CA6140车床拨叉831003的铣18槽夹具设计及加工工艺装备含非标5张CAD图
CA6140车床拨叉831003的铣18槽夹具设计及加工工艺装备含非标5张CAD图,CA6140,车床,831003,18,夹具,设计,加工,工艺,装备,非标,CAD
拔叉工艺及夹具设计摘 要机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。关键词: 拔叉;工艺规格设计;定位夹紧;夹具设计The Design Of Fork-lever Processing and FixtureAbstractThe machine manufacture technology curriculum design was carried on after we studied universitys complete basic course ,the technical basic course as well as the majority of professional courses .This is a thorough comprehensive total review before we carry on the graduation project to studies various curricula ,also is an apply theory to reality training, therefore, it holds the important status in we four years university life.Key words: Fork-lever; Craft specification design; The localization clamps; Jig design目录摘 要1Abstract21 前言42.零件说明42.1 零件的作用42.2 零件的工艺分析42.3零件的结构特点53生产纲领、生产类型的确定54毛坯的确定55 工艺规程设计65.1 定位基准的选择65.1.1 粗基准的选择65.1.2 精基准的选择75.2 重点工序的说明75.2.1 加工前后两端面75.2.2 加工22花键底孔75.2.3 加工外径为25的花键内孔75.2.4 加工上顶面75.2.5 加工18H11槽75.3 制订工艺路线75.3.1 工艺路线方案一的制订85.3.2 工艺路线方案二的制订85.3.3 两种工艺路线的比较与分析85.4 机械加工余量的确定95.5 切削用量的选择和时间定额的确定105.5.1 工序4拉花键孔切削用量和基本工时的计算105.5.2 工序8铣削18H11槽的切削用量和基本工时的计算116 夹具的设计116.1 设计主要问题的提出116.2 夹具设计过程126.2.1 定位基准的分析126.2.2 切削力及夹紧力的计算126.2.3 定位误差分析136.2.4 夹具设计及操作说明137 设计总结13参考文献141 前言机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象,实践性较强的一门学科,通过对此门学科的课程设计,使我在下述各方面得到了锻炼:能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题,保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册及图表资料。培养了一定的创新能力。通过对CA6140拔叉的工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体(如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础!在此次设计中主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中,我查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点,尤其机制教研室的2.零件说明2.1 零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉,它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进行工作。宽度为18mm的槽尺寸精度要求很高,因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以,宽度为18mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2.2 零件的工艺分析CA6140拔叉(型号:831003)共有3组加工表面:、 零件两端面,可以后端面加工精度高,可以先以后端面为粗基准加工右端面,再以前端面为精基准加工左端面;、 以花键中心线为基准的加工面:这一组面包括25H7的六齿方花键孔、22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面;、 以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和5锥孔。经上述分析可知, 对于后两组加工表面,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。2.3零件的结构特点拔叉831003的毛坯为铸造件,在零件图上只有2处位置误差要求,即上顶面与花键中心线的平行度误差0.10, 18H11槽的两侧面与花键中心线的垂直度误差0.08 零件外形上大体上与六面体相似,形状大体如下: 零件剖视图 图(1)零件大致结构图Fig(1) Components approximate structure drawing3生产纲领、生产类型的确定根据指导老师要求,设计此零件为铸件,成批大量生产,工艺的安排基本倾向于工序分散原则,设备的选用是通用设备和专用工装,工艺手段以常规工艺为主,新工艺为辅的原则。4毛坯的确定CA6140车床拔叉,零件材料HT20-40,硬度190HB210HB,生产类型为大批量生产,毛坯为铸件,灰铸铁的机械加工余量按JZ67-62规定了灰铸铁铸件的三种精度等级和相应的铸件机械加工余量、尺寸偏差和重量偏差,在大批量生产的铸件,采用2级精度铸件,毛坯重量由金属机械加工工艺人员手册表5-2有零件80kg,偏差为7%,故毛坯估算约为1.0kg,采用2级精度铸件,顶面的加工余量和底面的加工余量忽略不计,两侧面的加工余量也忽略不计,由表5-4左右端面的加工余量为30.8,其余部分均为实心部分。故毛坯图如下: 图(2)毛坯图Fig(2) Rough map5 工艺规程设计5.1 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,定位基准的选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。5.1.1 粗基准的选择在选择粗基准时,一般遵循下列原则:保证相互位置要求原则;保证加工表面加工余量合理分配的原则;便于工件装夹原则;粗基准一般不得重复使用的原则;为了保证所有加工表面有足够的加工余量,选用加工余量小的表面作粗基准,不要用同一尺寸方向上。两端面,后端面为精加工面,故在铣两端面时,先以后端面为粗基准,粗铣前端面。加工花键底孔时,利用两边侧面找正对称面和以底面为粗基准加工花键底孔。5.1.2 精基准的选择在选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方面,提高工件的加工精度。一般遵循下列原则:基准重合原则;统一基准原则;互为基准原则;自为基准原则;便于装夹原则。为保证定位基准和工序基准重合,加工2-M8螺纹孔、5锥孔,18H11槽以零件的坐端面和花键中心线为精基准,铣上顶面以花键中心线为精基准。5.2 重点工序的说明CA6140拔叉零件的重要加工面有花键底孔、两端面,花键,槽,顶面,材料为HT200,参考机械制造工艺设计简明手册,其加工方法选择如下:5.2.1 加工前后两端面根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra12.5m,要达到后端面Ra3.2m的技术要求,需要经过粗铣精铣。5.2.2 加工22花键底孔此工序重点在于找正毛坯对称面,故采用螺旋定心夹紧机构,找正对称面,进行加工。零件技术要求底孔的表面粗糙度达到Ra6.3m,毛坯为实心,故采用钻孔扩孔,可以达到要求。5.2.3 加工外径为25的花键内孔零件要求花键底面粗糙度Ra1.6m,侧面Ra3.2m,由于此工序在钻底孔工序之后,故采用拉花键孔的方法,一次拉削可以达到要求。5.2.4 加工上顶面零件上顶面为精加工,粗糙度要求为Ra3.2m,与花键中心线的平行度误差0.10mm,故以花键中心线为精基准,对上顶面进行粗铣精铣。5.2.5 加工18H11槽零件技术要求槽底面要达到表面粗糙度为Ra6.3m,侧面粗糙度为Ra3.2m,而且两侧面和花键中心线的垂直度0.08,本身有精度要求,18H11,故以花键中心线和左端面为精基准,用花键心轴定位,采用铣磨。顶面的钻2-M8通孔和5锥孔工序不是很重要,在此不做详细说明,2-M8通孔先钻孔,再攻丝,5锥孔采用锥刀进行加工。5.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在此零件为大批量生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序分散来提高生产率,此外,还应考虑经济效果,使生产成本尽量降低。5.3.1 工艺路线方案一的制订工序:粗铣前端面工序:粗、精铣后端面工序:钻、扩花键底孔工序:粗、精铣上顶面工序:钻2-M8通孔工序:钻5锥孔工序:铣削18H11槽工序:磨削18H11槽工序:拉花键工序 :挫圆角工序:去毛刺工序:终检5.3.2 工艺路线方案二的制订工序:粗铣前端面工序:粗、精铣后端面工序:钻、扩花键底孔工序:拉花键工序:粗、精铣上顶面工序:钻2-M8通孔工序:钻5锥孔工序:铣削18H11槽工序:磨削18H11槽工序 :挫圆角工序:去毛刺工序:终检5.3.3 两种工艺路线的比较与分析上述两种方案,工艺路线一把拉花键放在磨削18H11槽之后,在此,工序4、工序5、工序6、工序7、工序8中很难对工件进行定位和夹紧,造成生产率的下降。工艺路线二,一把花键底孔钻削出来后紧接着就是拉花键,这样,后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧,即以花键心轴进行定位,进行螺旋夹紧,此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠。 通过以上的两种工艺路线的优、缺点的分析,最后确定工艺路线二为该零件的加工路线。工艺过程详见机械加工工序卡片。5.4 机械加工余量的确定确定工序(或工步)尺寸的一般方法是:由加工表面的最后工序(或工步)向前推算,前面已经根据有关资料查出了零件各加工表面的加工总余量(即毛坯余量),将加工余量分配给各工序加工余量,然后往前推算工序尺寸。CA6140 的拨叉材料为HT200。毛坯重量约为1.0 kg ,生产类型为由大批量生产,毛坯为铸件,精度为2级铸件,大体尺寸确定,外表面加工面少,根据以上原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺寸及加工余量如下: 前后端面的加工余量前后端面有30.8mm的加工余量,足以把铸铁的硬质表面层切除。前端面粗铣一次即可,加工余量3mm,工序基本尺寸为83mm,工序经济精度等级为IT11,公差值0.22mm,表面粗糙度Ra5m,上下偏差按“入体原则”确定(以后按照此原则确定)。 后端面粗铣一次,精铣一次,粗铣加工余量2.8mm,工序经济精度等级为IT11,公差值0.22mm,精铣加工余量0.2mm,工序经济精度等级为IT7,公差值0.035mm,表面粗糙度Ra3.2m,工序基本尺寸为80mm。矩形花键底孔要求以矩形花键的外径定心,故先钻中心孔,再扩,最后拉削,内孔尺寸为22H12,见零件图,参照金属机械加工工艺人员手册 表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔20mm,工序经济精度等级为IT11,公差值0.13mm。扩孔21mm,工序经济精度等级为IT10,公差值0.084mm,粗糙度Ra6.3m。拉花键 花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm。顶面的加工余量此工序分为两个工步:粗铣顶面;精铣顶面。粗铣加工余量为2.8mm,工序经济精度等级为IT11,公差值0.22mm。精铣加工余量为0.2mm,工序经济精度等级为IT7,公差值0.035mm,表面粗糙度Ra3.2m。18H11槽的加工余量铣削的加工余量:槽底面的铣削余量为50mm,槽侧面的铣削余量为17.9mm,工序经济精度等级为IT12,公差值0.25mm,槽底面表面粗糙度Ra6.3m。磨削的加工余量:槽侧面的磨削余量为0.5mm,工序经济精度等级为IT9,公差值为0.043mm,侧面粗糙度为Ra3.2m。5.5 切削用量的选择和时间定额的确定根据课程设计指导书以及老师指定,需要计算几道工序的工作时间以及此工序的切削用量的选择,现选工序4拉花键孔、工序8铣削18H11槽这两道工序进行计算。5.5.1 工序4拉花键孔切削用量和基本工时的计算加工条件:工件材料:HT200,铸件;加工要求:花键底孔粗糙度Ra6.3m,键槽侧面粗糙度Ra3.2m,键槽底面粗糙度Ra1.6m,键槽尺寸6mm,偏差代号H9;刀具:高速钢拉刀;切削液:乳化液;、加工设备:拉床。、确定齿升量:根据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为0.06mm;、切削速度:查有切削简明手册有切削速度为0.06m/s(3.6m/min);、切削工时 t=Zblk/1000vfzZ式中: Zb 单面余量1.5mm(由22mm拉削到25mm); L 拉削表面长度,80mm; 考虑校准部分的长度系数,取1.2; k 考虑机床返回行程系数,取1.4 ; v 拉削速度(m/min); fz 拉刀单面齿升; Z 拉刀同时工作齿数,Z=l/p; P 拉刀齿距。 P=(1.251.9)sqrtL 所以 P=(1.251.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因为拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127所以其本工时 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)5.5.2 工序8铣削18H11槽的切削用量和基本工时的计算加工要求:用乳化液冷却,加工工件,槽宽18mm,公差代号H11,长40mm,槽的侧面与花键孔中心线的垂直度误差0.08mm,底面粗糙度为Ra6.3m。加工余量:25mm。由于零件此处的设计精度比较高,用铣削很难达到尺寸精度的要求,所以为了留给下一道公序磨削的加工余量,分两步走,ae=25,ap=10mm。选择刀具铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24 选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完,ae=25mm ap=10mm由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命:T=120。确定切削速度Vc和每齿进给量:决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由切削用量简明手册的公式 Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12, n=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根据金属机械加工工艺人员手册X62W型铣床说明选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min 选Vfc=ncf=3000.5=150mm/min 根据X62W型铣床说明书选Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)2/150=0.8(min) L1+=20mm i=2(走两次)6 夹具的设计6.1 设计主要问题的提出为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与指导老师协商,决定设计第8道工序铣宽为18H11mm槽的铣床夹具。本夹具将用与X62W卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀,来对工件进行加工。本夹具主要用来铣宽为18H11mm的槽,采用宽为15mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀,二次铣削,所以主要应该考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。6.2 夹具设计过程6.2.1 定位基准的分析由零件图可知,18H11槽设计基准为花键孔中心线和工件的右端面为定位基准。因此选用工件以加工了的右端面和花键心轴的中心线为主定位基准。6.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具:高速钢直齿三面刃铣刀铣刀参数:L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24 (由金属切削原理与刀具表15.7查得)CFc =282 ap =10mm fZ = 0.02mm/s ae =25mm do=100 Z= 24 kFc=(HB/198)0.55解得Fc=200N在计算切削力时,必须考虑安全系数。安全系数K= k1 k2 k3 k4查资料,有: k1为基本安全系数1.5 k1为加工性质系数1.1 k1为刀具钝化系数1.1 k1为断续切削系数1.1切削力为F=KFc=1.51.11.11.1200=400N实际夹紧力为Fj= FK/U1U2=400/0.5=800N,其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数,U1U2=0.5螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹,由机械设计螺纹联接的预紧力公式,产生的加紧力为:其中: T=19000 N.M d2=14.8mm =2029, fc=1.5(f为摩擦系数,无润滑时f0.10.2)解得F0=10405N此时螺母的夹紧力F0已大于所需的800(N)的加紧力,故本夹具可安全工作。6.2.3 定位误差分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合,故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差,故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差,只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。6.2.4 夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫块,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果,本夹具总体的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块装置,可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀(与塞尺配合使用);同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,以有利于铣削加工。7 设计总结为期两周的机械制造工艺学课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,在老师的指导下,得以顺利完成本次课程设计,课程设计作为机械制造工艺学课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性。本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限,设计中还有许多不足之处,恳请各位老师、同学们批评指正!参考文献1 王先逵.机械制造工艺学.机械工业出版社,20062 徐学林.互换性与测量技术基础.湖南大学出版社,20053 朱张校.工程材料.清华大学出版社,20054 周静卿.机械制图与计算机绘图.中国农业大学出版社,20045 韩荣第,等.金属切削原理与刀具.哈尔滨工业大学出版社,20046 贾亚洲.金属切削机床概论.机械工业出版社,19967 陈宏钧.机械加工工艺手册.机械工业出版社,20038 濮良贵,等.机械设计.高等教育出版社.20019 单根全,等.夹具结构图册.电子工业出版社,199114XX机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页材料牌号毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数备 注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件铣粗铣前端面铣床X62W高速钢面铣刀、游标卡尺铣粗、精铣后端面铣床X62W高速钢面铣刀、游标卡尺钻钻、扩花键底孔摇臂钻床Z3025B1020中心钻、21扩孔钻拉拉花键拉床高速钢拉刀、游标卡尺铣粗、精铣上顶面铣床X62W高速钢面铣刀、游标卡尺钻钻2-M8通孔台式钻床Z40126.9麻花钻、丝锥钻钻5锥孔台式钻床锥刀铣铣削18H11槽铣床X62W高速钢直齿精密级三面刃铣刀磨磨削18H11槽磨床GZ46KV6P35040127钳挫圆角钳去毛刺检验终检 设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签 字 日 期 摘 要此次设计任务是对ca6140车床拨叉831003零件的加工工艺、夹具设计,该工件由于上端面和底槽均与花键孔中心有位置关系,因此在工序安排上,先加工花键孔,再通过花键孔定位加工底槽和上端面,最后攻螺纹孔,其中各种夹具均采用专用夹具,由于该零件的尺寸小,所需的夹紧力不大,因此都采用手动夹紧,它的机构设计简单、方便,且满足夹紧要求。关键词 ca6140车床拨叉831003,加工工艺,定位,夹紧I ABSTRACTThis design is to analyze the processing of plectrum 831003,tongs designs,Because during the machining process,the top end and bottom slot of the workpiece are related to the core position of the key bore.then passes to spend key bore fixed position process the bottom slot with top end,offend the chread bore finally.And every kind of tongs adopt the appropriation tongs.Because such workpiece is small in its size and calls for a little clip tight,therefore all tongs adopt moving to clip tight.Its arganization design is simple,convenience,and satifly to clip tight.Key words Plectrum 831003, the processing craft, position, clip tight目录摘 要IABSTRACT21 绪论52 CA6140车床拨叉831003的分析62.1 ca6140车床拨叉831003的作用62.2 ca6140车床拨叉831003的工艺分析62.3 ca6140车床拨叉831003的工艺要求62.4毛坯的选择72.5 本章总结73 工艺规程设计83.1加工工艺过程83.2确定各表面加工方案83.2.1选择加工方法时,需考虑的因素83.2.2 面的加工83.2.3 孔的加工93.2.4 槽的加工93.3 确定定位基准93.3.1 粗基准的选择93.3.2 精基准选择的原则103.4 工艺路线的拟订103.4.1 工序的合理组合103.4.2 工序的集中与分散113.4.3 加工阶段的划分123.4.4 加工工艺路线方案的比较133.5 ca6140车床拨叉831003的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定143.5.1 毛坯的结构工艺要求143.5.2 ca6140车床拨叉831003的偏差计算153.6 确定切削用量及基本工时(机动时间)163.7 时间定额计算及生产安排243.7.1 铣侧面243.7.2 钻预制孔253.7.3 拉25H7内花键253.7.4 粗、精铣18H11底槽253.7.5 粗、精铣上端面263.7.6 钻、攻2-M8螺纹孔273.8 本章总结28结 论29参 考 文 献30致 谢31 1 绪论夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目,在毕业设计中占极其重要的位置。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。因此,选择拨叉的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学知识。本次所选ca6140车床拨叉831003的工艺分析及夹具设计内容主要包括:ca6140车床拨叉831003工艺路线的确定,夹具方案的优选,装配图、零件图的绘制以及拉刀设计,设计说明书的编写等。夹具是工艺装备的主要组合部分,在机械制造中占有重要地位,夹具对保证产品质量,提高生产率,减轻劳动强度,缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧,传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈,各企业迫切需要提高夹具设计的效率。刀具行业是一个比较特殊的行业,肩负着为制造业提供关键装备、数控刀具的重任,制造业的水平如何往往会受刀具行业整体水平的较大影响,而制造业的发展也会促进刀具行业的发展,两者可以说是相互影响相互制约。随着制造业的持续发展,为制造业提供关键装备的刀具行业必将快速、稳步发展,根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、智能刀具、高速高效刀具必将成为时代的新宠,面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须在改进原有的刀具材料、研发新的刀具材料及寻找更合理的刀具结构方面多下功夫,以解决制造业面临的越来越多的加工难题。当前,切削技术快速发展,已经进入了现代切削技术新阶段,刀具材料、刀具结构均取得了全面的进步,加工效率也在成倍提高。同时,切削技术和刀具也成为制造业开发新产品和新工艺、应用新材料的基础工艺和建立创新体系的关键技术。本次设计的拉刀常用于加工高精度零件,所以在设计拉刀时要确保各个参数的正确性,为了保证在拉削过程中的高精度,拉刀材料的选择也是设计拉刀的重点,即要保证拉刀的寿命,也要保证拉刀的成本,加工难度小。29 2 ca6140车床拨叉831003的分析2.1 ca6140车床拨叉831003的作用 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它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。2.2 ca6140车床拨叉831003的工艺分析ca6140车床拨叉831003是一个很重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,其加工内花键的精度要求较高,此外还有上端面要求加工,对精度要求也很高。其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求,上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此它们的加工是非常关键和重要的。2.3 ca6140车床拨叉831003的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。图1.1 ca6140车床拨叉831003零件图其加工有五组加工:铣侧面;拉内花键孔;粗精铣上端面;粗精铣18H11底槽;钻、铰2-M8通孔,并攻丝。(1) 侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面,确保后续加工所要求的精度,粗糙度在6.3即可。(2) 以为主要加工面,拉内花键槽,槽数为6个,其粗糙度要求是底边,侧边,内孔粗糙度。(3) 另一组加工是粗精铣上端面,表面粗糙度要求为。(4) 第三组为粗精铣18H11底槽,该槽的表面粗糙度要求是两槽边,槽底的表面粗糙度要求是。(5) 钻并攻丝2-M8,保证两螺纹孔中心距为25mm。2.4毛坯的选择ca6140车床拨叉831003毛坯选择金属行浇铸,因为生产率很高,所以可以免去每次造型。工件尺寸较小单边余量一般在,结构细密,能承受较大的压力,占用生产的面积较小。因其年产量是5000件,查参考文献5表2.1-3,生产类型为中批量生产。2.5 本章总结通过对ca6140车床拨叉831003的工艺分析,为以后工序的设计安排,夹具的设计打下理论基础,在对ca6140车床拨叉831003进行工艺分析时,要充分考虑工件的材料、形状尺寸,保证工件加工时的良好工艺性,通过对ca6140车床拨叉831003的分析,确定毛坯为铸件,在后续设计中以此分析为前提,优化夹具方案。 3 工艺规程设计3.1加工工艺过程由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键和槽系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此,对于ca6140车床拨叉831003来说,加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度,处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上工艺分析知,上端面与槽边均与花键轴有位置度公差,所以,保证内花键高精度是本次设计的重点、难点。3.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能保证加工的质量,同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。对于设计ca6140车床拨叉831003的加工工艺来说,应选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格较底的机床。3.2.1选择加工方法时,需考虑的因素(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工。(2) 根据生产类型选择,在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。(3) 考虑被加工材料的性质。(4) 考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平。(5) 此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。3.2.2 面的加工侧面的加工主要是为后续加工做准备,因此,在选择加工方法上可以选用一次性铣面,表面粗糙度为6.3。上端面的查参考文献5表2.1-12可以确定,上端面的加工方案为:粗铣精铣(),粗糙度为6.30.8,一般不淬硬的平面,精铣的粗糙度可以较小。3.2.3 孔的加工(1) 加工内花键前的预制孔加工查参考文献5表2.3-47,由于预制孔的精度为H12,所以确定预制孔的加工方案为:一次钻孔,由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度,所以,在加工内花键前预制孔的精度可适当降低。(2) 内花键的加工通过拉刀实现花键的加工,由于拉削的精度高,所以能满足花键表面精度,同时也能保证预制孔表面精度。(3) 2-M8螺纹孔的加工加工方案定为:钻,攻丝。3.2.4 槽的加工查参考文献5表2.1-12可以确定,槽的加工方案为:粗铣精铣(),粗糙度为6.30.8,设计要求为6.3和3.2,粗铣时,精度可适当降低。3.3 确定定位基准3.3.1 粗基准的选择选择粗基准时,考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量,使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求:(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证ca6140车床拨叉831003在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从ca6140车床拨叉831003零件图分析可知,选择作为ca6140车床拨叉831003加工粗基准。3.3.2 精基准选择的原则(1) 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差,并且各工序所采用的夹具比较统一,从而可减少夹具设计和制造工作。例如:轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位,这样不但在一次装夹中能加工大多书表面,而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。(3) 互为基准的原则。选择精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反复加工。例如:对淬火后的齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面,这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,可以选择加工表面本身为基准。例如:磨削机床导轨面时,是以导轨面找正定位的。此外,像拉孔在无心磨床上磨外圆等,都是自为基准的例子。此外,还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证ca6140车床拨叉831003在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从ca6140车床拨叉831003零件图分析可知,它的内花键槽,适于作精基准使用。选择精基准的原则时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。3.4 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。ca6140车床拨叉831003的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是:先加工预制孔,再加工花键槽,最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及M8螺纹孔。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。3.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则:(1) 工序分散原则工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。(2) 工序集中原则工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留物。3.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时,应考虑工序的数目,采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中,就是以较少的工序完成零件的加工,反之为工序分散。 (1) 工序集中的特点工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数和生产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准备工作量大。(2) 工序分散的特点工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点,必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下,单件小批生产中,为简化生产管理,多将工序适当集中。但由于不采用专用设备,工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现,使得工序集中的优点更为突出,即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量,从而可取的良好的经济效果。3.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段:(1) 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属,为以后的精加工创造较好的条件,并为半精加工,精加工提供定位基准,粗加工时能及早发现毛坯的缺陷,予以报废或修补,以免浪费工时。粗加工可采用功率大,刚性好,精度低的机床,选用大的切前用量,以提高生产率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生的内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra=80100m。(2) 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备,保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra=101.25m。(3) 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量,工序变形小,有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7,表面粗糙度为Ra101.25m。(4) 光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差,其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。此外,加工阶段划分后,还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同,有的需安排于粗加工之前,有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中,对于刚性好,精度要求不高或批量小的工件,以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段,在满足加工质量要求的前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面,在粗加工阶段就要加工的很准确,而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。3.4.4 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下,成批量生产可以考虑采用专用机床,以便提高生产率。但同时考虑到经济效果,降低生产成本,拟订两个加工工艺路线方案,见表3.1。表3.1 加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010铣左侧面右侧面和上端面铣左侧面右侧面和上端面020钻预制孔底面和侧面钻预制孔底面和侧面030粗、精铣上端面已加工预制孔和侧面拉内花键 25H7已加工预制孔和侧面040粗、精铣18H11底槽已加工预制孔和侧面粗、精铣18H11底槽内花键和侧面050钻2-M8通孔,攻丝已加工预制孔和侧面粗、精铣上端面内花键和侧面060拉内花键 25H7已加工预制孔和侧面钻2-M8通孔,攻丝内花键和侧面070去毛刺,清洗去毛刺,清洗080检验检验加工工艺路线方案的论证:方案、主要区别在于在加工上端面及以下工序时,所选定位基准不同,方案选用预制孔为主要定位基准,方案选用花键作主要定位基准,很显然选用内花键做定位基准更符合设计要求,因为其表面精度更高,且和某些需加工面有位置精度要求。由以上分析,方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程见表3.2。表1.2 加工工艺过程表工序号工 种工作内容说 明010铸造金属型浇铸铸件毛坯尺寸:长: 宽: 高:预制孔、底槽不铸出020热处理退火030铣铣侧面专用铣夹具装夹;卧式铣床(X52K)040钻钻预制孔专用夹具装夹;轻型圆柱立式钻床050拉拉内花键专用夹具装夹;卧式拉床(L6120)060铣铣底槽18H11,深35mm专用夹具装夹;卧式铣床()070铣粗、精铣上端面专用夹具装夹;卧式铣床()080钻攻丝钻通孔6.7mm攻M8螺纹专用夹具装夹;摇臂钻床090去毛刺清洗100检验入库3.5 ca6140车床拨叉831003的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定ca6140车床拨叉831003其材料是HT200,采用的是金属型铸造,生产类型为中批量生产。3.5.1 毛坯的结构工艺要求(1) ca6140车床拨叉831003为铸造件,对毛坯的结构工艺有一定要求: 铸件的壁厚应合适、均匀,不得有突然变化。 铸造圆角要适当,的得有尖棱、尖角。 铸件的结构要尽量简化。 加强肋的厚度和分布要合理,以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理,应有较好的可铸性。(2) 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到: 各加工面的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要统一,尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时,要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近,可以减少加工余量,提高材料的利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难,需要采用昂贵的毛坯制造设备,增加毛坯的制造成本。因此,毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后,必要时可据此绘出毛坯图。3.5.2 ca6140车床拨叉831003的偏差计算(1) 侧面加工的偏差及加工余量计算 本次加工面用于以后加工中的定位面,一次性铣削到尺寸80mm,查参考文献12表1-25,得侧面加工偏差为。(2) 预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算 加工预制孔时,由于铸造是没铸出,且为一次钻出,通过拉削后保证花键尺寸,预制孔尺寸,查参考文献5表2.3-54,得花键拉削余量为0.7-0.8mm,取0.8mm,即预制孔加工到,一次拉削到设计要求,查参考文献5表1.12-11,得花键偏差为。(3) 拨叉上端面的偏差及加工余量计算根据工序要求,其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下:粗铣:参照参考文献5表3.2-23。其余量值规定为,现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取。精铣:参照参考文献5表2.3-59,其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为根据参考文献5表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用IT7,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为毛坯的名义尺寸为:毛坯最小尺寸为:毛坯最大尺寸为:粗铣后最大尺寸为:粗铣后最小尺寸为: 精铣后尺寸与零件图尺寸相同,即保证尺寸72mm,表面与花键轴的平行度公差为0.1mm。(4) 18H11()槽偏差及加工余量:铸造时槽没铸出,参照参考文献8表21-5,得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm,槽深机加工余量为2.0mm,再由参照参考文献3表21-5的刀具选择可得其极限偏差:粗加工为,精加工为。粗铣两边工序尺寸为:;粗铣后毛坯最大尺寸为:;粗铣后毛坯最小尺寸为:16+0=16mm;粗铣槽底工序尺寸为:33mm;精铣两边工序尺寸为:,已达到其加工要求:。(5) 2-M8螺纹偏差及加工余量:参照参考文献5表2.2-2,2.2-25,2.3-13和参考文献12表1-8,可以查得:钻孔的精度等级:,表面粗糙度,尺寸偏差是查参考文献5表2.3-47,表2.3-48,表2.3-71。确定工序尺寸及加工余量为:加工该组孔的工艺是:钻攻丝钻孔: 攻丝:攻2-M8螺纹孔。 3.6 确定切削用量及基本工时(机动时间)工序1:铣侧面机床:卧式铣床刀具:根据参考文献4表10-231,选用高速钢错齿三面刃铣刀,规格为:,齿数为12齿。铣削深度:每齿进给量:查参考文献5表2.4-75,取。铣削速度:查参考文献4表11-94,得,取机床主轴转速: 查参考文献5表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度: =82mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:工序2:钻预制孔机床:轻型圆柱立式钻床刀具:查参考文献4表10-175,选高速钢直柄麻花钻,钻预制孔到21.2mm,所以。进给量:根据参考文献5表2.4-38,取切削速度:参照参考文献5表2.4-41,取机床主轴转速,有:,按照参考文献5表3.1-36,取所以实际切削速度:切削工时 被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1机动时间: 工序3:拉内花键机床:卧式拉床L6120。刀具:查参考文献9表1.3-1,选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号,该刀具特点:拉削长度大于30mm,同时加工齿数不小于5。材料:W18Cr4V做拉刀材料,柄部采用40Cr材料(具体刀具设计见拉刀设计)。拉削过程中,刀具进给方向和拉削方向一致,拉刀各齿齿升量详见拉刀设计,拉削的进给量即为单面的齿升量。查参考文献5表2.4-118和2.4-119,确定拉削速度=0.1160.08,取。拉削工件长度:;拉刀长度:(见拉刀设计);拉刀切出长度=510mm,取。走刀次数一次。根据以上数据代入公式(计算公式由参考文献5表2.5-20获得),得机动时间工序4:粗、精铣18H11底槽机床:立式升降台铣床()刀具:根据参考文献4表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm,内径40mm,刀宽粗铣16mm,精铣18mm,齿数为24齿。(1) 粗铣16槽铣削深度:每齿进给量:查参考文献5表2.4-75,得,取。铣削速度:查参考文献8表30-33,得机床主轴转速:查参考文献5表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度: =81mm刀具切出长度:取走刀次数1次机动时间: (2) 精铣18槽 切削深度:根据参考文献5表查得:进给量,查参考文献5表2.4-82得切削速度,机床主轴转速:,查参考文献5表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知, 刀具切入长度: =81mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 本工序机动时间工序5:粗、精铣上端面机床:卧式铣床刀具:根据参考文献4表10-231,选用高速钢错齿三面刃铣刀,规格为:,齿数为12齿。(1) 粗铣上端面铣削深度:每齿进给量:查参考文献5表2.4-75,取。铣削速度:查参考文献4表11-94,得,取机床主轴转速: 查参考文献5表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度: =82mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: (2) 精铣上端面 切削深度:根据参考文献4表11-91查得:每齿进给量,取,根据参考文献4表11-94查得切削速度机床主轴转速:,按照参考文献5表3.1-74取实际切削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知 刀具切入长度: =81mm刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间: 本工序机动时间工序6:钻孔并攻丝机床:摇臂钻床刀具:根据参照参考文献5表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。(1) 钻孔mm钻孔前铸件为实心,根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝,所以。钻削深度:进给量:根据参考文献5表2.4-38,取切削速度:参照参考文献5表2.4-41,取机床主轴转速,有:,按照参考文献5表3.1-31取所以实际切削速度:被切削层长度:刀具切入长度: 刀具切出长度: 取走刀次数为1,钻孔数为2个机动时间: (2) 攻2-M8螺纹通孔刀具:钒钢机动丝锥 进给量:查参考文献5表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度:参照参考文献5表2.4-105,取机床主轴转速:,取丝锥回转转速:取实际切削速度: 被切削层长度:刀具切入长度:刀具切出长度:,加工数为2机动时间:本工序机动时间:。3.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求,该ca6140车床拨叉831003的年产量为5000件。一年以240个工作日计算,每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算,则每个工件的生产时间应不大于22.8min。参照参考文献5表2.5-2,机械加工单件(生产类型:中批以上)时间定额的计算公式为: (大量生产时) 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为: 其中: 单件时间定额 基本时间(机动时间) 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值3.7.1 铣侧面加工机动时间:辅助时间:参照参考文献5表2.5-41,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,并查参考文献5表2.5-42,取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-43,单件时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。3.7.2 钻预制孔加工机动时间:辅助时间:参照参考文献5表2.5-41,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短,并查参考文献5表2.5-42,取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-43,单件时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。3.7.3 拉25H7内花键机动时间: 辅助时间:参照参考文献3表2.5-66,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-67取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-68得单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。3.7.4 粗、精铣18H11底槽(1) 粗铣16槽机动时间:辅助时间:参照参考文献5表2.5-45,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-46取装卸工件时间为,单件加工时已包括布置、休息时间,由于此次工序中装夹了两个加工件,应乘以多件装夹系数,查该表注释得两件装夹系数为0.6,因此装卸工件时间min,则。:根据参考文献5表2.5-48,单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。(2) 精铣18H11槽机动时间:辅助时间:参照参考文献5表2.5-45,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-46取装卸工件时间为,单件加工时已包括布置、休息时间,由于此次工序中装夹了两个加工件,应乘以多件装夹系数,查该表注释得两件装夹系数为0.6,因此装卸工件时间为min,则。:根据参考文献5表2.5-48,单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。3.7.5 粗、精铣上端面加工机动时间:辅助时间:参照参考文献5表2.5-45,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-46取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-48,单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。3.7.6 钻、攻2-M8螺纹孔(1) 钻6.7mm孔机动时间: 辅助时间:参照参考文献5表2.5-41,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-42取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-43,单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。(2) 攻2-M8螺纹孔机动时间: 辅助时间:参照参考文献5表2.5-41,取工步辅助时间为。查参考文献5表2.5-42取装卸工件时间为。则:根据参考文献5表2.5-43,单间时间定额有:22.8min因此,达到生产要求。时间定额填入工序卡中,工艺过程卡、工序卡见(附表)本设计中的工艺文件部分。3.8 本章总结 本章确定了零件的工艺路线,以及设计夹具前的定位基准选择,为后续的专用夹具设计做好准备,根据毛坯尺寸及设计要求确定各个加工方案,再由各个加工方案选择机床类型、刀具类型、切削用量以及机加工时间并编入工艺文件中。 结 论毕业设计是本科毕业前的一次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过本次设计,对ca6140车床拨叉831003的加工工艺及其夹具设计分析,对工艺和夹具、刀具设计有了进一步认识,从书上的理论知识转换到实际运用,是一个漫长而艰苦的过程,在设计过程中遇到了很多自己不能独立解决的问题,在卢老师的指导下,问题得以一一解决。在本次设计中,对零件的工艺分析是整个设计的前提,一个好的工艺规程应考虑加工工艺装备等,如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状,即高精、高效、经济。 参 考 文 献1 李旦,邵东向,王杰机床专用夹具图册M,哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005。2 贵州工学院机械制造工艺教研室机床夹具结构图册M,贵阳:贵州任命出版社,1983。3 陈宏钧实用金属切削手册M,北京:机械工业出版社,2005。4 陈宏钧实用机械加工工艺手册M,北京:机械工业出版社,2003。 5 李洪机械加工工艺手册M,北京:机械工业出版社,1990。6 马贤智机械加工余量与公差手册M,北京:中国标准出版社,1994。7 强毅设计图实用标准手册M,北京:科学出版社,2000。8 杨叔子机械加工工艺师手册M,北京:机械工业出版社,2001。9 四川省机械工业局复杂刀具设计手册M,北京:机械工业出版社,1979。10 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学机床夹具设计手册M,上海:上海科学技术出版社,1980。11 李庆余,张佳机械制造装备设计 M,北京:机械工业出版社,2003。12 廖念钊,莫雨松,李硕根互换性与技术测量M,中国计量出版社,2000:9-19。13 王光斗,王春福机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2000。14 何玉林,沈荣辉,贺元成机械制图M,北京:机械工业出版社,2000。15 邓文英金属工艺学M,北京:高等教育出版社,2001。16 Machine Tools N.chernor 1984.17 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.18 Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984 . 45 致 谢首先,我要感谢XXX老师对毕业设计的指导。在毕业设计中,卢老师花了大量的时间提出了很多的设计问题,并给予了很多的建议,让我知道了在做设计时应多方面考虑问题,同时,卢老师认真、负责的工作态度,让我在此次设计路上走的更为平坦,衷心的感谢卢老师,您辛苦了!同时,我深深感谢在大学四年中教授我知识的老师们。你们辛苦的付出,让我在学习中收获了很多,在你们的课堂上,我受益匪浅,得到了不少对我论文有帮助的知识和想法。我也非常感谢我的父母。在学习和生活上,他们一直都很支持我,使我能全身心地投入到学习中,在此,我想对我的父母说:你们辛苦了,我会尽最大的努力来让你们过上最幸福的日子,请相信我。最后,很感谢阅读这篇毕业设计(论文)的人们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计(论文)。 46
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