还剩20页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
机械制造工艺学课程设计说明书设计题目:设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备(大批量生产)设计者张方杰指导教师杜皓河北师范大学大学机械教研室年月日20139235-32查得f=
0.15mm切削速度的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-32查得v=20m/min,由式n=1000v/n d可以求得n=1000X20/兀X25=
254.8r/min,按机床选取n=272r/min从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9查得再将n代入n=1000v/兀d中,得到二篦/v八血=
18.79/min1000基本时间t:7=上人其中/二本m,4二12,取/尸1〜fxn基本工时tj=1+1/
0.15X272«
0.05min=3s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X3=
0.45sf其他时间t+t=
0.06tj+t=
0.06X3+
0.45=
0.207sb x f
2.
1.2工序3拉花键拉花键孔,选用L6H0A卧式内拉床,使用专用拉床夹具选择高速钢花键拉刀,齿数为6,花键孔外径为25mm,内径为22mm,键宽为6mm拉削长度为80mm.单面余量的确定双边背吃刀量为h=3mm进给量的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-33查得/二
0.
060.2,/-
0.06mm/zo〜拉削速度的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-34查得拉削速度v=
3.53,取3m/min〜基本时间t,式中/=80mm为校准部分的长度T=^~系数,取
1.2,k为考虑机床返回行程系数取
1.4,z为拉刀同时工作齿数z=//t,t为拉刀齿距查《金属机加工手册》表15-33得t=14mmz=80/14=6基本工时3二3X80X
1.2X
1.4/1000X
3.6X
0.06X6=
0.31min=
18.6s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
18.6=
2.79sf其他时间t+t=
0.06tj+tf=
0.06X
18.6+
2.79=
1.28sb x工序4:粗铳沟槽后精铳沟槽至符合表面粗糙度要求工步
1.粗铳沟槽背吃刀量确定双边背吃刀量为4二16mll1,切槽深度34mni分两次铳槽,第一次切槽深度见「20”加,第二次切槽深度a=14mm进给量的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-19查得,机床的功率按510Kw,选取该工序的每齿进给量为=
0.12mm/zo〜fz铳削速度的确定参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得,选用硬质合金镶齿三面刃铳刀,其中在d/z二200/12的条件下选取铳削速度为v=156m/min有公式n=1000v/冗d可以得到1000X156/nX200=248r/min由于《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-18中的X62型立式铳床的主轴转速为n=235r/min,所以,实际的铳削速度为V二nJi d/1000=235X
3.14X200/1000=
147.6m/min基本时间t的确定据面铳刀铳平面不对称铳削的计算时间计算公式:«zn/J+i£JfrlZJZJmz其中《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-44查得/]+,2=55mm,I=40mm基本工时3=40+55/
0.12X12X235=
0.34min=
20.3s辅助时间:t=
0.15tj=
0.15X
20.3=
3.045s其他时间t+t=
0.06tj+t=
0.f bxf06X
20.3+
3.045=
1.40s工步
2.精铳沟槽至符合表面粗糙度要求背吃量和进给量的给定背吃量为1mm;参照《指导教程》表5T9取fz=
0.08mm/z;切削速度的确定参照《指导教程》表5-20取v=268m/niin代入公式1OOOv.n==
1066.88r/min7id查《指导教程》表4-18取n=1225r/min,代入公式史=n=
307.7m/min7id精铳时J=40mni;12=2~5mm,取12=5mm;a=35mni;a=18mm;e p-疝+1347100x35-352+l]mm=
48.7mm;〜D=100mm;fz=
0.08mm/z;Z=10z/r;n=1225r/min;fMz=
0.08X10X1225min/niin=980min/min将上述结果代入公式基本时间tj=35X;皿40+
48.7+515s18xl225r/min辅助时间tf=
0.15tj=
0.15X
11.15=
1.67s其他时间:tb+tx=
0.06tj+tf=
0.06X
11.15+
1.67=
0.77s
2.
1.4工序6粗、精铳上平面工步1粗铳背吃刀量为16mm,查《指导教程》表5-19取进给量fz=
0.lmm/z;参照《指导教程》表5-20取v=200m/niin,代入公式〃=理史=;796r/min7id查《指导教程》表4-18取n=725r/min,代入公式n==182m/min;71d基本时间tm的计算根据《指导教程》表5-43中面铳刀铳槽的基本时间计算公式=,/]+乙,其中j=幺,八7fMz ap粗铳时,l=40mni;12=25nim,取l=5mm;a=30mm;a=12mm;D=80mm;〜2e p二小+1^3=[+l]mm=
39.72mm;h Dxae—a78OX3O-3O2fz=
0.lmm/z;Z=10z/r;n=725r/min;fMz=
0.1X10X725mm/min=725mm/min将上述结果代入公式:小30x80+
39.72+5CA=-------=
26.01512x725工步2精铳背吃量为1mm;参照表5-19取fz=O.08mm/z;参照《指导教程》表5-20取v=268m/min代入公式〃=,=i
066.88r/min7id查《指导教程》4-18取n=1225r/min,代入公式1OOOV—rr/.=minn=-------71d精铳时,同理,根据《指导教程》表5-43中的公式,计算基本工时,其中l=80mm;12=5mm;a=30mm;a=12min;e p1尸Jjxq+1^3=[+1]mm=
39.72mm;A/80X30-302fz=
0.08mm/z;Z=10z/r;n=1225r/min;fMz=fz XZ X n=
0.08X10X1225=980mm/niin将上述结果代入,/30x8°+
39.72+5=915s12x980基本时间tj=ti+t2=
26.01+
9.15=
35.16s辅助时间tf=O.15tj=
0.15X
35.16=
5.27s其他时间tb+tx=O.06tj+tf=
0.06X
35.16+
5.27=
2.43s
2.
1.5工序7钻攻2-M8螺纹孔工步1钻2X
①
6.75孔选择切削用量选择高速钢直柄麻花钻直径为
①
6.75,钻头形状为双锥修磨横刃由《切削用量简明手册》表
2.7查得进给量£=
0.36~
0.4401111/口由《切削用量简明手册》表
2.8和钻头允许的进给量确定进给量f=
0.86mm/r由《切削用量简明手册》表
2.9机床进给机构所允许的钻削进0给量查得f=
1.6mm/r故由Z525型立式钻床说明书取f=
0.36mm/roo确定钻头磨钝标准及寿命:由《切削用量简明手册》表
2.12查得磨钝标准为
0.
50.8寿命〜为T=35min确定切削速度由《切削用量简明手册》表
2.15查得切削速度为V=18m/min则主o轴转速为n==
818.9r/mirionD由Z525钻床说明书由就近原则取n=680r/min故实际切削速度o为v=
14.9m/min校核机床扭矩及功率由《切削用量简明手册》表
2.20查得F=C dz^rkf FFMc=C d^f^KMMnMCVCPc=30d=420,卜—1—
0.8,=
0.206,—
2.0,—
0.8CF ZC ZyM MM=420X72X
0.
360.8X1=
1298.3NMc=
0.206X72X
0.
360.8X1=
4.5NmPc==
0.415*
14.932KW30*7根据Z525机床说明书可知Mm=
42.2Nm,Pe=
2.8*
0.81=
2.26KW,Fmax=8830N由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数,故机床符合要求计算钻削加工工时由《切削用量简明手册》表
2.29查得入切量和超切量y+A的值为6mm故o,L+y+A10+6t=——----=-------------nf
0.36*680=
0.07min因为表面存在两个加工孔故加工工时为基本工时tj=2t=
0.14min=
8.4s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
8.4=
1.26sf其他时间t+t=
0.06tj+tf=
0.06X
8.4+
1.26=
0.58sb x工步2攻2-M8螺纹孔由《机械加工工艺手册》表
7.2-4选用M8细柄机用丝锥,在Z525型立式钻床上攻丝由《机械加工工艺手册》表
7.2-13在Z525型立式钻床上攻丝切削速度表查得Vc=ll~12m/mino故钻床主轴的转速为n=1292^=
437.
9477.7r/min〜7lD由Z525的说明书的参数可取n=392r/min故实际切削速度为Vc=
9.8mm/min攻螺纹机动实际的计算//,+/+△■11tm=J+—P其中/工件螺纹的长度/=10mmo丝锥切削长度4=22nun1,攻螺纹是的超切量2-3P取3AA=A=攻螺纹是的转速”=392r/minno小丝锥退出时的转速々=680r/minoP:螺距心八一.l L+/+Af1122+10+3/
111.1TH贝I]tm=J--------+——=---------------+——mm=
0.llminp
1.25392680因为表面存在两个加工孔故加工工时为基本工时tj=2tm=
0.22min=
13.2s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
13.2=
1.98sf其余时间t+t=O.03tj+t=
0.03X
13.2+
1.98=
0.45sb xf
2.
1.6工序8钻力5圆锥孔选择切削用量选择高速钢直柄麻花锥型钻直径为
①5,由Z525型立式钻床说明书取f=
0.36mm/r由《切削用量简明手册》表
2.15查得切削速度为V=18m/mino则主轴转速为兀_1000v~
726.9r/mino Dn由Z525钻床说明书由就近原则取n=680r/min故实际切削速o度为v=
14.9m/min由《切削用量简明手册》表
2.29查得入切量和超切量y+△的值为6mm故,L+y+A10+6---------------------------------
0.36*680=
0.07min基本工时tj=
0.07min=
4.2s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
4.2=
0.63sf其他时间tb+tx=
0.06tj+tf=
0.06X
4.2+
0.63=
0.29s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,需要设计专用夹具经过与指导老师协商,决定设计第5道工序一一精铳沟槽.根据任务书要求,铳槽时要保证槽宽18Hli,槽两侧面粗糙度
3.2,底面粗糙度
6.3,且要保证底面与花键中心尺寸15mll1,以及槽两侧面与花键孔中心的垂直度误差不大于
0.08mm,现设计夹具方案为方案采用压板,用螺栓、螺母联接,利用手动夹紧,这种夹紧方式夹紧力小,但成本低本次设计零件为大批量生产,要求成本低,且在加工过程中夹紧力要求不高,因此夹具夹紧方案利用螺栓、螺母手动夹紧合理如前所述,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圈,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,以利于铳削加工结果,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个正确的安装位置,以便有利于铳削加工安装工件时,先将工件花键孔装入定位心轴,安装开口垫圈,用夹紧螺母拧紧,夹紧工件切削力及夹紧分析计算刀具材料高速钢镶齿三面刃铳刀(叱,严)8刀具有关几何参数几=°=~1〜15°0812%=5〜8町口4=15-25)D=63mm Z=8=
0.25mm/z a=
2.0mm由参考文献表可得铳削切削力的计算公式[]131-2-9Fc=C a\f^D^BMzKp p查参考文献表得[]131-2-10g=51°=(坐严K对于灰铸铁「190)取即“3=175,3=
0.96所以■=510x
2.0xO.25072x63Tl o=
640.69(N)x6o x8x096由参考文献表可得[]31-2垂直切削力尸=兄(对称铳削)()9=
576.62NCN背向力吊入()=
0.55=
352.38N机械制造工艺学课程设计说明书题目设计车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装“CA6140备(中批量生产)内容零件图张
1.1毛坯图张
2.1机械制造加工工艺过程综合卡片张
3.1夹具设计装配图张
4.1夹具设计零件图张
5.1课程设计说明书份
6.1班级机械()班1学生张方杰指导教师杜皓年月日2013923根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值即WK=KF安全系数可按下式计算K[K=K KK2K3K4K5K6式中如降为各种因素的安全系数,见参考文献表可[]〜131-2-1得^=
1.2x1,2x1,0x
1.2x1,3x
1.0x
1.0=
2.25所以W=K F=
640.69X
2.25=
1441.55NK CW=K F=
576.72X
2.25=
1297.62NK CN唯=弓=K・
352.38x
2.25=
792.86N由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算+九次二+°/ytg Px2式中参数由《机床夹具设计手册》可查得=/=02°1902=9°50其中L=n0mm Q=25N螺旋夹紧力卬=改
3.80易得w0M经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力,因此采用该夹紧机构工作是可靠的误差分析与计算该夹具以平面定位心轴定心,心轴定心元件中心线与底槽侧面规定的垂直度偏差槽的公差为为了满足工序的加工要求,必须
0.08mm,mm使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差与机床夹具有关的加工误差△,,一般可用下式表示、A/=+A*+由参考文献可得[]13平面定位心轴定心的定位误差金二°1・3夹紧误差2=Vmax_yminCOSa其中接触变形位移值△y=^RaZRaZ+^+=0-004mW\j.j-A cosa=
0.0036mmv⑶磨损造成的加工误差△八通常不超过M
0.05mm夹具相对刀具位置误差
40.01mm误差邙和.△j+A,=
0.0522〃勿修
0.11mmu从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求参考文献
1.邹青,《机械制造技术基础课程设计指导教程》,北京机械工业出版社,
2004.
82.李洪,《机械加工工艺手册》,北京机械工业出版社,
19903.《金属机械加工工艺人员手册》修订组,金属机械加工工艺人员手册[M],上海上海科学技术出版社,
19794.薛源顺,《机床夹具设计》(第二版),机械工业出版社,
2003.
15.于骏
一、邹青,《机械制造技术基础》,北京机械工业出版社,
2004.1(
2009.1重印)
6.艾兴,肖诗纲编•《切削用量简明手册》.北京机械工业出版社,
19947.吴宗泽,罗胜国编.《机械设计课程手册》.3版北京高等教育出版社,
2006.5(2008重印)
8.尹成湖,李保章,杜金萍.《机械制造技术基础课程设计》.北京:高等教育出版社,
2009.3(2010重印)序言本设计是CA6140车床拨叉831003零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面、孔、槽和螺纹孔一般来说,机械加工工序先后顺序一般遵循先加工定位基面,再加工其他表面;先加工主要表面,后加工次要表面;先安排粗加工工序,后安排精加工工序;先加工平面,后加工孔选择右端R20的端面,上顶端40X80的面和右侧75X80的面为粗基准,选择为花键孔和72X40的端面为粗基准先粗铳75X40的左端面,精铳75X40的左端面直至符合表面粗糙度要求;接着钻、扩622的花键孔,锦两端倒角2X15°;然后拉花键,保证精度要求;再粗铳、精铳沟槽,粗、精铳上平面至符合表面粗糙度要求;然后钻攻2-M8螺纹孔、钻65圆锥孔最后去毛刺、清洗、终检零件的分析零件的作用该零件是C6140车床拨叉,它位于车床变速机构中,主要其换挡作用通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速宽度为30mm的面的尺寸精度要求不高,在拨叉工作工程中,如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时滑移齿轮就达不到很高的定位精度,这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合从而影响整个传动系统的工作所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度工艺规程的设计确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200,工作环境良好,不会承受较大的冲击载荷,由于年生产量为6000件,已经达到了大批量生产,并且材料可铸因此从提高生产率,保证经济性的角度讲,应该采用铸造成型中的“金属模机械造型”铸造的方法制造毛坯基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高否则,加工工艺过程中会出现很多问题,使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粗基准所以选择右端R20的端面,上顶端40X80的面和右侧75X80的面为粗基准精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度,并使工件装夹方便在选择时,主要应该考虑基准重合、基准统一等问题当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算精基准选择为花键孔和72X40的端面,在加工中采用专用夹具夹持制订工艺路线制订工艺路线的出发点,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经确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量是工序集中来提高生产效率除此之外,还应当考虑经济效果,以使生产成本尽量下降工艺路线方案工序1粗铳75X40的左端面,精铳75X40的左端面直至符合表面粗糙度要求工序2钻、扩022的花键孔,电忽两端倒角2X15°工序3拉花键,保证精度要求工序4粗铳沟槽后精铳沟槽至符合表面粗糙度要求工序5粗、精铳上平面工序6钻攻2-M8螺纹孔工序7钻力5圆锥孔工序8去毛刺工序9清洗工序10终检机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为HT200,净重量为
0.84千克,生产类型为大批量生产,可以采用“金属模机械造型”铸造的方法进行毛坯的制造根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求,不需要加工从铸造出来即可符合使用要求,因此,只采取75X40的表面留有
2.5X75X40的加工余量毛坯的尺寸公差为CT8,可以从《机械制造技术基础课程设计指导教程》得到CT8=
1.6mm相应计算如下最大极限尺寸=80+
2.5+CT8/2=
83.3mm最小极限尺寸二80+
2.5-CT8/2=
81.7mm75X40的端面的精加工余量为1mm,(从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中查得)粗加工余量
2.5-1=
1.5mm确定切削用量及基本工时工序1粗、精铳75X40的端面至符合要求工步1粗铳背吃刀量为0=
2.5-
1.0=
1.5mmo进给量的确定机床的功率5~10Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件,按《切削用量简明手册》中表
3.3选取该工序的每齿进给量为£二
0.2nlm/z铳削速度参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得,选用镶齿铳刀,其中在d/z=80/10的条件下选取铳削速度为v=40m/min有o公式n=1000r/兀d可以得到n=1000X40/冗X80=
159.15r/min由于手册中的X51型立式铳床的主轴转速为n=160r/niin,所以,实际的铳削速度为:V=nn d/1000=160X
3.14X80/1000=
40.19m/min基本时间t:根据面铳刀平面对称铳削、主偏角勺二90°的基本时间计算公式t=/+4+//其中,/=75mm,乙=13mm,取/2=2mni,f〜2mz则有a=40mme o/尸
0.5d—Jf—%+T3=
0.580-7802-402+2=
7.36mmoXn=/_XzXn=
0.2X10X160=320mm/minf-fniz基本工时3:/+/1+4/75+
7.36+2/320=
0.264minf=mz
15.82s〜辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
15.82s=
2.373sf其他时间tb+tx=
0.06tj+t=
0.06X
15.82+
2.373=
1.09sf工步2精铳背吃刀量的确定.二1mm.进给量的确定由《切削用量简明手册》中表
3.3,按表面粗糙度为此二2Hm的条件选取,该工序的每转进给量f=
0.8mm/r
3.o铳削速度的计算根据其他有关资料确定,按镶齿铳刀,d/z=80/10,=
0.08mm/z的条件选取,铳削速度v为v=
57.6mm/minfz由公式n=1000r/nd可以求得铳刀转速n二
229.3r/min参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中4-15的X51型立式铳床的主轴转速,选取转速为n=210r/min再将此转速代入上面公式,可以求得ov=n nd/1000=
52.78mm/mino基本时间的确定根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-43中面铳刀铳平面对称铳削、主偏角人二90°的基本时间公式T=/+4+4/九,可以求得该工序的基本时间,其中片75mm,12=1~3nlin,=2mm,=40mm,=
7.36mm,得I,4L1Xn=O.8mm/r X21Or/min=168mm/minf=fJ ulZJ基本工时:tj=/+/1+4/于=75+2+
7.36/168=
0.z1n502min―
30.13s辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
30.13=
4.52sf其他时间t+t=O.06tj+t,=
0.06X
30.13+
4.52=
2.08sb x
2.
1.1工序2钻、扩“22的花键孔,车忽两端倒角2X30工步1钻620mm的孔从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表2-28查得第一次钻孔的直径为020mm背吃刀量与二20nmi进给量的确定选取该工步的每齿进给量了二
0.3mm/r从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-21查得f=
0.3mm/r切削用量的计算因为该工件的材料为HT200,硬度HBS为175225,〜所以选取切削速度v=17m/niin从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-21查得v=17m/min由式n=1000v/兀d可以求得n=1000X17/X20=
270.7r/minJT参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速,选取n=272r/min,再将n代入n=1000v/兀d中,得到v=272Xn X20/1000=
17.lm/min基本时间t:其中/=80mm,/=—cotZr+1-2=10X
0.577+1=
6.77mm,/=1^4mm,2取4二2mm苴卡丁n-+*/+Z1+180+
6.77+
2.2是不:t=!------------==
1.08min«
65.35J fxn
0.3x272辅助时间t=
0.15tj=
0.15X
65.3=
9.80sf其他时间t+t=
0.06tj+t=
0.06X
65.3+
9.80=
4.51sb xf工步2扩620mm的孔至“22mm背吃刀量的确定取\二2mm进给量的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-23查得,选取该工件的每转的进给量/=
0.8mm/r切削速度的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-24查得v=
87.5m/min,由式n=1000v/兀d可以求得n-1000X
87.5/nX22=1226r/min按机床选取n=1360r/min从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9查得,得切削速度v=也=
93.95加min1000基本时间t:其中/=80min,/=—cot^.+12=11X
0.577+1=
7.35mm Z=P4mm,2一MZ/=2mmo2甘卡丁1/+/j+180+
7.35+
2.2基本工时:;t=!=--=
0.082min h
4.9sfxn
0.8x1360辅助时间t=
0.15tj=
0.735sf其他时间t+t=
0.06tj+tf=
0.06X
4.9+
0.735=
0.34sb x工步3惚两端倒角2义30进给量的确定从《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表。