CA6140车床拨叉的加工工艺,设计钻φ5孔及2-M8孔的钻床夹具

目录

机械自造工艺及夹具课程设计任务书 (1)

序言 (3)

零件的分析 (4)

零件的作用 (4)

零件的工艺分析 (4)

工艺规程设计 (5)

确定毛坯的制造形式 (5)

基准面的选择 (5)

制定工艺路线 (5)

机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)

确定切削用量及基本工时 (7)

夹具设计 (11)

问题提出 (11)

夹具设计 (11)

参考文献 (13)

机械自造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻φ5孔及2-M8孔的钻床夹具

设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备

设计时间：2006.9.11~2006.9.29

设计内容：1、熟悉零件图；

2、绘制零件图（一张）；

3、绘制毛坯图（一张）；

4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）；

5、绘制夹具总装图；

6、绘制夹具零件图；

7、说明书

班级：机械03-1 班

学生：

指导教师：

系主任：

2006年09月29日

序 言

机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

一、

零件的分析

（一） 零件的作用：

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm 的筋板

支撑，零件中部有0220025。+φ的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm 的锥孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。

(二)零件的工艺分析：

本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。

1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。

2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度为3.2。.最终达到要求。

3、以顶面为基准加工0220025。+φ的花键孔，此面表面粗糙度为6.3。采用钻，

扩即达到要求。

4、18mm 的槽加工，此槽侧面粗糙度为3.2，底面粗糙度为6.3即采取粗

铣、半精铣，两步工序能达到要求。

5、加工M8螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ6.7，考虑到

工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。

6、加工M5锥孔，由《机械加工工艺手册》查知.配钻方式加工。在加工

的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。

由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式。

由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力

情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

（二） 基准面的选择

基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可

以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。

粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出

加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题

目我们以0210025。+φ的孔为精基准，基本满足要求。

（三） 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度

等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。

工艺路线方案：

工序：1/、铸造；

2/、时效处理；

3/、粗铣、半精铣左端面；

4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩22φ孔；

5/、钻、扩22φ孔；

6/、车26φ倒角

7/、拉花键孔；

8/、铣18mm 槽；

9/、钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔

10/、去刺

11/、检验。

（四） 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，硬度HB170—200，毛坯重量约为1kg,生产

类型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下。（批量生产）

根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺

尺寸及毛坯尺寸确定如下：

1．零件端面：

此面是粗基准，是最先加工的表面，由《机械加工工艺设计实用手册》表6-92及公式（6-16）计算底面加工余量。

e=C 15.02.0max

A A

式中 e ——余量值；

A m a x——铸件的最大尺寸；

A ——加工表面最大尺寸；

C ——系数

e=0.55×?2.0

75=2.5mm

8015.0

满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

2．顶面.30—80面：

因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为e=3mm

满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

3、中间22

φ孔

毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为IT7—IT8之间，根据《机械加工工艺设计实用手册》确定尺寸和余量。

钻孔：φ20

扩孔：φ22 e=2mm

4、φ25 花键孔

以φ22孔为基准拉孔e=3mm

5.铣18mm槽

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知e=18mm

6、M8螺纹孔

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知M8底孔为6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。

钻M8底孔φ6.7；

攻丝M8；e= 1.3mm

.

（五）确定切削用量及基本工时

1、工序Ⅲ：铣端面

a/加工条件：机床：X62W卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀 GB1106-85

其中d=80mm, L=82mm , l=22mm

b/计算切削用量：p a =2.5mm

由《机械加工工艺手册》表15.53可知：

f=r mm z a f /2.1620.0=?=?

由《切削用量手册》表9.4-8可知：

v t =0.34m/s n t =1.35r/s v ft =1.70m/s

各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69

Ksv=Ksn=Ksf=0.8

所以有 V=8.069.034.0??=0.19m/s

V=8.069.035.1??=0.75r/s

V=8.069.070.1??=0.94mm/s

由X62W 机床取 n t =0.792r/s=47.5r/min v fc =1.0mm/s

所以实际切削速度 v=01000d n

π=0.20m/s=12m/min

a fc.=0.21/fc

c v m m z n z . 确定主轴转速：l 1+l 2=17mm l=75mm

n=0100d v

π=7r/s=420r/min

切削工时： 1292 1.53m in m w l l l t s n f ++=

==

2、工序Ⅳ：铣20+10平面

加工条件：机床：X52K 立式铣床

刀具：高速钢立铣刀 其中d=32mm, z=6 .

计算切削用量：p a =3mm

由《机械加工工艺实用手册》表15-52 a f =0.08mm/z

由《机械加工工艺实用手册》表15-55 v=0.3m/s=18m/min

w s d v n π1000==1000183.1432??=3r/s(179r/min)

按机床选取： s r r n /67.4min /280==ω

3.1432 3.17

0.317/10001000d n v m s ωωπ??===实际∴

切入 mm l 101= 切出 mm l 22= l=80mm

1.52/f f v a zn mm s ==.

切削工时： 12180102 1.01m in 1.52m f l l l t v ++++=

==

3、工序Ⅵ 钻，扩φ22孔

(1) 钻φ20孔

a/加工条件：机床：Z525立时钻床.

.

刀具：麻花钻 其中d=20mm,

.b/计算切削用量：p a =20mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.36mm/r v=0.35m/s

.

确定主轴转速： n=01000v d π=.334r/min

. 按机床选取： 392/m in w n r =

实际机床选取： v=

0.41/1000n m s πα=

切入 15l m m = 切出 23l m m = l=80mm

切削工时： 120.62m in m w l l l t n f ++=

=+.

（2）扩φ22孔

a/加工条件：机床：Z525立时钻床.

.

刀具：扩孔钻 其中d=22mm,

.b/计算切削用量：p a =2mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0..81mm/r v=0.14m/s

确定主轴转速： n=01000v

d π=.121.5r/min

. 按机床选取： 140/m in w n r =

实际机床选取： v=

0.16/1000n m s πα= 切削工时： 120.78m in m w l l l t n f ++=

=.

4、拉花键孔 1.580 1.2 1.4

0.13/10001000 3.60.067n s z z lyr n m s vf z ????===???? 5. 铣18mm 槽

a/加工条件：机床：x62w 卧式铣.床.

.

刀具：直齿三面刃铣刀 其中d=80mm, z=18

b/计算切削用量：p a =18mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知：

.a f =0..20mm/z v=0.3m/s

确定主轴转速： n=01000v

d π=71.6r/min

. 按机床选取： 75/m in w n r =

实际机床选取： v=

0.314/1000n m s πα= 切削工时： 12 1.16m in m w l l l t n f ++=

=.

6. 钻M8螺纹孔

(1) 钻M8螺纹底孔φ6.7孔.

a/加工条件：机床：Z525立时钻床.

.

刀具：麻花钻 其中d=6.7mm,

.b/计算切削用量：p a =6.7mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.13mm/r v=0.35m/s

.

确定主轴转速： n=01000v d π=.998r/min

. 按机床选取： 960/m in w n r =

实际机床选取： v=0.34/1000n m s πα

=

切入，切出 l 1.+l 2=4mm l=11mm

切削工时： 120.12m in m w l l l t n f ++=

=+.

(2) 攻丝M8

a/加工条件：机床：Z525立时钻床.

.

刀具：机用丝锥 其中d=8mm,

.b/计算切削用量：p a =1.3mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r v=0.12m/s

.

确定主轴转速： n=01000v

d π=286r/min

. 按机床选取： 272/m in w n r =

实际机床选取： v=0.11/1000n m s πα

=

切入，切出 l 1.+l 2=4mm l=11mm

切削工时： 120.06m in m w l l l t n f ++=

=+...

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。

经过和指导教师的协商，我决定设计第9道工序——钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔的夹具设计，本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为.麻花钻，机用丝锥。.为达到零件工艺要求，对零件进行钻、扩、.两步工序进行加工。

1、 问题提出：利用本夹具主要是钻M8螺纹底孔φ6.7孔。此孔.没有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。

2、 夹具设计

1） 根据定位基准的选择原则，采用以 22φ孔以及端面来定位。 2）

切削力及夹紧力计算 3） 09.81Zf Yf F F F C d f K =

查表可得F C =42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、.Z

F K =.0.9 因此Fz=.595N

09.81ZM YM M M M C d f K =

查表可得M C =0.021、 x M =2.0、 y M =0.8、.M K =.0.87

因此 扭矩 M=1.6Nm

由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式

P=K ×'F

其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4

K1——基本安全系数 1.3

K2——加工性质系数1.1

K3——刀具钝化系数1.15

K4——断续刀削系数1.2

所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98

考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用

滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。

3）定位误差分析

由于所加工的零件对本工序加工的面没有特殊的技术要求，虽然由于定位孔的加工误差以及底面的误差，可能产生所加工的面的平面度、

位置度等形位误差，但是在这里是允许的。

4）夹紧设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹夹具时，应该注意劳动生产率。但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，螺旋夹紧机构成了首选的方案。这种结构的缺点就是夹紧过程慢，且装卸不太方便。为了解决这一矛盾，我将其中的一个定位销设计成活动的。

三、参考文献

（1）?机械精度设计基础?科学出版社出版孙玉芹、孟兆新主编（2）机械制造工艺学课程设计指导书哈尔滨工业大学出版社（3）机械加工工艺实用手册

（4）夹具工程师手册黑龙江科学技术出版社刘文剑等编

（5）机床夹具设计机械工业出版社李庆寿主编

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