机械制造拔叉课程设计

目录第1章零件分析 11.1零件作用分析 11.2零件工艺分析 1第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图 32.1确定毛坯种类 32.2确定毛坯尺寸公差和加工余量 32.3确定铸件基本尺寸 32.4毛坯—零件合图如下图所示 4第3章工艺规程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 53.1定位基准的选择 53.2制定工艺路线 53.3选择加工设备及刀、夹、量具 53.4加工工序设计 73.5确定切削用量 73.6时间定额计算 153.7填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 18第4章铣槽的工序专用夹具设计 194.1工件自由度分析及定位 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的确定 194.2夹紧力的计算 194.3定位误差的计算及定位精度分析 204.4操作说明 20参考文献 211第1章零件分析1.1零件作用分析题目给定的零件是CA6140拨叉，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，宽度为的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2零件工艺分析零件得视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，如下图所示。1—1零件图此零件需要加工的表面有：（1）右端面粗糙度要求为3.2。（2）两端的2*15°倒角粗糙度要求为6.3。（3）上端面粗糙度要求为3.2。（4）尺寸8的槽粗糙度要求为1.6，上偏差+0.03、下偏差0。（5）尺寸18的槽粗糙度要求为3.2，上偏差+0.012、下偏差0。（6）Ø25的六齿方花键孔粗糙度要求为1.6，上偏差+0.023、下偏差0。（7）Ø22的花键底孔粗糙度要求为6.3，上偏差+0.28、下偏差0。（8）尺寸6的花键槽宽粗糙度要求为3.2，上偏差+0.06、下偏差0.03。由此分析可知，可以先加工拨叉右端面；然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图2.1确定毛坯种类零件 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构比较简单，且生产类型为中批生产，为提高生产率和铸件精度，可选择铸造毛坯。2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量铸造铸造方法选砂型铸造机械造型，查表12-1得铸件公差等级CT为8~12级，取10级。查表12-5得铸件机械加工余量等级为E~G，取F级。2.3确定铸件基本尺寸查表12-3与表12-4由公式得下表表2-1铸件基本尺寸 加工表面 公差等级 加工面基本尺寸(F) 铸造尺寸公差(CT) 机械加工余量公差等级 机械加工余量(RMA) 毛坯基本尺寸(R) 拔叉右端面 10 78 3.2 F 1 80.6 拔叉上端面 10 27 2.6 F 0.5 28.82.4毛坯—零件合图如下图所示2-1毛坯零件合图第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择本零件为为铸造毛坯，可以以Ø40外圆柱面为粗基准，加工右端面，然后以右端面为精基准采用专用夹具加工花键底孔，之后以右端面和花键底孔为精基准拉花键，最后以花键中心轴线和右端面为精基准加工上端面与槽。3.2制定工艺路线按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可以按照下述工艺路线进行。工序1：以Ø40外圆柱面定位，粗车—半精车右端面。工序2：以右端面定位，钻—扩孔，。锪倒角工序3：以右端面与Ø21孔孔壁定位，拉花键。工序4：以右端面与花键孔中心线定位，粗铣—精铣上端面。工序5：以右端面与花键孔中心线定位，粗铣—精铣铣削的槽。工序6：以右端面与花键孔中心线定位，粗铣—精铣铣削的槽。3.3选择加工设备及刀、夹、量具1、选择设备：工序1是粗车和半精车成批生产不需要很高的生产率，且本零件尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的卧式车床CA6140型卧式车床即可。同理工序2选用Z535立式钻床。工序3选用L6120拉床。工序4、5、6选用X62卧式铣床。2、选择刀具：工序10车刀选择焊接式硬质合金端面车刀，刀具材料选YT6，由于CA6140卧式车床中心高为210mm,所以查表15-1得：车刀尺寸为，刀片厚度为4.5mm的车刀。参数查表15-2得：粗车与半精车攒择同一把车刀。工序20钻头选择：查表9-3选择莫氏锥柄高速钢麻花钻其直径为长度为采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 刃磨法扩孔钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢扩孔钻其直径为长度为采用标准刃磨法锪钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢锥面锪钻其直径为角度为工序30花键拉刀选择：查表4.5-8可选花键拉刀其键数6、外径Ø25、低径Ø22、键宽6，加工精度选择IT7。工序40选择高速钢圆柱铣刀齿数z=16,铣削宽度，铣削深度所以查表9-16得铣刀直径为80mm,查表15-32得工序50由加工尺寸公差0-0.03。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为8mm用乳化液冷却铣刀参数：工序60由加工尺寸公差0-0.012。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为23mm用乳化液冷却铣刀参数：3、选择夹具：本零件除粗车、半精车端面工序使用通用夹具三爪自定心卡盘外，其他各工序都需要使用专用夹具。4、选择量具：由于工序10、20、40无尺寸、形位公差要求，尺寸测量选择游标卡尺。剩余各工序无形位公差要求，选择千分表就可以满足要求。表面粗糙度的测量都选用粗糙度仪器：RT110。表3.1设备及刀、夹、量具的选择 工序号 加工设备 加工刀具 加工夹具 量具 10 CA6140卧式车床 车刀 三爪自定心卡盘 游标卡尺 20 Z535立式钻床 钻头、扩孔钻、锪钻 专用夹具 游标卡尺 30 L6120拉床 花键拉刀 专用夹具 千分表 40 工序2 圆柱形铣刀 专用夹具 游标卡尺 50 X62卧式铣床 镶齿三面刃铣刀 专用夹具 千分表 60 X62卧式铣床 镶齿三面刃铣刀 专用夹具 千分表3.4加工工序设计工序10车削总加工余量因为加工要求较高（Ra=3.2μm），所以分两次走刀，半精车加工余量取0.6mm，则粗车加工余量为2mm。工序20孔的加工余量钻头直径选择Ø20mm，扩孔钻直径选择Ø21mm，加工余量为1mm工序30花键拉刀的加工余量为，其精度由花键拉刀决定。工序40铣削总加工余量因为加工要求较高（Ra=3.2μm），所以分两次走刀，粗车加工余量取1.6mm，半精车加工余量取0.2mm，其精度由圆柱铣刀决定。工序50尺寸公差0-0.03、槽两侧面表面粗糙度1.6和底面表面粗糙度6.3，都由镶齿三面刃铣刀的精度来决定。工序60尺寸公差0-0.012、槽两侧面表面粗糙度3.2和底面表面粗糙度3.2，都由镶齿三面刃铣刀的精度来决定。3.5确定切削用量工序10：车削拔叉右端面加工要求：粗、半精车右端面并保证28mm的工序尺寸,Ra=3.2μm所用机床：卧式车床CA6140车刀选择：选择焊接式硬质合金端面车刀，由于CA6140卧式车床中心高为205mm,所以查表15-1得：车刀尺寸为，刀片厚度为4.5mm的车刀。参数查表15-2得：由于工件是铸造毛坯，加工余量为因为加工要（Ra=3.2μm），所以分两次走刀，粗车加工余量取2mm，半精车加工余量取0.6mm。1、确定粗车切削用量（1）背吃刀量：由于粗车加工余量仅为2mm，可在一次走刀内切完，所以（2）进给量：因为需要切削的实际范围比大，所以可以按来确定进给量则由表15-3得查表8-3可选（3）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.9mm，车刀寿命为T=60min。（4）切削速度：切削速度可由表14-1中公式算出，当用YG6硬质合金车刀加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-1得查表14-2得切削速度修正系数为则切削速度为查表8-4此时2、确定半精车切削用量选择与粗车相同的车刀。（1）背吃刀量：（2）进给量：半精加工主要受表面粗糙度限制，由表15-5得查表8-3可选（3）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.6mm，车刀寿命为T=60min。（4）切削速度：切削速度可由表14-1中公式算出，当用YG6硬质合金车刀加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-1得查表14-2得切削速度修正系数为：则切削速度为查表8-4此时工序20：钻、扩花键底孔。锪倒角所用机床：立式钻床Z535确定切削用量1、钻孔钻头选择：查表9-3选择莫氏锥柄高速钢麻花钻其直径为长度为采用标准刃磨法（1）进给量：由表15-16得查表8-17可选（2）选择钻头磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.7mm，钻头寿命为T=60min。（3）切削速度：切削速度可由表14-6中公式算出，当用高速钢钻头加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-6得查表14-7得切削速度修正系数为则切削速度为查表8-16得此时2、扩孔扩孔钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢扩孔钻其直径为长度为采用标准刃磨法（1）进给量：由表15-17得查表8-17可选（2）选择钻头磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.8mm，钻头寿命为T=40min。（3）切削速度：切削速度可由表14-6中公式算出，当用高速钢钻头加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-6得查表14-7得切削速度修正系数为则切削速度为查表8-16此时3、锪倒角加工要求：切削长度为2,表面粗糙的要求6.3。锪钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢锥面锪钻其直径为角度为进给量：由表15-29得进给量与切削速度为，查表8-17可选查表8-16此时工序30：拉花键加工要求：花键小径需保证上偏差+0.28、下偏差0、表面粗糙度6.3的要求，花键大径需保证上偏差+0.023、下偏差0、表面粗糙度1.6的要求，花键键宽需保证上偏差+0.06、下偏差+0.03、表面粗糙度3.2的要求。它们由花键拉刀精度来控制。所用机床：拉床L6120花键拉刀选择：查表4.5-8可选花键拉刀其键数6、外径Ø25、低径Ø22、键宽6，加工精度选择IT7。确定拉削切削用量：（1）单面齿升：查《机械加工工艺手册》表2.4-117拉削齿升量取（2）拉削速度：查《机械加工工艺手册》表2.4-118拉削速度选组别2，查表2.4-119拉削速度取（3）确定拉削拉力：查《机械加工工艺手册》表2.4-120得拉削1mm的拉力（4）确定拉削功率：查《机械加工工艺手册》表2.4-121拉削功率查表8-40得拉床L6120的功率为拉力为，由此得此拉床拉力与功率足够。工序40：铣削拔叉上端面加工要求：铣上端面并保证表面粗糙度3.2所用机床：卧式铣床X62由于工件是铸造毛坯，加工余量为因为加工要求较高（Ra=3.2μm），所以分两次走刀，粗车加工余量取1.6mm，半精车加工余量取0.2mm。铣刀选择：选择高速钢圆柱铣刀齿数z=16,铣削宽度，铣削深度所以查表9-16得铣刀直径为80mm,查表15-32得1、确定粗铣切削用量（1）铣削宽度：由于粗加工粗余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，所以（2）铣削深度：（3）每齿进给量：根据表8-8知X62型铣床功率为7.5KW,中等系统刚度所以由表15-33得可选（4）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-37得后刀面最大磨损量取为0.3mm，查表15-38得车刀寿命为。（5）切削速度与每分钟进给量：切削速度：查表14-10得速度修正系数都取查表15-41得则切削速度转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选2、确定半精铣切削用量铣刀与粗铣的相同。（1）铣削宽度：由于粗加工余量为1.6mm，所以精加工余量为（2）铣削深度：（3）每齿进给量：由表15-33得可选则（4）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-37得后刀面最大磨损量取为0.2mm，查表15-38得车刀寿命为。（5）切削速度与每分钟进给量：切削速度：查表14-10得速度修正系数都取查表15-41得则切削速度转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选工序5：铣削槽。加工工件尺寸：,长度L=40mm加工要求：保证尺寸公差0-0.03、槽两侧面表面粗糙度1.6和底面表面粗糙度6.3。机床选择：卧式铣床X62选择刀具：由加工尺寸公差0-0.03。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为8mm用乳化液冷却铣刀参数：选择切削量：由于槽的深度为8mm,故一次走完，切削宽度与切削深度分别为。由表15-33查得进给量，取则每齿进给量（1）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0.2由表3.8确定刀具寿命：T=180min其中（2）决定切削速度和每齿进给量切削速度由表14-10的公式算出，查表14-10得：速度修正系数为，则转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选工序6：铣削槽。加工工件尺寸：,长度L=40mm加工要求：保证尺寸公差0-0.012、槽两侧面表面粗糙度3.2和底面表面粗糙度3.2。机床选择：卧式铣床X62选择刀具：由加工尺寸公差0-0.012。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为23mm用乳化液冷却铣刀参数：选择切削量由于槽的深度为23mm宽度为18mm,故一次走完，切削宽度切削深度由表15-33查得进给量，取则每齿进给量为（1）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0.2由表3.8确定刀具寿命：T=180min其中（2）决定切削速度和每齿进给量切削速度由表14-10的公式算出，查表14-10得：速度修正系数为，则转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选3.6时间定额计算时间定额查第十六章得其中：Tj——基本时间；Tf——辅助时间：取基本时间的20%估算；Tb——布置工作时间，取作业时间的5%估算；Tx——休息及生理需要时间，取作业时间的3%估算；Tz——准备与终结时间，取作业时间的4%估算；N——一批零件的数量，由于是中批量生产，且零件比较小，查表1-1取5000。工序10：车削拔叉右端面1、粗车时间定额：查表16-1得，则：作业时间2、半精车时间定额：查表16-1得，则作业时间工序20：钻、扩花键底孔。锪倒角时间定额：查表16-3得，则作业时间2、扩孔时间定额：查表16-3得，则作业时间3、锪倒角时间定额：查表16-3得因为两端都需要锪倒角，所以，则作业时间工序30：拉花键时间定额：查《机动时间计算方法》表5-32知单面余量被拉削表面长度效准部分长度系数与返回行程系数分别取，拉削速度拉削齿升量取，查《机动时间计算方法》表5-3得拉刀吃距则拉刀同时工作的齿数所以作业时间工序40：铣削拔叉上端面1、粗铣时间定额：查表16-5得，则作业时间2、半精铣时间定额：查表16-5得则作业时间工序5：铣削槽。时间定额：查表16-5得，则作业时间工序6：铣削槽。时间定额：查表16-5得，则作业时间3.7填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡另附一页机械加工工艺过程卡片，主要含有材料牌号，毛坯种类，工序号，工序名称，工序 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 还有在加工过程中所需要的加工设备和所需要的夹具等。有六张机械加工工序卡片主要含有给拔叉车右断面，钻扩孔及倒角，拉花键，两张铣上端面，铣18mm槽等一些工序步骤和内容第4章铣槽的工序专用夹具设计4.1工件自由度分析及定位方案的确定工件自由度分析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。经过小组协商，决定设计第5道工序—铣宽为槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对零件进行加工。由于的槽两侧面与底面都有表面粗糙度的要求，所以在X轴上需要限制的自由度为X方向的移动与旋转、在Y轴上需要限制的自由度为Y方向的移动、在Z轴上需要限制的自由度为Z方向的移动与旋转。定位方案的确定由零件图可知，宽为的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面为定位基准。因此选用工件已加工右端面和花键底孔的中心线为定位基准。经分析可以用大平面与短圆柱销来限制这五个自由度，大面积支承板以右端面为定位基准，短圆柱销以花键底孔为定位基准。4.2夹紧力的计算刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，Ø63mm,Z=16查表14-11得切削力其中,取切削力修正系数。则切削力在计算夹紧力时，必须考虑安全系数。查《机械制造技术》160页安全系数可取。因为其中u1和u2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，可使。则实际需要螺母的加紧力为因为本夹具采用的是螺旋夹紧机构进行加紧，且实际需要螺母的加紧力比较小，而此夹紧机构夹紧力比较大，所以采用螺旋夹紧机构能满足要求。4.3定位误差的计算及定位精度分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。4.4操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用弹簧垫圈,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,以利于铣削加工。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正确的安装位置，以有利于铣削加工。参考文献[1]李洪.机械加工工艺手册[M]北京:北京出版社,1990.[2]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导[M]北京:冶金工业出版社,2002.[3]与大国.机械制造技术基础与工艺学课程设计教程[M]北京:国防工业出版社,2015.[4]马国亮.机械制造技术[M]北京:机械工业出版社,2016.