拨叉831005夹具设计说明书

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在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点,尤其是管红艳老师的大力帮助,在此表示感谢!
13机械设计制造5班
2016年6月3日
第一章
机械制造工艺学课程设计,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的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的:
选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm,
刀具寿命 T=120min(表3.8)
决定切削速度 、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
Z=8, =40-70mm,
ac=2.8±0.8mm,
=0.0750.1mm/z
=20, =0.7, =0.3, =0.2, =0.5, =0.3,m=0.25, =1.12, =0.8, =0.82, =1.12x0.8x0.82=0.79
第二章
2.1
零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大,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的加工余量为3±0.8mm。毛坯零件图如下:
fzc=110/375×16=0.018mm/z
机床功率:根据《切削用量简明手册》表3.28 公式
圆周力 fc=(CFKTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30,XF=1.0,yF=0.65,UF=0.83,WF=0,qF=0.83,
切削功率的修正系数:
故Pct<0.8,
根据X62W型铣床说明书,机床主轴允许的功率为
=7.5×0.75=5.63kw 故 < 因此所决定的切削用量可以采用。
=2.8mm =80m/ =160r/min =25.1m/min =0.0625mmm/z
基本工时根据 《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/ =(28+14)/80=0.525(min) L1+△=14mm
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
4)计算切削速度按《切削手册》,Vc=
算得Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
据XA6132铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
加工要求:粗铣铸件圆柱右面。
机床:铣床,XA5032卧式铣床。
刀具:硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=40mm,深度ap<=1.5mm齿数z=10,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo=+5°后角αo=8°,副后角αo’=8°,刀齿斜角λs=-10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
3.2.3
由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。
扩铰和精铰的切削用量如下:
扩钻:
铰孔:
精铰:
3.3
粗铣,精铣B面。
加工要求:粗铣B面,精铣B面, 。
用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm
机床 :X62W
加工工件尺寸:宽度:40mm 长度:28mm
3.3.1
选择刀具
根据《切削用量简明手册》表3.1 铣削宽度 ≤5mm时。直径为do=50mm 故齿数Z=8,由于采用标准镶齿圆柱铣刀
3.2.2
(1)决定进给量
查《切》
所以,
按钻头强度选择 按机床强度选择
最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。
(2)钻头磨钝标准及寿命
后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.5~0.8mm,寿命 .
(3)切削速度
查《切》 修正系数

查《切》机床实际转速为
故实际的切削速度
(4)校验扭矩功率
所以
故满足条件,校验成立。
2.4
CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kgσb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产,采用模锻锻模。
根据上述的原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸如下:
2.4.1 A
A面有3±0.8mm的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除。
要求以矩形花键的外径定心,故采用拉削加工内孔尺寸为 ,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Φ20mm;扩孔Φ21mm
2.4.2 B
此工序分2个工步
粗铣B面; 精铣B面;
精加工余量为0.2mm
粗铣加工余量为2.8mm
第三章
3.1
铣圆柱右面
3.1.1
工件材料:HT200,σb=0.16GPa HB=190~241,铸造。
机械制造工艺
课程设计说明书
Βιβλιοθήκη Baidu学 院
机械工程学院
专 业
13机械设计制造及自动化5班
学 号
4113010508
学生姓名
王鹏
指导教师
管红艳
提交日期
2016年 6 月 3 日

通过机床工艺及夹具设计,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》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!
铣刀几何参数(表3.2) =10° =16°
切削用量
留精铣的加工余量为0.2,所以本道工步切削宽度ac=2.8±0.8mm,由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据表3.5得每转进给量f=0.5~1mm/r就能满足要求,但考虑到X62W功率为7.5kw,机床为中等系统刚度和X62W铣床说明书 所以每转进给量f=0.6mm/r
1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(T=82.86m/min
=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min
实际速度 Vc= =74.2m/min
选 =375X0.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
3.2
以φ22孔右端面为精基准,钻、扩、铰、精铰φ22孔,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=20mm,钻头采用双头刃磨法,后角 ,二重刃长度 ,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 ° ° °
3.2.1选择钻头
选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=18mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=12°,二重刃长度 ,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 ° ° °
1.1.2
CA6140拨叉共有两组加工表面:
以花键孔的中心线为基准的加工面
这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150倒角和距中心线为27mm的平面(即B端面)。
以工件右端面(A端面)为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm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。
方案二
工序:
1.粗、精车端面A。
2.钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
3.拉花键
4.铣削槽B面。
5.铣削8+0.030mm的槽。
6.铣削18+0.0120mm的槽。
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,3.4.5工序很难对工件进行定位和加紧;方案二中,把花键放在第一道工序的后边,这样,方案二中的4.5.6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4.5.6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。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡片”
3.3.2
1)选择刀具
刀具与上道工步是同一把刀。
2)切削用量
精铣的加工余量为0.2,所以本道工步切削宽度
=0.2mm,f=0.6
3)决定切削速度 、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
ac=0.2mm, =33.1m/min
n=1000V/ d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
2.2基准的选择
粗基准的选择:因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以Φ40的外圆表面的粗基准。
精度基准的选择:为保证定位基准和工序基准重合,以零件的A面为精基准。
2.3
方案一
工序:
1.粗、精车A端面。
2.钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
3.粗、精铣削B面。
4.铣削8+0.030mm的槽。
5.铣削18+0.0120mm的槽。
5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定ap=1.3mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z。
6)计算基本工时
tm=L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。
加工要求:高速钢错齿三面刃铣刀(精密级K8)加工余量8 用柴油液冷却
机床:X62W
3.4.1
选择刀具:由加工尺寸公差0-0.3 。所以铣刀精度为精密级K8
铣刀参数:L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
选择切削量
由于槽的深度为8mm, 故一次走完,ae=8mm ap=8mm
由《切削用量简明手册》表3.3 确定f=0.15-0.3mm/r 现取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/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=100min其中决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27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,Ksv=0.8,KTv=0.82,
3.1.2
1)铣削深度因为切削量较小,故可以选择ap=1.3mm,一次走刀即可完成所需长度。
2)每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z。
3)查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
=23.7(m/min) n=1000V/ d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min
根据X62W型铣床说明书选n=160r/min
=(160x3.14x50)/1000
=25.1m/min
=160x0.6=96mm/min
选 =80mm/min 实际 =0.0625mm/z
机床功率:根据《切削用量简明手册》表3.20 当 =71m/min =2.8mm =41mm =0.08 =1.4kw
=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min =0.074mm/Z
4)基本工时基本工时根据 《切削用量简明手册》表3.5
Tm=(L+L1+△)/ =(28+14)/125=0.336(min) L1+△=14mm
3.4
铣削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸:8+0.030mm , 长度L=40mm
1.1.1
题目给定的零件是CA6140拨叉(见
附图1)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mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。零件图如下:
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