CA车床拨叉加工设计说明书(00001)

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1、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20孔与操纵机构相连,二下方的50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20为中心的加工表面这一组加工表面包括：20 的孔,以与其上下端面,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M6的螺纹孔.这三个都没有高的位置度要求.2. 以50为中心的加工表面这一组加工表面包括：50 的

2、孔,以与其上下两个端面.这两组表面有一定的位置度要求,即50 的孔上下两个端面与20 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,

3、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20 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32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、尺寸精度与位置精度等技术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

4、产成本尽量下降.1、工艺路线方案一:工序1 铸造毛坯工序2钻扩两孔20工序3半精铣底面工序4粗镗 半精镗孔50工序5 粗铣 半精铣32端面工序6 粗铣 半精铣50端面工序7 粗铣32圆柱侧面工序8 钻锥孔8与M6底孔工序9 攻螺纹M6工序10 半精绞 精绞两孔20 工序11 切断工序12 去毛刺 清洗工序13 终检2、工艺路线方案二:工序1 铸造毛坯工序2 半精铣底面工序3 钻扩两孔20工序4粗镗 半精镗孔50工序5粗铣 半精铣50端面工序6 粗铣 半精铣32端面工序7 粗铣32圆柱侧面工序8 钻锥孔8与M6底孔工序9 攻螺纹M6工序10 半精绞 精绞两孔20 工序11 切断工序12 去毛刺

5、清洗工序13 终检3、工艺方案比较分析:上述两方案:方案一 是先加工内孔20, 再以20孔为基准加工底面,然后加工50内孔,而方案二 先加工底面,以底面为基准加工各面与20内孔.由方案一可见20孔为基准加工底面精度易于保证,再以底面为基准加工50孔各面基垂直度要求 ,可保证便于定位加工,符合中批生产要求,方案二较为合理.因此,最后的加工路线确定如下：工序1 半精铣底面/以32端面为基准,选用X52K立式和专用夹具工序2 钻扩两孔30/以50内孔为基准选用Z3025摇臂钻床和专用夹具工序3 粗镗,半精镗孔50/以两个圆粒32外围与底面为粗基准 选用T611卧式铣镗床和专用夹具.工序4 粗铣 半精

6、铣50孔端面工序5 粗铣,半精铣32端面/以底面与32外围为基准工序6 粗铣32圆柱侧面/以底面为基准,X62卧式铣床和专用夹具工序7 钻锥孔8与M6底孔/以20端面为基准选用Z3025摇臂钻床与专用夹具工序8 攻螺纹m6工序9半精绞,精绞两孔20/以50内孔为基准Z3025摇臂钻床工序10 切断/以20端面与底面为基准选用x62卧式铣床床和专用夹具工序11 去毛刺清洗工序12 终检,四机械加工余量,工序尺寸与毛坯尺寸的确定拨叉零件材料为HT200 HB170240,毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯.依据上述原始资料与加工工艺,分别确定各加工面的机械加工余量,工序尺寸与毛坯尺寸如

7、下： 、由于工件较小,为方便加工节省材料将两件铸在一起,同时加工. 、铸件的圆角半径 按表 选则金属型铸造 R=3-5mm,拔模斜度外表面=0O30.毛坯热处理方式为自然失效处理以消除铸造应力. 、两内孔20 +0.0210,考虑其孔径较小铸造困难,为简化铸造毛坯外型,现直接将32圆柱铸成实心的. 、两内孔精度要求IT7参照机械制造工艺设计简明手册以下简称工艺手册表2.3-8确定工序尺寸与余量为：钻孔： 18扩孔： 19.8 2Z=1.8mm半精绞： 19.94 2Z=0.14mm精绞： 20+0.0210 、内孔50+0.05+0.25毛坯为铸孔,内孔精度要求IT12表面粗糙度为Ra3.6,

8、参照工艺手册表2.3-10确定工序尺寸与余量为:一次 粗镗45二次 粗镗48 2Z=3三次 半精镗49.7 2Z=1.7四次 精镗50+0.50+0.25 2Z=0.3 、内孔50端面加工余量：按照工艺手册表 得孔外端面单边加工余量为1.5,基准为2.0公差CT=1.1 表铣削余量精铣削的公称余量为 Z=10铣削公差：现规定本工序粗削的加工精度为IT11级,因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm,由于毛坯与以后各道工序的加工都有加工公差,因此规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际上,加工余量有最大与最小之分,由于本设计规定的零件为中批生产应该采用调整法加工,因此在计算最大最小加工余量

9、时应按调整法加工方式予以确定.50基准端面毛坯尺寸加工余量 Zmax=2.0+1.1=3.1 Zmin=2.0-1.1=0.950半精铣的加工余量Z=0.8粗铣加工余量Z=1.2毛坯名义尺寸:12+22=16毛坯最大尺寸:16+1.12=18.2毛坯最小尺寸:16-0=16粗镗后最大尺寸:12+0.8=12.8粗镗后最小尺寸:12.8-0.22=12.58半精镗后与零件图尺寸相同即12-0.06-0.18 、两32圆柱端面加工余量与公差圆柱32圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣、半精铣比对单边余量Z=1.5mm,公差CT=1.3.32半精铣的加工余量Z=0.8粗铣加

10、工余量Z=1.2毛坯名义尺寸:30+22=34毛坯最大尺寸:34+1.12=36.4毛坯最小尺寸:34-0=34粗镗后最大尺寸:30+0.8=30.8粗镗后最小尺寸:30.8-0.22=30.58半精镗后与零件图尺寸相同即30-0.06-0.18五加工基本工时工序1 粗铣、半精铣底面1.选择工具 据切削手册 根据表1.2选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap4 铣削宽度ae90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10 铣刀几何形状查表 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22.选择切削

11、用量 决定铣削深度ap ap=h=2mm 决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 选择铣刀磨纯标准与刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣刀直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min 根据当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8故:c=t k=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.

12、8=230r/minf=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书选择n =300r/min fc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=fc / =375 / 30010=0.125mm/z根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.50.75=5.63KW,故PccPcm 因此所选择的切削用量可以采用即

13、ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 计算基本工时tm = L / f式中 L=176mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量与超切量Y+=35 则L=221mm 故tm=221 / 375=0.56min工序2 钻扩两孔201 选择钻头选择锥柄麻花钻 查表 d0=18钻头几何形状双锥,修磨横刃 =30 2=100 b=3.5 0=11 b=2mm L=4mm2.选择切削刀具进给量f 按加工要求决定进给量: 根据表2.7 当加工要求为H12HB 精度铸铁HBS200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于L/d=3

14、0/18=1.67 故应乘以孔深修正系数kcf=1 f= 0.430.53 mm/r 按钻头强度决定进给量根据表2-8 当HBS=200 d=18mm 钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r 按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9 当HBS210 d0=20.5 机床进给机构允许的轴向力为6960N进给量为0.6mm/r从以上三个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 f=0.430.53mm/r根据Z3025钻床,选择 f=0.5 mm/r 决定钻头磨纯标准与寿命 由表2.12 当d0=18 时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min切削进度由表2.15 HBS

15、 170240, f=0.5mm/r d20 c=16m/minn =1000/d0=100016/=254.7r/min检验机床扭矩与功率根据表2.20 当f=0.5mm/r d019 时 mt=64.45 N*M根据Z3025 钻床说明书 当nc=250r/min 时 Mm=80 N*M根据表2.23 当HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 时 Pc=1.1KW查设计手册表4.2-11 PE=2.2KW由于MCMm PCPE 故选择之切削用量可用,即f=0.5min/r nc=250r/min c=16m/min计算基本工时tm =L / nfL=L+Y+,L

16、=30 mm 入切量与超切量由表2.29 查出Y+=10mmtm =L / nf= / =0.32min两孔tm=0.320.2=0.64min 4.扩孔 选择扩刀选择硬质合金扩孔钻d0=19.8mm钻头几何形状为r0=5 0=8 kr=30 kr=30 =10 b0=1mm 选择进给量与切削进度查简明机械加工工艺手册表11-15切削速度=钻= 16=85.3 m/min 取=6 m/minn =1000/d0=10006 / 3.14 20 =95.5 r/min查表2.10 d0=20 HB=200 时, f=0.91.1根据Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r 钻头磨纯标准与

17、寿命由表2.12 当 d0=20mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.6mm 寿命T=30 mintm =L / nf= L+Y+/ nf=/=0.23min两孔tm=2 0.32=0.64 min工序3 粗镗 半精镗50孔1.选择刀具:查表机械加工工艺手册表11.2-10选择莫式锥柄3 刀杆直径D=30 高速钢刀头2.选择切削用量有工艺手册表2.3-10得粗镗49.7 2Z=4.8半精镗50+0.50+0.25 2Z=0.2粗镗孔至48,单边余量Z=2.4/mm一次镗去全部余量ap=2.4 mm进给量f=0.52 mm/r根据有关手册确定卧式镗床的切削速度 为=3.5m/minnw =1

18、000r / d =100035 / 3.1450 =223r/min查表4.2-20 T611卧式镗床主轴转速n=250r/min切削工时 L=12 L2=3 L3=4mm 则t1= / nf = /2500.52=0.15min半精镗孔50+0.50+0.25 3.切削用量单边余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap0.1mm进给量 f =0.2mm/r根据有关手册,确定卧式镗床切割进度=50m/min 查表4.2-20 T611卧式镗主轴转速 n =315 r/min切削工时 L=12 L2=3 L3=4 则t2= / nf= / 3.50.2=0.3min工序4 粗铣 半精铣端面50

19、1.选择工具 据切削手册 根据表1.2 选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap4 铣削宽度ae90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10 铣刀几何形状查表 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22选择切削用量 决定铣削深度ap ap=h=2mm 决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 选择铣刀磨纯标准与刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铣刀直径d0=100mm 故

20、刀具寿命T=180min 根据当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=t k=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minf=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书选择n =300r/min fc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=fc /

21、 =375 / 30010=0.125mm/z 根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.50.75=5.63KW故PccPcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 3.计算基本工时tm = L / f式中 L=72mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量与超切量Y+=35 则工时为 tm =L / nf=/375=0.21min工序5 粗铣

22、半精铣两孔20端面1.选择工具 切削手册 根据表1.2选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap4 铣削宽度ae90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10 铣刀几何形状查表 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22选择切削用量 决定铣削深度ap ap=h=2mm 决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 选择铣刀磨纯标准与刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铣刀直径d0=

23、100mm 故刀具寿命T=180min 根据当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=t k=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minf=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书选择n =300r/min fc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minF

24、zc=fc / =375 / 30010=0.125mm/z 根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.50.75=5.63KW故PccPcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 3.计算基本工时tm = L / f式中 L=176mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量与超切量Y+=35 则L=221mm 故tm=221 / 375=0.56

25、min工序6 粗铣32圆柱侧面1.选择工具 切削手册 据表1.2选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap6 铣削宽度ae90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10 铣刀几何形状查表 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22选择切削用量 决定铣削深度ap ap=h=6mm 决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 选择铣刀磨纯标准与刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铣刀

26、直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min 根据当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=t k=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minf=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min根据X62型卧式铣说明书选择n =300r/min fc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m

27、/minFzc=fc / =375 / 30010=0.125mm/z 根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X62型卧式铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.50.75=5.63KW故PccPcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 3.计算基本工时tm = L / f式中 L=20mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量与超切量Y+=35 则故tm= L / nf=/375=0.07

28、min工序7钻锥孔8与M6底孔一.钻锥孔8 1.锥柄麻花钻 d=7.8 mm钻头几何形状为双锥修磨横刃=302=118 be=3.5mm 0=12 =552.选择切削用量 按加工要求决定进给量根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则f = 0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r 决定钻头磨纯标准与寿命由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min 决定切削速度由表2.15 硬度

29、HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/minn =1000/d0=100022/=350 r/min由钻床说明手册选取 n=400 r/min3.计算工时tm =L / nf= L+Y+/ nf=/4000.4=0.26min二.钻M6底孔1.锥柄麻花钻 d=5.2mm钻头几何形状为双锥修磨横刃=302=118 be=3.5mm 0=12 =552.选择切削用量 按加工要求决定进给量根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则f

30、 = 0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r 决定钻头磨纯标准与寿命由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min 决定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/minn =1000/d0=100022/=350 r/min由钻床说明手册选取 n=400 r/min3.计算工时tm =L / nf= L+Y+/ nf=/4000.4=0.1 min工序8 攻螺纹M6切削速度=0.1m/s=6 m/min则ns =238 r/min按机床选取nw=19.5r/min

31、则 =4.9 m/min基本工时:L=6mm L1=3mm L2=3mm 攻M6孔tm1=/nf=/195=0.06 min工序9 办精绞 精绞两孔201.选择绞刀查设计手册表3.1-19 选用硬质合金锥柄机用绞刀 d=20mm2.选择进给量f 绞刀磨纯标准与寿命由表2.12,当d0=20 mm 时 ,绞刀后刀面最大磨损取为0.5 mm 寿命T=45 min 切削速度进给量f查切削手册表2.25铸铁硬度HBS200 d0=1025 mm ap=0.060.15 mmf=0.20.4 mm/r c=1015 m/min 根据钻床进给量查设计手册表4.2-13 取f=0.3mm/rn=1000/d

32、0=100015/=239 r/min查表4.2-12 取nc=250 r/min3.计算工时tm =L / nf= L+Y+/ nf=/ 2=1.12 min工序10 切断1.选择刀具查设计手册表3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀d=400 mm L=4 mm z=202.刀具寿命查表3.8 高速钢切断铣刀 d40T=45 min3.切削用量ap=12 mm一切走刀切断 fz=0.1 mm/z查表3.27 c=Cd0q / TmapxfzxZpC=10.5 d0=40 q=0.2 Tm=450.15 apx=120.2 fzx= Zp=200.1c= / =54.9 m/minn=1000 /d0=100054.9/=437 r/min根据x60 卧式铣床说明书设计手册表 机床主轴转速为nc=400 r/min计算基本工时tm =L / nf= L+Y+/f=/54.9=1.94 min最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片.11 / 11