CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺及工艺设备Word文件下载.docx

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φ20孔与操纵机构相连，二下方的φ50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。

通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

两件零件铸为一体，加工时分开。

（二）零件的工艺分析

CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：

1.以φ20为中心的加工表面

这一组加工表面包括：

φ20

的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。

下端有一个47°

的斜凸台。

这三个都没有高的位置度要求。

2.以φ50为中心的加工表面

φ50

的孔，以及其上下两个端面。

这两组表面有一定的位置度要求,即φ50

的孔上下两个端面与φ20

的孔有垂直度要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

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，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。

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φ20

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φ32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。

1.工艺路线方案一

工序一粗、精铣φ20孔上端面。

工序二钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。

工序三粗、精铣φ50孔上端面

工序四粗、精铣φ50、φ20孔下端面。

工序五切断。

工序六钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序七钻一个φ4孔，攻M6螺纹。

工序八铣47°

凸台。

工序九检查。

上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。

且看另一个方案。

2.工艺路线方案二

工序二粗、精铣φ20孔下端面。

工序三钻、扩、铰、精铰φ20孔。

工序四钻、扩、铰、精铰φ50孔。

工序五粗、精铣φ50孔上端面

工序六粗、精铣φ50孔下端面。

工序七切断。

工序八钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九钻一个φ4孔，攻M6螺纹。

工序十铣47°

工序十一检查。

上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。

综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。

3.工艺路线方案三

工序一以φ32外圆为粗基准，粗铣φ20孔下端面。

工序二精铣φ20孔上下端面。

工序三以φ20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

工序四以φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ50孔，保证空的精度达到IT7。

工序六以φ20孔为精基准，粗铣φ50孔上下端面。

工序七以φ20孔为精基准，精铣φ50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。

工序八以φ20孔为精基准，钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九以φ20孔为精基准，钻一个φ4孔，攻M6螺纹。

工序十以φ20孔为精基准，铣47°

虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。

工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。

多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。

以上工艺过程详见图3。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

端盖零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ67，边长正方形端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ67，边长正方形端面长度余量均为2.5（均为双边加工）

车削加工余量为：

粗车1mm

精车0.2mm

2.内孔φ28已铸成孔

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ28已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为22mm。

工序尺寸加工余量：

钻孔2mm

扩孔0.16mm

3.外圆φ67

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ67，直径余量均为2.5

工序尺寸加工余量：

粗车1.5mm

精车0.3mm

4.端盖尺寸76mm

铣削加工余量为：

粗铣1mm

精铣0.2mm

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

（五）确立切削用量及基本工时

工序一以φ32外圆为粗基准，粗铣φ20孔上下端面。

1.加工条件

工件材料：

HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。

加工要求：

粗铣φ20孔上下端面。

机床：

X6140卧式铣床。

刀具：

W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。

铣削宽度ae<

=60,深度ap<

=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。

选择刀具前角γo＝＋5°

后角αo＝8°

，副后角αo’=8°

，刀齿斜角λs=－10°

主刃Kr=60°

过渡刃Krε=30°

副刃Kr’=5°

过渡刃宽bε=1mm。

2.切削用量

1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量机床功率为7.5kw。

查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。

由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4）计算切削速度按《切削手册》，Vc=

算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。

5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>

Pcc。

故校验合格。

最终确定ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。

6）计算基本工时

tm＝L/Vf=（32+80）/475=0.09min。

精铣φ20上下端面。

1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量机床功率为7.5kw。

3）查后刀面最大磨损及寿命

4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

最终确定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，f

z=0.16mm/z。

1.选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°

，二重刃长度bε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度

°

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《切》

所以，

按钻头强度选择

按机床强度选择

最终决定选择机床已有的进给量

经校验

校验成功。

（2）钻头磨钝标准及寿命　

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～０.８mm，寿命

．

　（3）切削速度

修正系数

故

。

查《切》机床实际转速为

故实际的切削速度

（4）校验扭矩功率

所以

故满足条件，校验成立。

３.计算工时

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。

扩铰和精铰的切削用量如下：

扩钻：

铰孔：

此处省略 

NN

NNNNN

NNN

字

XA5032卧式铣床。

铣削宽度ae>

60,深度a

p<

=4,齿数z=1２,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm。

1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。

4）计算切削速度按《切削手册》，查得Vc＝110mm/s，n=281r/min,Vf=378mm/s

据XA6132铣床参数，选择nc=300r/min,Vfc=375mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=117.8m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.10mm/z。

5）校验机床功率查《切削手册》,而机床所能提供功率为Pcm=56.3kw>

Pcc=2.7kw。

tm＝L/Vf=（72+9）/375=0.216min.

60,深度ap<

查《切削手册》选f=0.5mm/z。

4）计算切削速度按《切削手册》，将f降一级为f=0.5mm/z。

查得Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s

据XA6132铣床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度Vc=600.4,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.21mm/z。

结果ap=1.0mm,f=0.21mm/z,nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角αo＝16°

，二重刃长度

经校验校验成功。

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～0.8mm，寿命

螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。

祥见工艺卡片。

其余几步数据见工艺卡片。

三、卡具设计

经过与老师协商，决定设计第IX道工序——钻M6孔的钻床卡具。

本卡具将用于Z525立式钻床。

刀具为M6丝锥，以及∮4的高速钢麻花钻。

（一）问题的提出

在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。

因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。

（二）卡具设计

1．定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑，选择∮20孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：

5）配合以一挡销（自由度限制数：

1）使工件完全定位。

再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。

2．切削力和卡紧力计算

本步加工可按钻削估算卡紧力。

实际效果可以保证可靠的卡紧。

轴向力

扭矩

由于扭矩很小，计算时可忽略。

卡紧力为

取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1

则实际卡紧力为F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N

使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。

3.定位误差分析

本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。

但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

4.卡具设计及操作的简要说明

卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。

为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。

卡具上设置有钻套，用于确定的钻头位置。

（本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。

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