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车床拨零件机械行业工艺规程及夹具设计模板.doc
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1、继续教育学院毕业设计(论文)题 目 CA6140车床拨叉数控加工工艺及程序设计 专业班级 数控技术 层级 专科 形式 函授 学生姓名 张 文 瑞 指导老师 王 波 设计(论文)完成日期 年 3 月 10 日继续教育学院毕业设计论文学生姓名: 张文瑞日期: 3月27日摘要 CA6140车床拨叉它在车床变速机构中关键起换档,和其它零件配合,在改变转速时候承受轻微载荷,所以加工时应该确保本零件关键工作表面符合技术要求。对于零件而言,尽可能选择不加工表面作为粗基准。而对有若干个不加工表面工件,则应以加工表面要求相对位置精度较高不加工表面作粗基准。所以60孔端面和25H7孔垂直度公差为0.1mm,所以先
2、把加工25孔表面和孔精加工出来,再以它为精基准加工别面,比如铣60孔和端面、铣槽等。同时,在设计夹具时候要考虑定位基准和加紧机构。在设计中长销限制4个自由度、支撑钉限制1个和 侧板限制1个;螺母和心轴配适用来加紧零件,开口垫片能够实现大批量和中批量生产。关键词 : 定位元件 加紧机构 定为基准 自由度CA6140车床拨叉数控加工工艺及程序设计 目录1序言 2. 设计目标 3. 零件分析 3.1 零件作用 3.2 零件工艺分析 4. 工艺规程设计 4.1 确定毛坯制造形式 4.1.1 铸铁 4.2 基准选择 4.3 制造工艺路线 4.3.1 切削力 4.3.2 刀具磨损和刀具耐用度 4.3.3
3、切削用量 5. 箱体技术要求 6. 夹具设计 6.1 夹具作用 6.2 问题提出 6.3 夹具设计 7小结 致谢 参考文件1前 言经过机床工艺及程序设计,汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺、机械制造基础、数控加工工艺、机械制图等)。让我们对所学专业课得以巩固、复习及实用,在理论和实践上有机结合;使我们对各科作用愈加深刻熟悉和了解,并为以后实际工作奠定坚实基础!我期望能够经过这次毕业设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、处理问题能力。在此次课程设计过程中,查阅了大量书籍,而且得到了相关老师指点。2 设计目标机械制造工艺学课程
4、设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行一项教学步骤;在老师指导下,要求在设计中能初步学会综合利用以前所学过全部课程,而且独立完成一项工程基础训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。经过课程设计达成以下目标:(1)、能熟练利用机械制造工艺学基础理论和夹具设计原理知识,正确地处理一个零件在加工中定位,夹紧和合理制订工艺规程等问题方法,培养学生分析问题和处理问题能力。(2)、经过对零件某道工序夹具设计,学会工艺装备设计通常方法。经过学生亲手设计夹具(或量具)训练,提升结构设计能力。(3)、课程设计过程也是理论联络实际过程,并学会使用手册、查询相关资料等,
5、增强学生处理工程实际问题独立工作能力。3零件分析3.1 零件作用 零件是CA6140拨叉(见附图1)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进行工作。宽度为30+0.0120mm面寸精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高位置精度。所以,宽度为30+0.0120mm面槽和滑移齿轮配合精度要求很高。3.2 零件工艺分析:CA6140拨叉共有两组加工表面。(1) 以花键孔中心线为基准加工面这一组面包含26+0.230mm六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端2X150到角和距中心线为22mm平面。(2) 以工件右端面为基准6
6、+0.030 mm花键经上述分析可知, 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。4. 工艺规程设计4.1 确定毛坯制造形成。零件材料HT200、考虑到此零件工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,所以选择锻件,以使金属纤维尽可能不被切断,确保零件工作可靠。因为生产纲领为中批生产而且零件尺寸并不很大,故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面加工余量为30.8mm。毛坯零件图以下图:4.1.1 铸铁 灰铸铁灰铸铁中碳大部分以片状石墨形式存在,断口呈暗灰色,常见来制造机器底座、支架、工作台、减速箱箱体、阀体等。 灰
7、铸铁牌号由“HT数字”组成。其中“HT”表示“灰铁”,数字表示其最低抗拉强度值。如HT200表示最低抗拉强度为200MP灰铸铁。灰铸铁牌号、铸件壁厚、力学性能及用途如表:牌号铸件厚壁/mm力学性能用途举例sbMPHBS HT100 2.5 10130110 166 适适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求不关键零件。10 2010093 14020 309087 13130 508082 122 HT150 2.5 10175137 205承受中等载荷零件,如机座、支架、箱体、床身、轴承座、工作台等。10 20145119 17920 30130110 16630 50120105 157 HT
8、200 2.5 10220157 236承受较大载荷并要求一定气密性或耐腐蚀性等较关键零件,如汽缸、机座、飞轮、床身、汽缸体、活塞、齿轮箱、刹车轮、联轴气座、泵体、液压、阀体等。10 20195148 22220 30170134 20030 50160129 192 HT250 4.0 10270175 26210 20240164 24720 30220157 23630 50200150 225 HT30010 20290182 272承受高载荷、耐磨和高气密性关键零件,如重型机床、压力机、自动机床床身、机座、机架、高液压压件、活塞环、车床卡盘、大型发动机汽缸体、汽缸盖等。20 3025
9、0168 25130 50230161 241 HT35010 20340199 29820 30290182 27230 50260171 257球墨铸铁 如表显示为中国球墨铸铁牌号、组织、力学性能和用途举例。牌号中“QT”是“球铁” 两字汉语拼英第一个字母,后面数字分别是单铸试块时抗拉强度和伸长率。球墨铸铁牌号、组织、力学性能和用途举例 牌号 组织力学性能 用途举例sbMPasMPa硬度HBSQT400-18铁素体400250130186 承受冲击、振动零件,如汽车、拖 拉机齿轮、驱动桥壳等。QT400-15铁素体400250130180QT450-10铁素体450310160210QT5
10、00-7铁素体珠光体500320170222QT600-3铁素体珠光体600370190270机器座架、转动轴等QT700-2珠光体700420225305载荷大、受力复杂零件,如汽车、连杆等。QT800-2珠光体或回火组织800480245335QT900-2贝氏体或马氏体600600280360高强度齿轮,如汽车后桥螺旋锥齿轮、大减速器等。 球墨铸铁因其力学性能靠近于钢,铸造和其它部分性能优于钢,所以在机械行业中已得到广泛应用,在部分场所已成功地替换了铸钢件或锻钢件,用来制造部分受力较大、受冲击和耐磨损铸件。 可锻铸件 可锻铸铁是一个历史悠久铸铁材料。它是有一定化学成份铁水浇注成白口坏件,
11、经高温退火而取得含有团絮状石墨铸铁。和灰铸铁相比, 可锻铸铁含有较高力学性能,尤其是塑性和性很好。但必需指出, 可锻铸铁实际上是不能铸造。 可锻铸铁关键用于薄壁、复杂小型零件生产,铸造时轻易取得全白口坏件。因为它生产周期长,需要连续退火设备,所以在使用上受到一定限制,有些可锻铸铁零件被球墨铸铁替换。4.2 基准选择。(1) 粗基准选择:因为要确保花键中心线垂直于右端面,所以以40外圆表面粗基准。(2) 精度基准选择:为确保定位基准和工序基准重合,以零件A面为精基准。4.3 制订工艺路线。工序:粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。 以40mm圆柱面为粗基准。选择C3163-1转塔式六角
12、车床及三爪卡盘夹具。(1)拉花键。以A面为基准,1)以花键中心线及A面为基准。选择X62W卧式铣床加专用夹具2)开档,以花键中心线为基准。3)钻配作孔、螺纹孔4)机械加工余量。 CA6140拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kgb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产,采取模锻锻模。依据上述原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸以下:1. A面加工余量 A面有30.8mm加工余量,足够把铸铁硬质表面层切除2. 矩形花键底孔。要求以矩形花键外径定心,故采取拉削加工内孔尺寸为23 0+0.28,见零件图,参考金属机械加工工艺人员手册 表3-59确
13、定孔加工余量分配。钻孔20mm扩孔22mm拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参考金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm(2)、计算切削用量。1)已知长度方向加工余量为30.8mm 。实际端面最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工(粗车和半精车)。长度加工公差IT 级 取-0.46 mm (入 体方向) 2)进给量、依据切削简明手册(第3版)表1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时,和工件直径为60mm时(因为凸台B面存在所以直径取60mm)=0.6-0.8mm/.按C车床说明书取=0.6 mm/n。因为存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以:实际进给量f=0.6
14、0.8=0.48 mm/按C车床说明书0.533)计算切削速度。按切削简明手册表1.27 ,切削速度计算公式为(寿命选T=60min)刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中:Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)4)确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8(r/min)按C车床说明书200 rmin所以实
15、际切削速度V=40.8m/min (3) 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:20 =30,2=118,2=70,b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm,=4mm。依据切削用量简明手册表2-9确定f=0.48、按机床进给强度决定进给量:依据表2.9 ,当b210MPa 020.5mm 可确定f=0.75。 按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.、 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.、切削速度由切削用量简明手册,表2.
16、15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4靠近有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基础工时,Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以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。 因为两孔直径相差不大,为了节省停车和调换走刀量等辅助时间,n和f全部不变,所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15锪钻因为两孔直径相差不大,以表
17、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和手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2能够查出当160245HBS2.80.641min3.4kw按C车床说明书主电机功率11可见比小得多所以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21 0.64 查得转矩61.8N.M切削用量简明手册表由表2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C车床说明书主电机功率11可见C比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要4)、 拉花键孔单面齿升:依据相关手册,确定拉花键孔时花键拉刀单面齿为0.
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