CA6140车床拨叉[831005] 加工工艺及铣8槽夹具设计[版本5]
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械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号4零件名称拨叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹具和辅助工具名 称型 号专用夹具铣床X62W工序工步工步说明刀具量具走刀长度(mm)走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速(r/min)切削速度(m/min)基本工时min41铣800。03mm的槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块60180.01837574.20.49机械加工工艺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件数每 台 件 数备 注 工 序 号装 夹工 步工 序 内 容同时加工零件数切削用量设备名称 及编号 工艺装备名称及编号技 术 等 级工时定额切削深度 /mm切削速度/ (m/min)每分钟转数或往复次数;进给量/mm夹 具刀 具量 具单件准 终111以40外圆定位,粗车、半精车端面A,钻、扩花键底孔220+0.28,两端倒角15012204800.13C31631转塔式六角车床专用夹具三爪自定心卡盘游标卡尺0.38211拉花键,以A面为定位基准11255000.09卧式内拉床L6106/1专用夹具拉刀游标卡尺0.83311以花键孔中心线及A面为定位基准,粗铣、精铣槽B面12141.39000.2X62W卧式铣床专用夹具立铣刀游标卡尺0.25411以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削槽80+0.0310.5125.68000.1X62W卧式铣床专用夹具立铣刀游标卡尺1.05511以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削、磨槽180+0.01212117.157500.8X62W卧式铣床专用夹具砂轮游标卡尺0.75611钳工711编制 (日 期)审 核 (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 字日期机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共1页第1页材料 牌号HT200毛胚种类铸件毛胚外形尺寸100mmX80mmX40mm每毛胚可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺设备工时/min准终单件1车削以40外圆定位,粗车、半精车端面A,钻、扩花键底孔220+0.28,两端倒角150C31631转塔式六角车床三爪自定心卡盘0.642拉花键拉花键,以A面为定位基准卧式内拉床L6106/1专用夹具0.133铣削以花键孔中心线及A面为定位基准,粗铣、精铣槽B面X62W卧式铣床专用夹具0.8614铣销以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削槽80+0.03X62W卧式铣床专用夹具0.495铣削以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削、磨槽180+0.012X62W卧式铣床专用夹具3.96钳工钳工7终检终检设计审核标准化会签标记处数更改文件名签字日期标记处数更改文件名签字日期 设计说明书题目:拨叉831005的工艺规程及铣8槽夹具设计目录序言1第1章 零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析3第2章 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式42.2 定位基准的选择52.3 零件表面加工方法的选择52.4 制定工艺路线62.5确定切削用量及基本时间7第3章 夹具设计113.1 问题的提出113.2 定位基准的选择113.3 切削力及夹紧力计算113.4 定位误差分析133.5 夹具设计及操作简要说明13第4章 拨叉夹具的三维造型设计154.1标准零件的三维视图的绘制154.2非标准零件的三维视图的绘制164.3夹具的三维装配图的设计27总 结28致 谢29参 考 文 献3017序言机械制造业是组件的大小和位置和产品制造、装备机械设备行业。机械制造的产品可以直接使用,也可以提供其他行业生产设置,社会许多机器或生产产品。我们的生活离不开制造业,制造业是非常重要的在一个国家的经济发展,因此,是一个重要的基础,一个国家或一个地区的发展和支持。从某种意义上说,机械制造的程度是衡量一个国家国民经济重要指标综合能力和科学技术水平。拨叉831005工艺规程及夹具设计是完成学习机械制图、设计、工程材料课程计划下一个演讲的关键。严肃处理的一部分,定位,夹紧和流程线,很难确定大小,和专用夹具设计,确保零件质量。这种设计也想让自己的学习学习技巧和智慧改造。所以这个设计是一个综合性、实用性强,范围广泛。所以在设计不仅应该注意的基本概念,基本理论,并要注意生产实践的需要,只有各种各样的理论与生产实践相结合,可以很好的完成设计。缺点设计水平有限,难以避免的错误,请老师指点建议。第1章 零件的分析1.1零件的作用拨叉是一种辅助零件,通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块,滑套的凸块插入齿轮的凹面,把滑块与齿轮连在一起,使齿轮带动滑块,滑套带动输出轴,将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离,达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知,车换档时要减速,这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击,延长零件的使用寿命。该拨叉在变换档位时要承受弯曲应力及冲击载荷作用,因此该零件应有足够强度,刚度和韧性,以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为叉轴孔22+0.280,拨叉脚内表面及操纵槽。宽度为18+0.0120mm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18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2零件的工艺分析 工艺分析的目的,一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理,是否便于加工和装配;二是通过工艺分析,对零件的工艺要求有进一步的了解,以便制订出合理的工艺规程。 该零件为大量生产的小型零件,在生产时要注意零件的:1 便于装夹 零件的结构应便于加工时的定位和夹紧,装夹次数要少。2 便于加工 零件的结构应尽量采用标准化数值,以便使用标准化刀具和量具。同时还注意退刀和进刀,易于保证加工精度要求,减少加工面积及难加工表面等。 CA6140拨叉共有两组加工表面:1.2.1以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括25+0.0230mm的六齿矩形花键孔22+0.280花键底孔两端的2X150倒角和距中心线为27mm的平面。1.2.2以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.0120mm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。第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式本零件材料为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,故采用砂型手工铸造,中批量生产,可满足制造精度及工艺要求,且经济合算。零件形状简单,因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近,又因内孔很小,不可铸出。2.2 定位基准的选择基准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,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。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为粗基准。并且作为粗基准的表面应平整,无毛刺,飞边或其他表面缺陷。该零件属于一般轴类零件,选用拨叉头左端面及40mm外圆面做粗基准。采用40mm的外圆面定位加工内孔可保证壁厚均匀,采用拨叉头左端面A面做粗基准加工右端面可为后续工序准备好精基准。精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。根据该拨叉零件图的技术要求及装配要求,选择拨叉头的右端面和叉轴孔220+0.28作为精基准。因为零件上很多表面都可以用它们做基准进行加工,叉轴孔220+0.28的轴线使设计基准,选用其作精基准加工操纵槽上表面及下表面,以及叉脚内表面。拨叉头右端面作精基准遵循了基准重合原则,因为该拨叉在轴向的尺寸多以该端面为设计基准。2.3 零件表面加工方法的选择(1) 工件被选为精基准的右端面为未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14表面粗糙度Ra3.2,需进行粗车和半精车。(2) 花键底孔公差等级IT12,表面粗糙度Ra6.3,需进行钻孔和扩孔。(3) 工件上表面B面,表面粗糙度Ra3.2,公差等级IT14,需进行粗铣和半精铣。(4) 槽80+0.03深表面粗糙度Ra6.3,公差等级IT14,只需粗铣,槽80+0.03宽表面粗糙度Ra1.6,公差等级IT8,需进行粗铣和精铣。(5) 槽180+0.012深表面粗糙度Ra3.2,公差等级IT14,需进行粗铣和半精铣,槽80+0.03宽表面粗糙度Ra3.2,公差等级IT6,需进行粗铣精铣磨削。(6) 花键大径25+0.0230公差等级IT7,表面粗糙度Ra1.6花键宽6+0.06+0.03公差等级IT9,表面粗糙度Ra3.2 采用同心式小径定心矩形花键拉刀拉花键,并进行渗碳淬火低温回火热处理。2.4 制定工艺路线方案一:工序一:粗车和半精车A端面,钻和扩花键底孔,两端倒角150工序二:粗铣、精铣槽B面工序三:铣削槽80+0.03工序四:铣削、磨槽180+0.012工序五:拉花键 工序六:钳工工序七:终检方案二:工序一:以40外圆定位,粗车、半精车端面A,钻、扩花键底孔220+0.28,两端倒角150工序二: 拉花键,以A面为定位基准。 工序三:以花键孔中心线及A面为定位基准,粗铣、精铣槽B面工序四:以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削槽80+0.03工序五:以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削、磨槽180+0.012工序六:钳工工序七:终检方案分析:上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很难对工件进行定位和夹紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案二中的第三、四、五道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为三、四、五道工序的定位基准。此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠,所以采用方案二比较合理。2.5确定切削用量及基本时间工序:以40外圆定位,粗车、半精车端面A,钻、扩花键底孔22+0.28,两端倒角1501) 切削深度 单边余量为Z=2mm 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.8mm/r3) 计算切削速度其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 确定机床主轴转速ns= 753r/min与753r/min相近的机床转速为750r/min。现选取=750r/min。所以实际切削速度= 5) 切削工时, t=i ;其中l=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min)工序:拉花键,以A面为定位基准1)选择拉刀。见机械加工工艺手册第三章中拉床选用花键拉刀2)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工时式中D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.55(min)工序:以花键孔中心线及A面为定位基准,粗铣、精铣槽8面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序:以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削槽181. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀,刀片采用YG8,,。2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 因为加工余量不大,一次加工完成2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序:以花键孔中心线及A面为定位基准,铣削、磨槽181) 选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为:砂轮磨料为刚玉,粒度为46#,硬度为中轮1级,陶瓷结合剂,6号组织,平型砂轮,其尺寸为350401272) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 3) 切削工时式中 D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量2.5(min)第3章 夹具设计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。由指导老师的分配,决定设计第4道工序铣8槽的铣床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于铣8槽,本道工序加工精度要求不高,为此,只考虑如何提高生产效率上,精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择我们采用已加工好的22孔及端面作为定位基准,端面限制3个自由度,花键轴限制2个自由度和旋转自由度,这样空间的六个自由度就限制完全了,为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用开口垫圈作为夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 (1)刀具: 采用端铣刀 8mm z=12机床: x51立式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=12mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力3.4 定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位,心轴为水平放置,由于定位副间存在径向间隙,因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙,即工件始终以孔壁与心轴上母线接触,故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向,且向下,见下图。式中 定位副间的最小配合间隙(mm); 工件圆孔直径公差(mm); 定位销外圆直径公差(mm)。图 心轴水平放置时定位分析图3.5 夹具设计及操作简要说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了开口垫圈夹紧方式。本工序为铣切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。总 结这个设计是大学研究的一项重要任务,这都是我们在大学的组织学知识体系,符合整个理论的现状的思考。加工质量、加工夹具设计,机械制造技术专业知识的结合。同时,也培养学生的自学能力和创新能力。如此全面和实用的设计,涉及到广泛的知识。所以在这两个基本概念的理解,设计的基本理论,并关注生产实践的需要,理论与实践,完成设计。通过在学校学院所有专业课程的理论与实践相结合的生产实践。这次毕业设计使我掌握系统、深入把握合理的处理部分。例如,参数,计算,材料的选择,的处理方式的选择,刀具的选择,测量工具的选择,等。也培养他们的综合利用技术设计和其他方面的知识,以及自己的独立思考能力和创新能力,进一步提高培训;同样,实现理论与实践的结合,也有理论与实践的区别。回顾这个设计,从主题和最后完成,从理论到实践,大约三到四个月的时间,这么说吧,学习很多东西,知识作为一个整体的各个方面,这也是大一大二学生和一些以前的知识,巩固和提高,考虑这个道理每个人都懂,也学到了很多从未学习书中的知识。通过毕业设计我深深,实际上仍然相当多的理论与实践。光只有一些知识的了解是不够的,你知道,毕竟,有些知识是无法满足现状的理论,但现实的知识,还需要实践,真正理解,然后了解,只能用在现实生活中,在生产的过程中使用。遇到遇到在设计过程中,当然,也不理解他的问题和麻烦,当然,也发现自己有很多缺点,以前学到的知识是无法完全掌握真正的适用。致 谢这种设计让我受益匪浅,对我未来的学习和步入社会奠定了良好的基础。通过指导老师的耐心指导,为我指明了方向,让我查一下顺利进入材料,设计状态,因此所获得的成就和指导老师的精心指导,在此我衷心的感谢我的指导老师,她严谨的科学态度,精益求精的工作态度深深地打动了我。她的精神将为我照亮前方的道路,为我树立了榜样,在这个指导老师表示衷心的感谢和致敬。参 考 文 献1. 崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社,20062. 王先逵主编.机械制造工艺学.北京.机械工业出版社,20053. 王先逵主编.机械加工工艺手册.北京.机械工业出版社,2006 4. 杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京:机械工业出版社,2001 5. 李旦、王杰主编.机床专用夹具图册.哈尔滨工业大学出版社,1998 6. 赵家齐主编.机床制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工艺出版社,20007. 陈于萍、周兆元主编.互换性与测量技术基础.北京.机械工业出版社,20058. 王光斗、王春福主编.机床夹具设计手册.上海.上海科学技术出版社,20009. 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,199410. 孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京:国防工业出版社,199911. 刘守勇主编.机械制造工业与机床夹具.北京:机械工业出版社,200012 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 200113 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 200114、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-66915、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491
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