CA6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计毕业设计

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1、CA6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计毕业设计 CA6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计 摘 要 随着科技的开展,机械制造行业已经是我国技术进步和社会开展的支柱产业之一。无论是传统产业,还是新兴的机械制造产业,都离不开形式各样的机械制造设备。本次毕业设计的内容主要内容就是对CA6140机床拨叉的工艺规程制定和对其中孔及假设干平面加工工序的夹具设计进行研究和探讨。在工艺规程编制方面,主要通过仔细分析拨叉零件图和相关技术要求,查阅零件相关资料,考虑了零件的工艺结构要求、批量生产要求、经济性、可行性等多方面因素,最终安排工序,并完成加工,其中包括各道工序的加工方法,机床

2、、刀具、夹具、辅具、量具的选择,基准面的选取,定位和夹紧方案的拟定,并将其编入工序卡片,清晰明了的表达出了整个加工过程。另外,在专用夹具设计方面,主要对一孔、一平面的加工工序进行了夹具方案的分析,计算和最终完成设计任务。 关键词:拨叉;工艺路线;定位与夹紧;专用夹具设计Abstract With the development of science and technology, machinery manufacturing industry of China has been technological progress and social development of pillar i

3、ndustries. Whether in traditional industries or new industries, it is inseparable from a wide range of machinery and equipment. This graduation of content which is the study about the protocol development process and the fixture design of the hole and some plane processing procedure. In terms of pro

4、cess rules, primarily through a careful analysis of the product parts and related technical requirements, check the parts relevant information considered part of the process of structural requirements, batch, and economics, feasibility, and more factors. The final arrangements for the operations to

5、finish processing, including the operations of processing method, machine tools, tooling, fixtures, assistive devices, measurement apparatus selection, select datum, positioning and clamp authoring, and process card, clarity of expression out the whole processing procedure. In addition, in fixture d

6、esign, the main design about a hole, a flat and a groove machining process has been analysised, computation and finally to complete the design task. Key words: Plectrum; process route; positioning and clamping; dedicated fixture design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 夹具设计的意义11.2 夹具设计研究概述21.2.1 夹具的定义21.2.

7、2 夹具开展概况21.2.3 夹具设计要解决的主要问题31.3 夹具的功能41.4 夹具组成41.4.1 夹具的根本组成局部41.4.2 夹具的其他组成局部51.5 夹具的分类51.5.1 按夹具的通用特性分类51.5.2 按夹具使用的机床分类51.6 夹具使用优点71.7 夹具设计要求71.7.1 夹具设计根本要求71.7.2 生产对其提出的新要求81.8 夹具设计特点81.9 现代夹具的开展发向9第2章 工艺规程的编制102.1 零件的分析102.1.1 零件的作用102.1.2 零件的工艺分析112.2 确定毛坯的制造形式122.3 基面的选择132.4 制定工艺路142.5 选择加工设

8、备及刀具、夹具、量具152.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定162.7 确立切削用量及根本工时19第3章 夹具设计373.1 工序30的夹具设计37 问题的提出373.1.2 夹具设计373.1.3 定位误差的分析403.1.4 夹具设计及操作的简要说明403.2 工序50的夹具设计403.2.1 问题的提出403.2.2 夹具设计413.2.3 定位误差的分析433.2.4 夹具设计及操作的简要说明433.3 工序70的夹具设计443.3.1 问题的提出443.3.2 夹具设计443.3.3 定位误差的分析473.3.4 夹具设计及操作的简要说明47第4章 机床夹具优化设计及经济效

9、益484.1 优化设计分析484.1.1成组夹具本钱484.1.2 优化设计的现实意义494.2 机床夹具柔性化494.3 机床夹具经济效益分析50结 论52致 谢53参考文献54?ContentsAbstractChapter 1 Introduction1 1.1 The significance of the fixture design1 1.2 Fixture design research overview2 1.2.1 The definition of a fixture2 1.2.2 Fixture development21.2.3 Design of jigs and f

10、ixtures to solve the main problems 3 1.3 Functions of fixtures3 1.4 Fixture composition4 1.4.1 The basic components of fixtures4 1.4.2 The other component of the fixtures4 1.5 Fixture of classification51.5.1 According to the common characteristics of classification fixtures5 1.5.2 The machine tool u

11、sed by fixture classification5 1.6 Use the advantages of fixtures6 1.7 Design of machine-tool fixtures7 1.7.1 Basic requirements for the design of fixtures7 1.7.2 Production on his proposed new requirements7 1.8 Fixture design characteristics8 1.9 Development of modern fixtures sent to9Chapter 2 The

12、 compilation of procedures10 2.1 Part of the analysis10 2.1.1 Part of the role10 2.1.2 Parts of the Process Analysis11 2.2 Determine the form of blank manufacturing12 2.3 The choice of base level13 2.4 Develop route14 2.5 Select the processing equipment and tooling, fixtures, measuring tools15 2.6 A

13、llowance, dimensions and fur dimension16 2.7 Establishment of cutting and basic work19Chapter 3 Fixture design36 3.1Fixture design of the third working procedure37 3.1.1 Problem37 3.1.2 Fixture design403.1.3 The analysis of positioning error403.1.4 Fixture design and a brief description of the opera

14、tion40 3.2 Fixture design of the fifth working procedure40 3.2.1 Problem40 3.2.2 Fixture design41 3.2.3 The analysis of positioning error433.2.4 Fixture design and a brief description of the operation43 3.3 Fixture design of the seventh working procedure44 3.3.1 Problem44 3.3.2 Fixture design44 3.3.

15、3 The analysis of positioning error473.3.4 Fixture design and a brief description of the operation 47Chapter 4 Fixture design optimization and economic benefits48 4.1 Optimal Design and Analysis48 4.1.1 Group fixture costs48 4.1.2 The practical significance of design optimization49 4.2 Flexible Mach

16、ine Tool Fixture49 4.3 Economic Analysis of jigs and fixtures50Conclusion52Thanks53References54第1章 绪论 随着科学技术的高速开展,机械产品不断更新换代,其产品型号越来越多,质量要求越来越高,更新周期越来越短,使机械制造工程飞速的开展。在机械加工过程中,夹具占有非常重要的地位。它可靠地保证了工件的加工精度,提高了加工效率,减轻了劳动的强度。夹具的设计过程中,应深入生产实际,对工件的图纸、工艺文件,生产纲领等分析,精心调查研究,吸取国内外的先进技术,制订出合理的设计方案1。 机械加工必须保证零件的加工

17、质量,到达设计图纸规定的各项技术要求,同时还应该具有较高的生产率和经济性。因此,机械加工工艺规程设计就是一项重要的工作。它要求设计者必须具有丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺根底理论知识。 在指定工艺规程时,应根据零件的产量和现有的设备条件,综合考虑加工质量、生产率和经济性的要求,经过反复分析比拟,确定最优方案。1.1 夹具设计的意义 零件在工艺规程制定之后就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外,成批生产时还要用机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置,使工件相对于机床或刀具获得正确的位置,机床夹具的好坏将直接影响工件加工外表的位置精度,所以机床夹具设计是装备设计中

18、一项重要的工作,是加工过程中最活泼的因素之一2。 因此,好的夹具设计可以提高产品劳动生产率,保证和提高加工精度,降低生产本钱等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率,降低本钱。在当今剧烈的市场竞争和企业信息化要求下,满足企业对夹具的设计制造的更高要求。 CA6140车床拨叉铣、钻等工序使用的专用夹具设计应针对加工零件,应到达结构紧凑、操作简便、生产率高。所以对CA6140车床拨叉加工工艺及夹具设计,不但是我们对大学所学的知识的一个整合,而且是对结构设计和工艺设计方面的一次训练。1.2 夹具设计研究概述1.2.1 夹具的定义 夹具是一种装夹工件的一种工艺装备,它广泛

19、地应用于机械制造过程的切削加工,热处理装配,焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具,在现代生产过程中,机床夹具不可缺少。它直接影响着加工的精度,劳动生产率和产品的制造本钱等,故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件3。1.2.2 夹具开展概况 随着科学技术的不断进步,夹具已从一种辅助工具开展成为门类齐全的工艺装备。改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面技术资源,有方案的进行企业的技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术、产品质量以及经济效益有了很大的提高,为繁荣国内市场,扩大出口创汇,

20、推动国民经济的开展起了重要作用。 夹具最早出现在1787年,至今经历了三个开展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业开展初期。机械制造的精度较低,机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺,而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具;第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的开展,夹具的门类才逐步开展齐全。夹具的定位、夹紧、导向(或对刀)元件的结构也日趋完善,逐渐开展成为系统的主要工艺装备之一;第三阶段,即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高,夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。 我国的机械制造业经过50多年,特别是近20年的开

21、展,已形成了品种繁多、门类齐、布局合理的机械制造工业体系。许多科研院所、大专院校和企业研制出了一大批成套技术装备和多种高精尖产品,有些已接近或到达国际先进水平。 现代机床夹具的开展为了适应现代机械工业向高、精,尖方向开展的需要和多品种、中小批生产的特点,机床夹具的主要开展方向表现为精密化4。 目前中国制造业开展迅猛,以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件,导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业开展和各种各种零件的需求与日俱增,加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。 目前,除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外,在数控机床上,尤其在加工中心上出现了各种自动装夹

22、工件的夹具以及自动更换夹具的装置,充分发挥了数控机床的效率。 为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要,扩大夹具的柔性化程度,改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构,开展可调夹具结构,将是当前夹具开展的主要方向,使机械产品不断更新换代,品种型号越来越多.质量越来越高,更新周期越来越短5。1.2.3 夹具设计要解决的主要问题 夹具设计最关键是要求对工件定位正确,且满足定位精度要求。首先得了解影响定位精度的因素,然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度,那么可以提高夹具的制造精度,减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外,选择夹具的类型与结构型式必须与

23、零件生产批量大小相适应,夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度,从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用平安、并有合理的装卸空间6。1.3 夹具的功能 机床夹具的主要功能是定位和加紧。定位是确定工件在夹具中占有正确位置的过程。通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的,而夹紧那么是工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 机床夹具的特殊功能是对刀和导向,通过调整工件切削刃相对工件或夹具的正确位置。而导向那么是如钻床夹具中的钻模板和钻套,能迅速确实定钻头的位置,并引导其进行钻削。 机床夹具能够降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂

24、人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧,这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度7。1.4 夹具组成1.4.1 夹具的根本组成局部 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的根本组成局部是定位元件,夹紧装置和夹具体三个局部,这也好似夹具体的主要内容。 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ,通常当工件定位基准面的形状确定后,定位元件的结构也就确定了。夹紧装置也是夹具的主要元件之一,一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构,形状有回转体形和底座等多种定位元件,夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。1.4.2 夹具的其他组成局部 1. 连接元

25、件 根据机床的工作特点,夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式:一种是安装在机床工作台上,另一种是安装在机床主轴上,连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。 2. 对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中,用以对刀块。调铣刀对刀前的位置,对刀时,铣刀不能与对刀块直接相连,以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作外表。导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套,它们能确定刀具的位置,并引导刀具进行切削。 3. 其他元件和装置 根据加工的需要,有些夹具分别采用分度装夹,靠模装置上下料加工工艺机器人等8。1.5 夹具的分类1.5.1 按夹具的通用特性分类 这是一种根本的分类方法,主要反响夹具在不同生产类型中

26、的通用特性,故也是选择夹具主要依据。目前,我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。1.5.2 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计使用的分类方法,如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具,如图1-1,1-2,1-3所示: 图1-1 钻床夹具图1-2 铣床夹具 图1-3 工装夹具 设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同9。1.6 夹具使用优点 夹具的使用一般包括两个过程,其一是夹具本身在机床上的安装和调整,其二是被加工工件在夹具中的安装。加工过程中,工件与刀具的相对位置容

27、易得到保证,并且不受各种主观因素的影响,因而工件的加工精度稳定可靠。 1. 所保证加工精度 用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响,使一批工件的加工精度趋于一致。 2. 提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正,可显著的减少辅助工时,提高劳动生产率,工件在夹具装夹后提高了工件的刚性,因此可加大切削用量,提高劳动生产率,可使用多工位夹具,并可采用高小夹紧机构,进一步提高劳动生产率。 3. 能扩大机床的使用范围 4. 能降低本钱 在批量生产后使用夹具后,由于劳动生产率的提高,使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因,明显的降低了本钱夹具制造本钱分摊

28、在一批工件上,没个工件制造的本钱是极少的,远远小于由于提高劳动生产率而降低的本钱,元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。 5. 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、平安10。1.7 夹具设计要求1.7.1 夹具设计根本要求 设计夹具时,应满足以下四项根本要求: 1. 保证工件的加工精度。 2. 保证工人的造作平安。 3. 到达加工的造作生产率要求。 4. 满足夹具一定的使用寿命和经济效应。1.7.2 生产对其提出的新要求 现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代,以适应市场剧烈竞争,现代生产对夹具提出了如下新的要求: 1. 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期。 2

29、. 能装夹一组相似性特征的工件。 3. 用于精密加工的高精度的机床。 4. 适用于各种现代化制造技术的新型技术。 5. 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置,进一步提高劳动生产率11。 1.8 夹具设计特点 机床夹具设计与其他装备设计比拟有较大的差异,主要表现在以下五个方面: 1. 要有较短的设计和制造周期,一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作。 2. 夹具的精度一般比工件的精度变了三倍。 3. 夹具在一般情况下是单体制造的,重复制造的时机通常要求夹具在投产时一次成功。 4. 夹具和操作工人的关系非常的密切,要求夹具与生产条件和操作密切结合。 5. 夹具的社会协作制造条件较差,特别

30、是商品化的元件较少,设计者要熟悉夹具的制造方法,以满足设计的工艺要求。1.9 现代夹具的开展发向 现代夹具的开展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。 随着机械产品精度的日益提高,精密化夹具势必也相应提高。高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的,以提高劳动生产率,减少工人劳动强度。夹具的柔性化与机床的柔性化相似,它是通过调组合等方式,以适应工艺可变因素的能力12。 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制造典型夹具结构的根底上,首先进行夹具元件和部件的通用化,建立典型尺寸系列或变型,以减少功能用途相近的夹具元件。舍弃一些功能低劣的结构,通用化方法包括:夹具、部件

31、、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件13。 第2章 工艺规程的编制2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用 题目给的是CA6140车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。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14。零件图如图2-1所示: 图2-1 拨叉零件图 零件上方的mm孔与操纵机构相连,而下方的mm半孔那么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实现变速。两件零件铸为一体,加工时分开。2.1.2 零件的工艺分析 零件的材料为HT200,为了满足

32、其性质要求,由参考文献15表2-3铸件制造方法选取金属型铸造方法,由参考文献16表2.2-4 灰铸铁件的硬度分级可知灰铸铁的硬度为190210HBS,具有较高的强度和耐磨性,适于承受较大应力和耐磨性的要求。CA6140车床拨叉有多处加工面,其中有两处加工外表,其间有一定位置要求。分述如下: 1. 以mm孔为中心的加工外表 这一组加工外表包括:mm的孔,以及40mm的圆柱上外表,其中主要加工外表为mm通孔,其粗糙度要求为1.6。 2. 以mm孔为中心的加工外表 这一组加工外表包括:mm的孔,以及75mm的两个端面。其中mm内孔的粗糙度要求为3.2,75mm的两端面有垂直度0.1的要求。 3. 将

33、两件铣断 这一组加工外表包括:铣断面的粗糙度要求为6.3。 4. 铣mm的槽 这一组加工外表包括:此槽端面的粗糙度要求为3.2,槽的底面的粗糙度要求为6.3。 5. 铣40mm外圆柱面上的平台 这一组加工外表包括:粗糙度要求6.3,其余为尺寸要求,精度不高。该零件加工外表之间有着一定的位置要求,主要是: mm孔的中心与mm孔的中心有位置要求mm。 mm的槽与mm的孔内外表有垂直度公差为0.08。 C、D两端面之间相对于的mm的孔内外表有垂直度公差为0.1。 由以上分析:对于以上加工外表,根据加工方法的经济精度及机床所能到达的位置精度,可先加工其中某一重要外表,然后借助于专用夹具加工其它外表,并

34、保证各种尺寸和位置的精度要求。2.2 确定毛坯的制造形式 根据零件的材料和形状确定毛坯为铸件,考虑零件在机床运行过程中可以承受较大载荷和冲击载荷,且零件结构又比拟简单,采用金属型铸造的方法来加工,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。这样不但提高生产率,而且可以保证零件的加工精度。毛坯零件图如图2-2所示: 图2-2 毛坯图 毛坯的铸造方法:选用金属型造型的方法。 毛坯的热处理:热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当,是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置,根据材料和热处理的目的而定。本次加工中热处理为预备热处理安排在机械加工之前,采用正火、调

35、质处理来改善材料的加工性能。此外,为了消除剩余应力,铸造后应安排人工时效。2.3 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。否那么,过程中会问题百出,甚至会造成大批废品,使生产无法正常运行。 1. 粗基准的选择 对于零件而言,尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件,那么应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准17。根据这个基准选择原那么,现以拨叉的底面和40mm的外圆外表为粗基准,利用V型块夹紧到达完全定位,然后进行钻55mm孔的加工。 2. 精基准的选择 为了保证定位基准和加工工艺基准重

36、合,所以选择零件的25mm圆外表为精基准,并且以“基准重合和“基准统一为原那么,来保证加工精度和装夹准确方便。2.4 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及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夹具,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,以便使生产本钱尽量下降。 1. 工艺路线方案一 工序一:铸造毛坯 工序二:将两件铣断 工序三:钻、扩、铰、精铰25mm孔 工序四:粗车、半精车、精车55mm孔 工序五:粗铣、精铣C、D面保证垂直度误差不大于0.1 工序六:粗铣B面 工序七:铣16mm的槽

37、,垂直度误差不大于0.08 工序八:铣40mm外圆上的平台 工序九:检验入库 上面的工序加工不太合理,因为如果先将两件铣断,破坏了零件的整体性,这样就达不到两个孔之间的位置要求,影响整个工件的加工要求,从而降低了零件的使用价值。由此得出下面一个方案。 2. 工艺路线方案二 工序一: 铸造毛坯工序二:以底平面D面为粗基准,用V型块定位,粗车、半精车、精车mm孔,使其到达精度要求工序三:以40mm圆柱外外表为基准,用V型块定位,并以mm的圆心为基准钻、扩、粗铰、精铰mm的孔,到达精度要求 工序四:将两件铣断工序五:以mm的内孔为精基准,以定位挡销和一压板实现定位,进行C、D两面的粗铣、精铣加工,使

38、C、D两面满足垂直度误差不大于0.1工序六:以mm的内孔为精基准,以D面和一辅助支撑实现定位,进行B面的粗铣加工工序七:以mm的内孔为精基准,铣mm的槽,保证槽的侧面相对于孔的垂直度误差是0.08 工序八:以mm的内孔为精基准,铣40mm外圆上的平台 工序九:去除毛刺 工序十:检验入库 比拟两种工序加工方案,考虑到加工的合理性及精度的要求,我们选择方案二的设计。2.5 选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中批,故加工机床设备等以通用机床为主,其生产方式以通用机床加专用夹具为主,工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均有人工完成。根据加工零件的具体工序,满足加工需求,根据文献15选择以下

39、机床、刀具和量具: 1. 机床的选择 铣面、铣槽、铣平台时均采用立式铣床X52K; 钻、扩、铰孔均采用立式钻床Z550; 车内孔时采用卧式车床C620-1。 2. 夹具的选择 该拨叉的生产纲领为中批生产,所以采用专用夹具。 3. 刀具的选择铣上下外表时采用硬质合金端铣刀,可以保证加工零件的精度要求; 铣槽时采用直柄立铣刀; 铣断时采用铣断铣刀; 钻孔时采用高速钢锥柄麻花钻; 扩孔时采用高速钢锥柄扩孔钻; 铰孔时采用硬质合金锥柄机用铰刀; 车孔时采用YG6硬质合金车刀。 4. 量具的选择极限量规或塞规、对角度尺寸采用专用夹具保证,其它尺寸采用通用量具即可。2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸

40、确实定CA6140车床拨叉零件材料为HT200,硬度190210HBS,抗拉强度,生产类型为中批量,铸造毛坯。 由文献18表2?17灰铸铁铸件预计的力学性能及应用举例及以上原始资料及加工工艺,分别确定各家工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1 求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸,长315mm,宽75mm,高80mm,故最大轮廓尺寸为315mm。 2 选取公差等级CT 由文献15表5-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁,得公差等级CT范围810级,取为10级。 3 求铸件尺寸公差 根据加工面的根本尺寸和铸件公差等级CT,由表5-3铸件尺寸公

41、差15得:公差带相对于根本尺寸对称分布。 4 求机械加工余量等级 由文献15表5-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁,得机械加工余量等级范围DF级,取为F级。 5 求RMA要求的机械加工余量 对所有加工外表取同一个数值,由文献15表5-4 要求的铸件机械加工余量(RMA)得最大轮廓尺寸为315mm、机械加工余量等级为F级,得RMA数值为2.5mm。 6 求毛坯根本尺寸 为方便加工,键槽处铸成实心。 C面、D面属双侧加工,应由文献15式(5-2)求出,即 RF+2RMA+CT/212+22.5+2.2/218.1mm B面为单侧加工,毛坯根本尺寸由文献15

42、式(5-1)求出,即 RF+RMA+CT/280+2.5+3.2/284.1mm 25mm孔属内腔加工,应由文献15式(5-3)求出,即RF-2RMA-CT/225-22.5-2.6/218.7mm 55mm孔属内腔加工,应由文献15式(5-3)求出,即式中 R?毛坯根本尺寸;F?毛坯的铸件轮廓尺寸;RMA?要求的机械加工余量;CT?公差等级。拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见如下表2-1表2-1 拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量 工程C面D面 B面 25mm孔 55mm孔?键槽公差等级CT 10101010?加工面根本尺寸12802555?铸件尺寸公差2.23.22.62.8?机械加工余量等级F

43、FFF?RMA2.52.52.52.5?毛坯根本尺寸18.184.118.7450 1. C面、D面的加工余量为6.1mm(为双边加工) 查文献15表5-49 平面精加工余量得精加工余量1mm,故粗加工余量为Z4.1mm,那么单边加工余量为Z2.05mm。 2. B面的单边总加工余量为Z4.1mm 查文献15表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z3.1mm。 3. 内孔(25mm的孔已铸成18.7mm的孔) 查文献15表5-42 基孔制7、8、9级(H7、H8、H9)孔的加工余量得工序尺寸加工余量: 钻孔至23mm 余量为4.3mm; 扩孔至24.8mm余量为1.8 mm; 粗

44、铰孔至24.94mm余量为0.14 mm; 精铰孔至25mm余量为0.06 mm。 4. 内孔55mm孔(55mm的孔已先铸初45mm的孔) 查文献15表5-42 基孔制7、8、9级(H7、H8、H9)孔的加工余量: 粗车45mm的孔至51mm余量为6mm; 半精车51mm孔至53.8mm余量为2.8mm; 精车至55mm余量为1.2 mm。 5. 铣16mm的槽 由文献15表5-41 凹槽加工余量及偏差得粗铣后半精铣宽度余量Z3mm,粗铣后公差为+0.18+0.27mm,半精铣后公差为+0.11mm。 工序尺寸加工余量: 粗铣至11.5mm; 半精铣至14.5mm余量为3mm; 精铣至16m

45、m余量为1.5mm。2.7 确立切削用量及根本工时 工序一:铸造毛坯。工序二:底平面B为粗基准,粗车、半精车、精车55mm的孔,使其粗糙度到达3.2已铸成45mm。 1. 粗车45mm的孔至51mm 1 选择主轴转速 选择C620-1车床,正转n101400r/min,反转n141580r/min;纵向f0.0286.33mm/r,横向f0.0143.16mm/r。 2 选择进给量 决定进给量,由文献15表5-57 卧式车床刀架进给量得:f0.0286.33mm/r,取f1.59mm/r 3 计算切削速度 由文献15表2-8 车削时切削速度的计算公式得: 式中 使用寿命T60min;158;0

46、.15;0.40;m0.2 由文献15表2-9车削过程中使用条件改变时的修正系数得1.0那么: m/min m/min 由文献15表5-56卧式车床主轴转速得转速n305 r/min那么实际切削速度m/min 4 计算根本工时 min式中 ?机动时间,min; L?刀具或工作台行程长度,mm; n?机床主轴转速,r/min; f?主轴每转刀具的进给量,mm/r。 2.半精车51mm的孔至53.8mm,切削余量为2.8mm 1 确定背吃刀量 mm。 2 确定进给量、计算切削速度 由文献15表5-121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得:v90m/min, f0.42mm/r。 r/min 采用

47、C620-1卧式车床,由文献15表5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速n480r/min那么实际切削速度 m/min 3 计算根本工时 由文献15表2-24 车削和镗削机动时间计算公式得:车孔切削工时的计算时间为:式中 i?走刀次数,i1;?刀具的切入长度,mm; ?刀具的切出长度,mm; ?单件小批量生产时的试切附加长度,0。那么mm mm所以min 3.精车53.8mm的孔至mm,粗糙度为3.2 1 确定背吃刀量 mm。 2 确定进给量、计算切削速度 由文献15表5-121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得:v90m/min, f0.56mm/r。 r/min 采用C620-1卧式车床

48、,由文献15表5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速n480r/min那么实际切削速度 m/min 3 计算根本工时 由文献15表2-24 车削和镗削机动时间计算公式得:镗孔切削工时的计算时间为:式中 i?走刀次数,i1; ?刀具的切入长度,mm; ?刀具的切出长度,mm; ?单件小批量生产时的试切附加长度,0。那么mm mm所以min 工序三:钻、扩、粗铰、精铰25mm的孔,使其到达精度要求 1钻23mm的孔 1 决定进给量 钻头直径为23mm,由文献15表5-127 高速钢钻头钻孔时的进给量查得进给量范围为0.78?0.96mm/r,取进给量f0.81mm/r,选用Z550钻床, 由文献1

49、5表5-64 立式钻床型号与主要技术参数查得进给机构许用最大抗力F24525N,查进给量范围为0.1?0.81mm/r,符合。 2 确定钻头的磨钝标准及寿命 由文献15表5-130 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命查得最大磨损限度为1.0mm,寿命T75min。 3 切削速度确实定 由文献15表2-13 钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得: 的单位:m/min式中 ; ; ; 。 由文献15表2?14 钻、扩及铰孔时使用条件改变时切削速度的修正系数得所以取 18m/min 由文献15表5?65 立式钻床主轴转速取转速n250r/min所以,实际切削速度 4 检验机床扭矩及功率由文献15表2?

50、15 钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式得: 式中 ?钻孔时的转矩,; ?刀具直径,mm; ?钻削时的进给量; ?切削力的修正系数;。所以 由文献15表5?68 立式钻床主轴各级转速能传递的转矩按薄弱环节得主轴能传递的转矩/得所以,所选的切削用量符合要求。 5 计算根本工时, 2. 扩23mm的孔至24.8mm 1 确定背吃刀量为 mm。 2 确定进给量,由文献15表5?128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f1.01.2mm/r,所以取 f1.196mm/r。 3 计算切削速度 由文献15表3?54 扩孔相较钻孔的选取方法得扩孔速度为钻孔速度的()倍故取由此算出转速按机床实际转

51、速,取 n125r/min那么实际切削速度 。 4 计算根本工时 , 3. 粗铰24.8mm孔至24.94mm 1 确定背吃刀量 mm,由文献15表5?136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm,符合被吃刀量的范围。 2 确定进给量 由文献15表5?128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f0.3 0.5mm/r,所以取f0.36mm/r。 3 计算切削速度由文献15表2?13钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得: 由文献15表5?130 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命得钻头后刀面最大磨损量为0.60.8mm,取0.6mm,寿命。式中 ; ;。 由文献15表2?14 钻、

52、扩及铰孔是使用条件改变时切削速度的修正系数得所以 由文献15表5?65 立式钻床主轴转速取转速n185r/min所以,实际切削速度 4 计算根本工时 由文献15表2-27 铰圆柱孔的超出长度得: 4. 精铰24.94mm孔至mm 1 确定背吃刀量 mm。由文献15表5?136 硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得被吃刀量mm,符合被吃刀量的范围。 2 确定进给量 由文献15表5?128 高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量f0.9 1.4mm/r,所以取 f0.9mm/r 3 由文献15表5-131 高速钢钻头钻碳钢及合金钢时的切削速度得理论转速为: 由文献15表5?56立式钻床主轴转速取转

53、速n185r/min所以,实际切削速度 4 计算根本工时 由文献15表2-27铰圆柱孔的超出长度得mm 工序四:将两件铣断 1 进给量确实定 由文献15表5?98 铣刀直径选用切断刀,铣刀直径应小于63mm,取63mm,齿数为6,可选用X52k立式升降台铣床。功率为7.5 kw,由文献15表5-145 高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀、和切断铣刀加工钢时的进给量得每齿进给量,。铣削宽度为: 2 铣削速度确实定 由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式得: 式中 10.5;0.2;0.2;0.4;0.5;0.1;m0.15 由文献15表5-72 立式铣床主轴转速及文献15表5-98

54、 铣刀直径选择和表5-72 立式铣床主轴转速,取立式铣床主轴转速n150r/min切削速度 。 3 切削工时 ,由文献15表5-73 立式铣床工作台进给量得 那么 工序五:粗铣和半精铣C、D两面。 1. 粗铣C、D两面 1 背吃刀量确实定 因为切削余量较小,故以此就可以切除全部加工余量,那么 。 2 进给量确实定 选用硬质合金端铣刀,材料为YG6。端铣刀直径应小于80mm,由文献15表5?98 铣刀直径选择取直径80mm,齿数为6。可选用X52K立式升降台铣床,功率为7.5kw,由文献15表5-146 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得:每齿进给量。 3 铣削速度确实定 由文献15表2-17 铣削时切削速度的计算公式及表5-98铣刀直