拔叉零件的加工工藝,設(shè)計銑槽的銑床夾具

1、哈爾濱理工大學課程設(shè)計說明書不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印1機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：制定拔叉零件的加工工藝，設(shè)計18銑槽的銑床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 機電11-2 學 號： 1230120301 姓 名： 包強 指導教師： 張中然 機械工程系2015年 11 月 20 日 目 錄一.序言1二.零件的分析31.零件的作用32.零件的工藝分析3三.確定毛坯4四.工藝規(guī)程設(shè)計5五. 夾具設(shè)計14六. 總結(jié)17七. 參考文獻18一、序 言 機械制造工藝學課程設(shè)計使我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的

2、一次深入的綜合性的總復(fù)習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。二、 零件的分析 （一）零件的作用 題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到

3、很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 （二）零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括Ø25+0.230mm的六齒方花鍵孔、Ø22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。2. 以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。三. 確定毛坯1 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單

4、，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級CT9級。2 確定鑄件加工余量及形狀：機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，并查表15-8確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：（附毛坯圖）3繪制鑄件零件圖：（附零件圖）四、工藝規(guī)程設(shè)計基準的選擇。粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面的粗基準。精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。制定工藝路線。 方案一工序：粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15&#

5、176;倒角。粗、精銑削B面。銑削8+0.030mm的槽。銑削18+0.0120mm的槽。拉花鍵。 方案二工序：粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。拉花鍵。以A面為基準，銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。方案分析：上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工

6、序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”機械加工余量。 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：A面的加工余量 A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表

7、面層切除矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為22 0+0.28，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴孔21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2=1mmB面的加工余量。此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。精加工余量為0.2mm粗銑加工余量為2.8mm(五)確定切削用量及基本工時。工序 ：車削A面。 1加工條件。工件材料：灰口鑄鐵HT200。 b=145MPa。鑄造。加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm機床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式

8、六角臥式車床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計算切削用量。（1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T 級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據(jù)切削簡明手冊（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,mm時，以及工件直徑為60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm）=0.6-0.8mm/.按C車床說明書取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給

9、量f=0.6×0.8=0.48 mm/按C車床說明書0.53（3）計算切削速度。按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81

10、83;0.97 =46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C車床說明書200 rmin所以實際切削速度V=40.8m/min （5）切削工時，按工藝手冊表6.2-1 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精車已知粗加工余量為0.5mm。進給量f. 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6 ， f=0.150.25mm/r按C車床說明書0.16 mm/r計算切削速度 按切削用量簡明手

11、冊表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)確定機床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163車床說明書取nw=400（r/min）實際切削速度V=57.1m/min切削工時，查工藝手冊表6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=

12、0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下Ø20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表2.2鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：20 =30°，2=118°，2=70°，b=3.5mm ,ao=12°,=55°,b=2mm，=4mm。根據(jù)切削用量簡明手冊表2-9確定f=0.48、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表2.9 ,當b210MPa 020.5mm 可確定f=0.75。 按C3163

13、-1車床說明書取 f=0.62mm/n.、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.、切削速度由切削用量簡明手冊，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2）、擴孔刀具直徑

14、do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。（3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2可以查出當160245HBS2.80.641min3.4kw按C車床說明書主電機功率11可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21當21 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8N.M切削用量簡明手冊表由表2.32得功率公式CMcVc/30do=

15、61.8x17/30x21=1.67km按C車床說明書主電機功率11可見C比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt8

16、0=1.35sqrt80=12mm拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)工序 粗銑，精銑B面。加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm機床 ：62W加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm1. 粗銑選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1 銑削寬度ae5mm時。直徑為do=50mm故齒數(shù)，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16° 切削用量 留精

17、銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac2.8±0.8，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進給量0.5mm/r就能滿足要求，但考慮到62W功率為7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進給量0.6mm/r選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/

18、(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=1

19、60x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L

20、+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度 ae0.2mm，0.63）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(

21、nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm工序 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻機床：X62W選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°ao=12°an=6°Z=16選擇切削量由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm

22、由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4) 決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1

23、.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/minn=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/375×16=0.018mm/z機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28 公式 圓周力 f

24、c=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（mi

25、n） L1+=14mm工序銑寬為180+0.12mm槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/2

26、4=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(Tmxapx

27、XvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/minn=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=

28、2(走兩次)工序 磨18mm槽，保證尺寸18mm 選擇砂輪。見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機床說明書)，v砂=2.5m/s進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm切削工時。當加工1個表面時 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結(jié)果

29、，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。五、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序090銑18mm槽。本夾具將用于臥式銑床，刀具為三面刃立式銑刀.(一)問題的提出本夾具是用來銑18mm槽,零件圖中槽的寬度有公差要求,且三面都有粗糙度要求，因此這個槽的深度也有一定的公差要求.另外此槽為三個側(cè)平面的設(shè)計基準,.此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強度,而精度也有一定要求。(二)夾具設(shè)計1定位基準選擇 由于槽的寬度有公差要求,因此應(yīng)以右端面為主要定位基準.由于鑄件的公差要求較大,利用軸孔的中心軸作為輔助定位基準時,另外為了防止工件轉(zhuǎn)動，為限制次自由度，應(yīng)該以健限制工件旋轉(zhuǎn)，另輔助一左端面為輔助定位，防止工件左右