CA6140拨叉831003完整课程设计.doc
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一、零件的分析
1.1零件的作用:
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。
获得所需要的速度和扭矩,宽度为40mm的面寸精度要求很高,因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时,滑移齿轮得不到高的位置精度,所以宽度为40mm的面槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
1.2零件的工艺分析:
分析零件图可知,该拨叉形状、结构比较简单,通过铸造毛坯可得到基本形状,减少了工序加工,又节约了材料。
除了拨叉上表面外,其余加工表面精度低,不需要高度机床加工,可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求;而拨叉上表面加工精度虽然较高,但也可以在正常的生产条件下,采用经济的方法保质保量的加工出来。
由此可见,该零件工艺性较好。
CA6140拨叉共有三组加工表面
(1)零件两端面,可以后端面加工精度高,可以先以后端面为粗基准加工右端面,再以前端面为精基准加工左端面;
(2)以花键中心线为基准的加工面:
这一组面包括Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面;
(3)以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和Ø5锥孔。
经上述分析可知,对于后两组加工表面,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。
二、工艺规程设计
2.1确定毛坯制造方法,初步确定毛坯形状:
零件材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能良好,考虑到零件加工表面少,精度要求不高,有强肋,且工作条件不差,既没有变载荷,又属间歇性工作,故选用金属型铸件,以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。
零件的形状简单,因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近,又因内花键较小,因此不可直接铸出。
2.2基准的选择
基准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,加工工艺过程中会问题百出,更有甚着,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
1)粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。
选择粗基准的出发点是:
一要考虑如何分配各加工表面的余量:
二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。
这两个要求常常是不能兼顾的,但对于一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的。
对本零件而言,由于每个表面都要求加工,为保证各表面都有足够的余量,应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取外圆柱面和端面作为粗基准。
在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件,消除工件的5个自由度,达到完全定位。
2)精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合与统一基准原则。
以R20mm孔为精基准。
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,此处不在重复。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,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。
在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外好应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
1)工艺路线方案一
工序10:
粗、精铣后端面;
工序20:
粗、精铣上顶面;
工序30:
钻、扩花键底孔Φ22H12;
工序40:
倒角1X15°;
工序50:
拉内花键Φ25H7
工序60:
粗、精铣18H11底槽;
工序70:
钻2—M8通孔并攻丝;
工序80:
钻Φ4锥孔底孔,配做;
工序90:
挫圆角R3-5;
工序100:
去毛刺,清洗;
工序110:
终检入库。
2)工艺路线方案二
工序10:
粗、精铣后端面;
工序20:
钻、扩花键底孔Φ22H12;
工序30:
倒角1.5X15°;
工序40:
粗、精铣上顶面;
工序50:
粗、精铣18H11底槽;
工序60:
钻2-M8通孔并攻丝;
工序70:
钻Φ5锥孔;
工序80:
拉内花键Φ25H7;
工序90:
挫圆角;
工序100:
去毛刺,清洗;
工序110:
终检入库。
3)工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于:
方案二把拉内花键Φ25H7放在粗、精铣18H11底槽之后,这样后面的工序50、工序60、工序70很难对工件进行定位和夹紧。
造成生产率的下降。
而工艺路线一把花键底孔Φ22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉内花键Φ25H7。
这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧,即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。
此方案定位精度高,专用夹具结构简单、可靠。
方案一将铣上平面放在铣后端面后面一个工序,使两道工序可以连续在同一机床加工,使整体加工过程更方便简单
通过以上两种工艺路线的优缺点分析。
最后确定工艺路线一为该零件的加工路线,工艺过程详见加工工艺过程卡。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
分别参照《机械制造技术》表4-9,表4-10;《互换性与测量技术基础》表2-2;《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-21确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
(单位mm)
加工表面
工序(或工步)名称
工序(或工步)余量
工序(或工步)基本尺寸
工序(或工步)经济精度
表面粗糙度(Ra)
公差等级
公差
上端面
精铣
1
72
IT11
0.19
3.2
粗铣
2
73
IT12
0.3
毛坯
3
75
IT12
0.3
Φ22孔
扩孔
1
22
IT12
0.21
6.3
钻孔
20
20
IT13
0.33
毛坯
实心
花键
拉花键
1.5
25
IT7
0.025
1.6
底槽
精铣
2
18
IT11
0.13
3.2
粗铣
16
16
IT12
0.18
6.3
毛坯
实心
后端面
精铣
1
80
IT11
0.22
3.2
粗铣
2
81
IT12
0.35
6.3
毛坯
3
83
IT12
0.35
2.5确定切削用量及基本工时
工件材料:
HT200,,铸造。
工序10:
以Φ40外圆为基准,粗、精铣后端面。
1.加工条件:
加工要求:
粗、精铣后端面,尺寸保证80mm。
机床:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38选择卧式铣床X61,功率为4kw
刀具:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27,表3.1-38选择圆柱形铣刀,材料为高速钢,并得d=50mm,D=22mm,L=50mm,Z=6.
2.计算切削用量:
工步1:
粗铣
背吃刀量为
进给量的确定:
机床的功率4kw,由《机械制造技术课程设计指导书》表1-147选取该工序的每齿进给量为。
铣削速度:
由《机械制造技术课程设计指导书》得,选用圆柱形铣刀,其中在的条件下选取。
铣削速度为。
有公式可以得到:
。
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39得
卧式铣床X61的主轴转速为,所以,实际铣削速度为:
。
基本时间t:
查《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7,根据圆柱形铣刀铣平面(对称铣削、主偏角)的基本时间计算公式:
。
其中,
,,取,。
则有:
。
工步2:
精铣
背吃刀量的确定。
进给量的确定:
由《机械制造工艺学课程设计指导书》中表5-27,按表面粗糙度为的条件选取,该工序的每齿进给量为。
铣削速度的计算:
由《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-30选取铣削速度为。
==95.54r/min
查表《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39选取n=80r/min
可求实际切削速度
。
基本时间的确定:
根据《机械制造工艺设计简明手册》中表6.2-7中圆柱形铣刀铣平面(对称铣削、主偏角)的基本时间公式,可以求得该工序的基本时间,其中,,取,,,得:
。
该工序总工时
工序20:
粗、精铣上端面
1.加工条件:
工件材料:
HT200,,铸造
加工要求:
粗、精铣上端面,尺寸保证10mm,高72mm。
机床:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38选择卧式铣床X61,功率为4kw
刀具:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27,表3.1-38选择圆柱形铣刀,材料为高速钢,并得d=50mm,D=22mm,L=50mm,Z=6.
2.计算切削用量:
工步1:
粗铣宽度29mm
背吃刀量为
进给量的确定:
机床的功率4kw,由《机械制造技术课程设计指导书》表1-147选取该工序的每齿进给量为。
铣削速度:
由《机械制造技术课程设计指导书》得,选用圆柱形铣刀,其中在的条件下选取。
铣削速度为。
有公式可以得到:
。
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39得
卧式铣床X61的主轴转速为,所以,实际铣削速度为:
。
基本时间t:
查《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-7,根据圆柱形铣刀铣平面(对称铣削、主偏角)的基本时间计算公式:
。
其中,
,,。
则有:
。
工步2:
精铣
背吃刀量的确定。
进给量的确定:
由《机械制造工艺学课程设计指导书》中表5-27,按表面粗糙度为的条件选取,该工序的每齿进给量为。
铣削速度的计算:
由《机械制造工艺学课程设计指导书》表5-30选取铣削速度为。
==95.54r/min
查表《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39选取n=80r/min
可求实际切削速度
。
基本时间的确定:
根据《机械制造工艺设计简明手册》中表6.2-7中圆柱形铣刀铣平面(对称铣削、主偏角)的基本时间公式,可以求得该工序的基本时间,其中,,取,,,得:
。
该工序总工时
工序30:
以Φ40mm外圆为基准钻、扩花键底孔Φ22H12mm
1.加工条件:
工件材料:
HT200,,铸造。
加工要求:
钻花键底孔,尺寸保证20mm。
机床:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14选取
刀具材料:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-5选取高速钢直柄麻花钻,d=20mm
由《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-8选取锥柄扩孔钻
2.计算切削用量:
工步1:
钻Φ20mm花键底孔
背吃刀量:
进给量的确定:
由《机械制造技术课程设计指导书》表1-160选取该工步的每齿进给量。
切削速度:
因为该工件的材料为HT200,所以选取切削速度为。
由式可以求得:
参照《机械制造工艺设计简明手册》中表4.2-15所列的的主轴转速。
取
实际切削速度
工步2:
扩Φ20mm花键底孔至Φ22H12mm
背吃刀量:
。
进给量:
由《机械制造工艺设计简明手册》中表4.2-16选取该工件的没转进给量。
切削速度的确定:
根据相关资料,确定:
由公式。
可以得到:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-15选取,
得到切削速度
工序40:
以Φ40mm外圆为基准,车倒角1X15°
1.加工条件
工件材料:
HT200,,铸造。
加工要求:
倒角115°
机床:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-7选车床CA6140
刀具材料:
专用刀具YT15。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
工序50:
拉内花键Φ25H7
1、加工条件:
工件材料:
HT200,,铸造。
加工要求:
花键底孔粗糙度Ra6.3μm,键槽侧面粗糙度Ra3.2μm,键槽底面粗糙度Ra1.6μm,键槽尺寸6mm,偏差代号H7;
机床:
由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-45选取拉床L6120
刀具:
由《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-26选取矩形齿花键拉刀
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