拨叉(831006型号)工艺规程及专用夹具设计(完整版)文档格式.doc
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零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
1小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔
2大头半圆孔Ф55
3小头孔端面、大头半圆孔上下Ф73端面,大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm,小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知,可以粗加小头孔端面,然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。
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。
二.工艺规程设计
1,确定生产类型
已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产,所以初步确定工艺安排为:
加工过程划分阶段;
工序适当集中;
加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
2,确定毛坯的制造形式
确定毛坯种类:
零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,故选择铸件毛坯。
查《机械制造工艺及设备设计指导手册》(后称《指导手册》)选用铸件尺寸公差等级CT9级。
3,基面的选择
定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。
基准选择得合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,加工过程中将问题百出,更有甚者,造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。
(1)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。
根据这个基准选择原则,现选取φ40的外表面和底面为粗基准加工φ22孔的上表面。
(2)精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
因此选择精加工过的φ55mm孔为精基准,限制四个自由度。
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。
4,制定工艺路线
CA6140拨叉设计工艺过程
(一)确定毛坯的制造形式
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。
(二)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。
否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。
(1)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。
根据这个基准选择原则,现选取φ22孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两块V形块支承这两个φ40作主要定位面,限制5个自由度,再以一个销钉限制最后1个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。
(2)精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
(三)制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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工卡具,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,以便使生产成本尽量下降。
工艺路线方案一:
工序1铣φ40上平面,保证表面粗糙度3.2
工序2钻绞孔φ22,保证表面粗糙度1.6
工序3粗镗半精镗孔φ55,保证表面粗糙度3.2
工序4铣φ55上端面,保证表面粗糙度3.2
工序5φ55下端面,保证表面粗糙度3.2
工序6锥孔φ8及M8底孔螺纹M8精绞锥孔φ8,保证表面粗糙度1.6
工序7切断
工艺路线方案二:
工序2粗镗半精镗孔φ55,保证表面粗糙度3.2
工序3钻绞两孔φ22,保证表面粗糙度1.6
工序5铣φ55下端面,保证表面粗糙度3.2
工序6钻锥孔φ8及M8底孔,攻丝,精绞锥孔φ8,保证表面粗糙度1.6
工序7切断
工艺方案比较分析
上述两方案:
方案一:
是先加工内孔φ22,再以φ22孔为基准加工φ55内孔,而方案二:
先镗孔φ55,以底面及φ22外圆面为基准,再以φ55内孔及上平面加工φ22孔。
由零件图可知φ22孔的设计基为准φ55孔的中心线,所以加工φ22孔时定位基准最好为φ55孔的中心线,可保证其加工的位子精度,符合大批生产要求,方案二较为合理
方案二:
工序1铣φ40上平面。
(以φ22孔外表面及底面为基准,选用X5032立式升降台铣床和专用夹具)
工序2粗镗,半精镗φ55。
(以φ40上平面及φ22内孔为基准,选用TGX4132B立式单柱坐标镗床和专用夹具)
工序3钻绞两孔φ22.。
(以φ40上平面及φ22孔外表面为基准,选用Z3025摇臂钻床和专用夹具)
工序4铣φ55下端面。
(以φ40上平面及φ22内孔为基准,选用X5032立式升降台铣床和专业夹具)
工序5铣φ55上端面。
(以φ55的下端面及φ22内孔为基准,选用X5032立式升降台铣床和专业夹具)
工序6钻锥孔φ8及M8底孔,攻螺纹M8,精绞锥孔φ8。
(以φ40上平面及φ55内孔为基准,选用Z3025摇臂钻床和专用夹具)
拨叉零件材料为HT200HB170—240,毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯
依据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1>
由于工件较小,为方便加工节省材料将两件铸在一起,同时加工。
2>
铸件的圆角半径按表2.2.1<
<
简明设计手册>
>
选则金属型铸造R=3-5mm
拔模斜度外表面0-15°
自然失效处理以消除铸造应力。
3>
两内孔φ22+0.0210,考虑其孔径较小铸造困难,为简化铸造毛坯外型,现直接将φ40圆柱铸成实心的。
4>
铣φ40上平面加工余量及公差。
两φ40圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ40圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣,单边余量Z=2mm公差CT=1.2
φ22半精铣的加工余量(单边)Z=0.8
粗铣加工余量(单边)Z=1.2
毛坯名义尺寸:
50+0.8+1.2=52
毛坯最大尺寸:
52+1.2=53.2
5>
粗镗,半精镗φ55。
毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6,参照《工艺手册》表2.3-10确定工序尺寸及余量为:
一次粗镗φ53.5,2Z=3.5
二次半精镗φ55+0.4,2Z=1.5
6>
钻绞两孔φ22。
两内孔精度要求IT7参照《机械制造工艺设计简明手册》(以下简称《工艺手册》)表2.3-8确定工序尺寸及余量为:
钻孔:
φ20
扩孔:
φ21.82Z=1.8mm
半精绞:
φ21.942Z=0.14mm
精绞:
φ20+0.0210
7>
铣φ55下端面。
两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣。
φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8
粗铣加工余量(单边)Z=4.2
8>
铣φ55上端面。
9>
钻锥孔φ7.8及M6底孔,攻丝,半,精绞φ8,保证R1.6的表面粗糙度
半精绞加工余量2Z=0.14
精绞加工余量2Z=0.06
10>
切断
确定切削用量及基本工时
工序一:
铣φ40上平面。
1工具选择
1.>
选择工具《切削手册》
根据表1.2选择YG6硬质合金刀具
根据表3.1铣前深度ap≤4铣削宽度ae≤90端铣刀直径D0=100mm
由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10
2>
铣刀几何形状查表(3.2)由于HBS=200>
150,r0=0°
a=8°
Kr=45°
Kre=30°
Kr′=5°
λs=-20°
α=8°
bq=1.2
2选择切削用量
决定铣削深度ap,因为表面粗糙度要去为Ra=3.2,所以需两次走刀完成。
第一次走刀达到尺寸为50+0.8(半精铣的加工余量)
第二次走到达到50的尺寸,并保证Ra=3.2
决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW
查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18
选择铣刀磨纯标准及刀具寿命
根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5
由于铣刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)
根据(表3.16)当d0=100mmZ=10ap=2fz=0.18Vi=98m/minnt=322r/minVft=490mm/min
各修正系数为:
kmv=kmn=kmvf=0.89
Ksv=ksn=ksvf=0.8
故:
Vc=Vtkv=98×
0.89×
0.8=70m/min
n=ntkn=322×
0.8=230r/min
Vf=Vftkvt=490×
0.8=350.3mm/min
根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
n=300r/minVfc=375mm/min
因此实际切削速度和每齿进给量为
Vc=πdn/1000=3.14×
100×
300/1000=94.2m/min
Fzc=vfc/(nc×
Z)=375/300×
10=0.125mm/z
根据机床功率:
根据表3.24当HBS=170~240ae≤9mmap≤2.4d=100Z=10Vf=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×
0.75=5.63KW
故Pcc<
Pcm因此所选择的切削用量可以采用即
ap=2.4Vf=375mm/minn=300r/minVc=94.2m/minfz=0.125mm/z
计算基本工时tm=L/Vf
式中L=160mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则L=(160+35)=195mm故tm=195/375=0.52min
工序二:
粗镗半精镗φ55孔
选择刀具:
查表《机械加工工艺手册》表11.2-10
选择莫式锥柄3刀杆直径D=30高速钢刀头
选择切削用量
有《工艺手册》表2.3-10得
粗镗φ53.5,2Z=3.5
半精镗φ55+0.42Z=1.5
粗镗孔至φ53.5
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