成都理工大学。
机械设计工艺学课程设计说明书。
设计题目:ca610车床拔叉831005设计。
学院:应用技术学院系:数控。
专业:数控技术
班级:2班。
学号:2201051050208
学生姓名:周龙。
起讫日期:指导老师:周俊波。
目录。1 拨叉的工艺分析及生产类型确定。
1.1零件的分析。
1.1.1零件的作用: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。宽度为18+0.
0120mm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18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
1.1.2零件的工艺分析:
ca6140拨叉共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分析如下:
1)以花键孔的中心线为基准的加工面。
这一组面包括25+0.230mm的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的2x150到角和距中心线为27mm的平面。
2)以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽。
经上述分析可知, 对于两组加工表面,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。
1.2 生产类型确定。
年产量为5000件(大批生产)
2工艺规程设计。
2.1确定毛坯的制造形成。
零件材料ht200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷,因此选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大,故可采取模锻成型。经查文献【3】表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3。
毛坯零件图在附:
2.2定位基准的选择。
定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准﹑
2.2.1精基准的选择:根据该拨叉零件的技术要求和装配要求,为了保证定位基准和工序基准重合,以零件的右端面(a面)为精基准,遵循了“基准重合”。
2.2.2粗基准的选择:作为粗基准的表面应平整,没有飞边﹑毛刺或其他表面缺陷。因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以40㎜的外圆表面为粗基准。
2.3加工阶段的划分。
该拨叉的加工质量要求较高,可将加工阶段划分为粗加工、精加工阶段。在粗加工阶段,首先将精基准(a面)准备好,使后续都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣拨叉b面。在精加工阶段,完成拨叉22㎜孔的钻、扩加工;在精加工阶段,进行拨叉18㎜的磨削加工。
2.3.1工序的集中和分散。
该拨叉选用工序集中的原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床和立式铣床,以及专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工啦许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
2.3.2工序顺序的安排。
1、 机械加工工序。
1) 遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准—拨叉右端面。
2) 遵循“先粗后精”原则,先安排粗精粗加工工序,后安排精加工工序。
3) 遵循“先面后孔”原则,先加工拨叉右端面,再加工叉轴孔22㎜。
2、 热处理工序。
模锻成型后切边,进行调质,调质硬度为241~285hbs,并进行酸洗,喷丸处理,喷丸处理可提高表面硬度,增加耐磨性,消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来不利影响。
3、 辅助工序。
精加工够,安排去毛刺和中间检验工序。
一) 确定工艺路线。
1、粗、精车端面,以ф40mm圆柱面为粗基准。选用x51卧式铣床加专用夹具。
2、钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。选用z550立式铣床加专用夹具。
3、拉花键。以a面为基准。选用z550立式铣床加专用夹具。
4、铣削槽b面。以花键的中心线及a面为基准。选用x51卧式铣床加专用夹具。
5、铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及a面为基准。选用x62w卧式铣床加专用夹具。
6、铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及a面为基准。选用x62w卧式铣床加专用夹具。
3、加工余量、工序尺寸和公差确定。
ca6140的拨叉材料为ht200。毛坯重量为1.0 kgσb =160mpa hbs 生产类型为由大、中批量生产,采用模锻锻模。
根据上述的原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺寸以毛坯尺寸如下:
1. a面的加工余量
a面有3mm的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除。
2. 矩形花键底孔。
由文献【1】表2-28查得,扩孔余量:z扩=2mm , 钻孔余量z钻=20mm ;查文献【1】表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为:扩:
it12,钻:it13。根据上述结果,再查文献【1】表2-40标准公差数值可确定各工步的公差值分别为:
扩:0.21㎜,钻:
0.33㎜。
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为:扩孔φ220+0.21mm钻孔φ200+0.33 mm 。
3. 拉花键。
花键孔要求以外径定心:拉削时加工余量参照【3】取 2ζ=1mm
4. b面的加工余量。
此工序分2个工步1、粗铣b面 2、精铣b面。
粗铣加工余量为2.8mm
精加工余量为0.2mm
4、切削用量、时间定额的计算。
1、车削用量和基本时间的计算。
1)粗铣。1).背吃刀量的确定 ap=2.5mm
2).进给量的确定:由文献【1】表5-11按铣刀直径50mm,齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.4mm/z
3).由文献【1】表5-13.按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取,铣削速度v=42m/min 由文献【1】公式(5-1) n=1000×42/3.
14×50=267.38 r/min
参照文献【1】表4-15选取x51型立式铣床的主轴转速,取转速n=255r/min,再将此转速代入公式(5-1)可求出实际铣削速度v=πdn/1000=40.06 m/min
4). 基本时间tj的计算:根据文献【1】表5-43中面铣刀铣平面(对称铣削),主偏角等于90°的基本时间计算公式取l1=0.
5[d-(d2-ae2)1/2]+1=0.5×[50-(502-402)1/2]+3=11.5㎜,l2=3,fmz=fz×z×n=0.
4×6×255=612 mm/min所以该工序的基本时间tj=(l+l1+l2)/fmz=(50+11.5+3)/612=0.10min=60s
2)精铣。1).背吃刀量的确定 ap=0.5mm
2).进给量的确定:由文献【1】表5-11,按铣刀直径50mm,齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.25mm/z
3).铣削速度的计算:由文献【1】表5-13,按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取,铣削速度v为47 m/min。由文献【1】公式(5-1)
n=1000×47/3.14×50=299.21 r/min 。
参照文献【1】表4-15选取x51立式铣床主轴转速,取n=300 r/min,再将此转速代入文献【1】公式(5-1)可求出该工序实际铣削速度为 v=πdn/1000=47.12 m/min。
4). 基本事件tj的计算:根据文献【1】表5-43中面铣刀铣平面(对称铣削),主偏角等于90°的基本时间计算公式取l=50㎜,l1=11.
5㎜,l2=3㎜,fmz=fz×z×n=0.25×6×450=450 mm/min所以该工序的基本时间tj=(l+l1+l2)/fmz=(50+11.5+3)/450=0.
14 min=8.20s
工序2——钻、扩φ22孔、倒角。
1)钻孔。1).背吃刀量的确定 ap=20 mm
2).进给量的确定:由文献【1】表5-22,取每转进给量f=0.20mm/r
3).切削速度的计算:由文献【1】表5-22,工件材料ht200条件选取,切削速度v=15m/min,由文献【1】公式(5-1)得n=1000×15/3.
14×20=238.73 r/min。参照文献【1】表4-9选取z550立式钻床主轴转速n=250r/min。
再将此转速代入文献【1】代入公式(5-1)可求实际钻削速度v=πdn/1000=π×20×250/1000=15.71 m/min.
4). 基本事件tj的计算:根据文献【1】表5-41钻孔的基本时间可由tj=(l+l1+l2)/fn求的。
式中l=80㎜l2=1㎜,l1=d/2cotkr+1=20/2×cot54°+1=10×0.72+1=8.18㎜ ,f=0.
20㎜/r,n=250r/min, 所以基本时间:tj=(l+l1+l2)/fn=(80+8.18+1)/0.
2×250=1.78 min=107.2s
2)扩孔。1).背吃刀量的确定 ap=2 mm
2).进给量的确定:由文献【1】表5-23,取每转进给量f=0.7 mm/r
3).切削速度的计算:由文献【1】表5-24,选取切削速度v=92.9 m/min
由文献【1】公式(5-1)得n=1000×92.9/3.14×22=1344.
14 r/min,参照文献【1】表4-9选取z550立式钻床主轴转速n=1400 r/min。再将此转速代入公式(5-1)可求实际切削速度v=πdn/1000=π×22×1400/1000=96.76m/min.
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