得Vc=110mm/s,n=281r/min,Vf=378mm/s
据XA6132铣床参数,选择nc=300r/min,Vfc=375mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=117.8m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.10mm/z。
5)校验机床功率查《切削手册》,而机床所能提供功率为Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。
故校验合格。
6)计算基本工时
tm=L/Vf=(72+9)/375=0.216min.
工序七以φ20孔为精基准,精铣φ50孔上下端面,保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。
1.加工条件
工件材料:
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
机床:
XA5032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ap<=4,齿数z=12,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm。
2.切削用量
1)铣削深度因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm,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》选f=0.5mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
4)计算切削速度按《切削手册》,将f降一级为f=0.5mm/z。
查得Vc=110mm/s,n=252r/min,Vf=577mm/s
据XA6132铣床参数,选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度Vc=600.4,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.21mm/z。
5)校验机床功率查《切削手册》,而机床所能提供功率为Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。
故校验合格。
6)计算基本工时
tm=L/Vf=(72+9)/375=0.216min.
结果:
ap=1.0mm,f=0.21mm/z,nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.
工序八以φ20孔为精基准,钻φ4孔(装配时钻铰锥孔)。
1.选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=4mm,后角αo=16°.
2.选择切削用量
(1)决定进给量
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》)为0.5~0.8mm,寿命.
(3)切削速度
(4)校验扭矩功率
故满足条件,校验成立。
3.计算工时
工序九以φ20孔为精基准,钻一个φ4孔,攻M6螺纹。
1.选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=4mm,后角αo=16°
2.选择切削用量
(1)决定进给量
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为0.5~0.8mm,寿命T=4500s.
(3)切削速度(4)校验扭矩功率
故满足条件,校验成立。
3.计算工时
螺纹钻削由于没有手册可查,故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。
祥见工艺卡片。
工序十以φ20孔为精基准,铣47°凸台。
工序十一检查。
参考文献
[1]赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书。
北京:
机械工业出版社
[2]东北重型机械学院,洛阳农业机械学院编。
机床夹具设计手册上海:
上海科学技术出版社,1979
[3]艾兴,肖诗纲主编。
切削用量手册北京:
机械工业出版社
[4]金属切削手册上海:
上海科学文化技术出版社
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- 课程设计 说明书 制定 CA6140 车床 加工 工艺