2022年CA车床拨叉加工设计方案.docx

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1、精品学习资源一、零件的分析（一） 零件的作用题目所给的零件是CA6140 车床的拨叉；它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动依据工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用；零件上方的 20 孔与操纵机构相连，二下方的 50 半孔就是用于与所把握齿轮所在的轴接触；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，其间有确定位置要求；分述如下：1. 以 20 为中心的加工表面0这一组加工表面包括： 20 0.021 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

2、 47的斜凸台；这三个都没有高的位置度要求；2. 以 50 为中心的加工表面欢迎下载精品学习资源0.25这一组加工表面包括：500.50 的孔，以及其上下两个端面；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源0.25这两组表面有确定的位置度要求, 即 500.0210的孔有垂直度要求；0.50 的孔上下两个端面与 20欢迎下载精品学习资源由上面分析可知，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， 零件结构又比较简洁，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

3、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；否就，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，仍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；而对有如干个不加工表面的工件，就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；依据这个基准选择原就，现选取 20欢迎下载精品学习资源0 0.021 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 32 作主要定位面，限制5 个自由度，再以一个销钉限制最终1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削；（ 2）精基准的选择；主要应当考虑基准重合的问题；当设

4、计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算，这在以后仍要特地运算，此处不再重复；（三）制定工艺路线制定工艺路线得动身点,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形下,可以考虑接受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，仍应当考虑经济成效，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 20 孔上端面；工序二 钻、扩、铰、精铰 20、 50 孔；工序三 粗、精铣 50 孔上端面工序四 粗、精铣 50、20 孔下端面；工序五 切断；工序六 钻 4 孔（装配时钻铰锥孔）；工序七 钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹；

5、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，对设备有确定要求；且看另一个方案；2. 工艺路线方案二工序一 粗、精铣 20 孔上端面；工序二 粗、精铣 20 孔下端面；工序三 钻、扩、铰、精铰 20 孔；工序四 钻、扩、铰、精铰 50 孔；工序五 粗、精铣 50 孔上端面工序六 粗、精铣 50 孔下端面；工序七 切断；工序八 钻 4 孔（装配时钻铰锥孔）；工序九 钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹；工序十 铣 47凸台；工序十一 检查；上面工序可以适合大多数生产，但效率较低；欢迎下载精品学习资源综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线；3. 工艺路线方案三工序一 以 32 外

6、圆为粗基准，粗铣 20 孔下端面；工序二 精铣 20 孔上下端面；工序三 以 20 孔上端面和 32 外圆为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到 IT7 ；工序四 以 20 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50 孔，保证空的精度达到 IT11 ；工序五 切断；工序六 以 20 孔为精基准，粗铣 50 孔上下端面；工序七 以 20 孔为精基准，精铣 50 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 20 孔为精基准，钻 4 孔（装配时钻铰锥孔）；工序九 以 20 孔为精基准，钻 4 孔，攻 M6 螺纹；工序十 以 20 孔为精基准，铣

7、47凸台；工序十一 去毛刺，检查；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 50、 20 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”CA6140 车床拨叉 ”；零件材料为HT200 ，硬度190 241HB ，毛皮重量 2.2kg ，生产类型中批量，铸造毛坯；按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（ 20 ， 50 端面）；查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表

8、2.2.4 2.2.5 ，取 20， 50 端面长度余量均为2.5 （均为双边加工） 铣削加工余量为：粗铣 2.0mm精铣 0.5mm2. 内孔（ 50 已铸成孔）查工艺手册表2.2 2.5 ，取 50 已铸成孔长度余量为3mm，即铸成孔 44mm；工序尺寸加工余量：钻孔 2.5mm欢迎下载精品学习资源扩孔 0.5mm 3.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应当接受调整加工；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 32 外圆为粗基准，粗铣 20 孔上下端面；1.加工条件工件材料： HT200, b =0.16GPa

9、 HB=190241, 铸造；机床： X62 万能铣床；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, 故依据切削用量简明手册（后简称切削）取刀具直径 do=80mm ，依据切屑选择刀具前角 o 5后角 o 8 ， 副 后 角 o =8 ， 刀 齿 斜 角 s=10 , 主 刃 Kr=60 , 过 渡 刃Kr =30 , 副刃 Kr =5 过渡刃宽 b =1mm ； 2.切削用量1） 铣削深度 由于切削量较小，故可以选择ap=2mm ，一次走刀即可完成所需长度；2） 每齿进给量依据 X62万能铣床说明书，机床功率为7.5KW ；查

10、切削表3.5，f=0.140.24mm/z ；由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/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1.01.5mm ；查切削手册表3.8，寿命 T=180min4）运算切削速度和每分钟进给量V fo查切屑表3.16 ，当 d=80mm ， z=10 ， ap=2mm ， f zPcc，所选用切屑用量可用；最 终 确 定ap=2mm ， n=375r/min,V f=375mm/s ， Vc=94.2m/min ， fz=0.1mm/z；6）运算基本工时tm L/ V f=32+80/375=0.297min ；欢迎下载精品学习资源因铣上

11、下端面，故该工序工时为t2t m0.594min欢迎下载精品学习资源工序二 精铣 20 孔上下端面；1. 加工条件工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241, 铸造；加工要求：精铣 20 上下端面；机床： X62 万能铣床；刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6 ；铣削宽度ae=60, 深度apPcc，故已选切削用量可用；最 终 确 定ap=0.5mm ， n=475r/min,V f=375mm/min ， Vc=119.3m/min ， fz=0.08mm/z ；6）运算基本工时tm L/ V f=32+80/375=0.297min ；欢迎下载精品学

12、习资源因精铣上下端面，故该工序工时t2t m0.594min欢迎下载精品学习资源工序三 以 20 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 孔，保证垂直度误差不超过0.05mm, 孔的精度达到IT7 ；一钻孔1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm ，钻头接受双头刃磨法，查切削表2.1， 2.2，后角 o 12，二重刃长度b=2.5mm, 横刀长欢迎下载精品学习资源b=1.5mm, 宽 l=3mm, 棱带长度 l11.5mm30 2120 50 欢迎下载精品学习资源2 选择机床， Z525 机床3. 选择切削用量（ 1）准备进给量欢迎下载精品学习资源查切f0.70 0.86mm

13、 / rld301.5320欢迎下载精品学习资源所以， f0.70 mm / r欢迎下载精品学习资源按钻头强度选择f1.75mm / r按机床强度选择f0.53mm / r欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源最 终 决 定 选 择 机 床 已 有 的 进 给 量f0.48mm / r经 校 验欢迎下载精品学习资源Ff6090Fm a x校验成功；欢迎下载精品学习资源（ 2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0.5 . mm，寿命 T（ 3）切削速度60 min 欢迎下载精品学习资源2. 选择机床， Z525 机床3. 选择切削用量（ 1）准备进给量欢迎下载精品学习资源查切削表

14、2.7 ， f0.70 0.86mm / rld301.5320欢迎下载精品学习资源所以， f0.70 mm / r按钻头强度选择（查切削表2.8）， f1.75mm / r按机床强度选择（查切削表2.9）， f0.53mm / r欢迎下载精品学习资源依据已有的机床已有的进给量，得f0.48mm / r查切削表2.19，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当 f0.48mm / r， d 021mm时，轴向力Ft5100N ；轴向力修正欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源系数未 1.0，故Ft5100N ，依据 Z525 说明书，机床进给机构强度答应欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习

15、资源的最大轴向力Fmax8830N，由于 F fFmax ，故 f0.48mm / z 可欢迎下载精品学习资源用，校验成功；（ 2）钻头磨钝标准及寿命查 切 削 表 2.12 ， 后 刀 面 最 大 磨 损 量 为 0.5 . mm， 寿 命T60 min 欢迎下载精品学习资源（ 3）切削速度查切削表 2.15 ， Vt18m / min欢迎下载精品学习资源查表 2.31，切削速度修正系数欢迎下载精品学习资源K TV1.0K MV1.0K SV=0.9K WV=1.0K tv1.0K xv1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K apv1.0K lv1.0 故 V CV t K180.

16、916.2m / min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源n1000vd 01000 16.2286r3.14 18/ min欢迎下载精品学习资源依据 z525 钻床说明书，选择n=272r/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源故实际切削速度为V C（ 4）校验扭矩功率d 0n 100015.4m / min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查切削表 2.21 ，当 f0.51, d 019 时， M t43.16N .m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源扭矩的修正系数K Mm1.0 ，故 M C43.16N / m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源依据机床说

17、明书，当n=272r/min时， M m144.2N.m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M CMm，扭矩校验成功欢迎下载精品学习资源查切削表2.32，当HBS=170-213，欢迎下载精品学习资源d 020mm, f0.5mm/ z,V C16.2m/ min 时，PC =1.1KW欢迎下载精品学习资源依据 z525 钻床说明书 , PE2.80.812.26KW PCPE欢迎下载精品学习资源由于 M CM m ， PCPE ，故选择的切削用量可用；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源最终确定 f=0.48mm/r,n=272/min,4. 运算工时V C15.4m / min欢迎

18、下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Lt mnf30102720.480.306min欢迎下载精品学习资源二、扩孔：刀具：高速钢19.8 专用扩孔钻查切削表 2.10 ，进给量 f=0.8-1.10.7=0.56-0.77mm/r取钻床已有进给量， f=0.62mm/rC d Z V欢迎下载精品学习资源V切削速度查表 2.30 由公式 V Cr0得xvyv=25.6m/mint欢迎下载精品学习资源修 正 系 数K TV1.0TK MVma Pf1.0K SV=0.9K WV=1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K tv1.0K xv1.0K lv1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品

19、学习资源故 V cV t0.9=25.60.9=23.0m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源主轴转速 n1000V Cd 024.37m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源运算工时Lt mnf30103920.620.165min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三、铰孔刀具 : 选用硬质合金直柄机用绞刀0查切削表 2.60 = 0 ，008 ， kr00=5 ，=15欢迎下载精品学习资源查 切 削 表 2.11进 给 量 f=1.0-2.0mm/r.查 机 床 说 明 书 ， 取f=1.7mm/r欢迎下载精品学习资源查切削表 2.15取V t=16m/min,

20、 故V cV t0.9=14.4m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源主轴转速 n1000V Cd 0100014.4230r3.1419.94/ min欢迎下载精品学习资源依据机床说明书，当n=272r/min欢迎下载精品学习资源实际切削速度V Cd 0n 10003.1419.9427217.0m / min1000欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源L运算工时 t mnf30100.025min2721.7欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源三、精铰查切削表 2.11取 n=272m/min,f=1.0mm/rVVV查切削表 2.15取=12m/min 故tct0.9

21、=10.8m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源L运算工时t mnf30102721.00.147min欢迎下载精品学习资源工序四 以 20 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 50 孔毛坯已铸成孔长度余量为3 ，查制造表2.2-4 ，铸成孔直径为欢迎下载精品学习资源44 mm；一、钻49 孔1. 选择 钻头：选择高速 钢麻花 钻钻 头，双 锥修 磨横刃 ，钻 头直径d 049mm ，查切削表 2-2，后角 o12，二重刃长度 b =9mm,欢迎下载精品学习资源横刀长 b=5mm, 弧面长 l=9mm, 棱带长度 l13mm 20120 50欢迎下载精品学习资源2. 选择机床 z550，

22、依据，制造表4.2-143. 选择切削用量（ 1）进给量欢迎下载精品学习资源查切削表2.7f1.0 1.2mm / r又 l d12 50 =0.243, （ l为欢迎下载精品学习资源孔深， d 为孔直径） f=1.0-1.275mm/r, 取机床已有进给量，查制造表 4.2-16 ，取 f=0.9mm/r.查切削表 2.8 ， 2.9 ， f=0.9mm 中意钻头强度所答应进给量和机床进给机构强度所答应的进给量的要求；F查切削表2.19 ，当 f=0.9mm/r,d0 50mm时，轴向力 F f =21090N，修正系数 1.0 ，就=21090；依据制造表4.2-14 ，得 z550 最大

23、进f给力 2452521090 中意要求；综上所述，进给量f=0.9mm/r.（ 2）钻头磨钝标准及寿命后 刀 面最 大磨 损限 度（查 切削 表 2.12 ）为 0.8 1.2mm， 寿命T140 min（ 3）切削速度v查切削表 2.15 ，17m/min, 切削速度修正系数查切削表c欢迎下载精品学习资源2.31，K TV1.0K MV1.0K SV=0.9K WV=1.0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源K tv1.0K xv1.0K lv1.0，就欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源V c V CV t K V0.67517m/min=11.5m/min欢迎下载精品学习资源欢

24、迎下载精品学习资源n1000V Cd 074.6r/min欢迎下载精品学习资源依据，制造表4.2-15 ，取 n=63r/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源实际切削速度 V Cd 0n 10009.7m/min欢迎下载精品学习资源（ 4）校验扭矩及功率Mk查切削表 2.21 ，扭矩519.9N.M ，修正系数=1.0 ，就tmmM c=519.9N.M ， 根 据z550钻 床 说 明 书 ， n=63r/min时 ，M=814.2N.Mm查 切 削 表 2.23， 当 铸 铁 硬 度HBS=170-213时 ，d 0 =49mm,f=0.9mm/r,pc =2.6KWP依据 z5

25、50 钻床说明书，=70.85=5.95KW ，E欢迎下载精品学习资源由 于 M cM m ， pcPE ， 故 选 择 的 切 削 用 量 可 用 ， 即 ：欢迎下载精品学习资源Vf=0.9mm/r,n=63r/min,=9.7m/min.C4. 运算基本工时欢迎下载精品学习资源Lt mnf1222630.9min=0.6min ，式中 L=l+y+欢迎下载精品学习资源二、扩孔刀具选取锥柄扩孔钻钻头直径 d=50mm,查切削表2.10，进给量 f=0.16-2.20.7mm/r，依据机床说明书，取f=1.17mm/r欢迎下载精品学习资源3切削速度 V= （ 12V=6-4m/min1 ） V

26、钻 ， V 钻 依据切削表 2.15，V 钻 =12m/min,欢迎下载精品学习资源n就主轴转速 n=38.2-25.5r/min, 按机床说明书，取=32r/min,w欢迎下载精品学习资源实际切削速度为V Cd 0n3.145032 =5m/min欢迎下载精品学习资源10001000欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源基本工时Lt mnf122232 1.17=0.9min欢迎下载精品学习资源0.50三、钻孔达到最终尺寸要求 500.25刀具选取硬质合金机绞刀，依据切削表2.25 ，取切削深度aV=0.3mm，进给量f=1.0mm/r,切削速度=15m/min, 就主轴转速pC欢迎下载精

27、品学习资源n1000V Cd 095.5r/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源查机床说明书，取n=89r/min,实际切削速度 V Cd 0n 100014m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源基本工时Lt mnf2212 =0.38min89 1欢迎下载精品学习资源工序五 切断；刀具：查切削表3.1-4.1，选择中齿锯片刀具（GB6120-85）d 0 =400mm， L=4mm,z=20刀具寿命：查切削表3.8 ，高速钢切断铣刀d40T=45min欢迎下载精品学习资源切削用量：ap =12mm,一次走刀切断，fd 0 qV=0.1mm/zz欢迎下载精品学习资源查切削

28、表 3.27V CmTzvpvafxZvp求得 V=54.9m/minc欢迎下载精品学习资源n1000V Cd 0100054.9437 r3.1440/ min欢迎下载精品学习资源选择机床已有转速n=400r/min欢迎下载精品学习资源就实际切削速度为V C运算基本工时d 0n 100050.24m/min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Lt mnf72351.94min54.9欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源工序六 以 20 孔为精基准，粗铣 50 孔上下端面；1. 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6 ；查 切 削 表3.2 ， 选 择 刀 具 角 度0

29、0=5 ，欢迎下载精品学习资源0000o008 ,0 = 8 ,s =10 , K r60 ,K r30 , K r 5欢迎下载精品学习资源, b =1mm齿数 z=10, 铣刀宽度 ae（查切削表 3.1）2. 切削用量060 , 深度 a p4 ，取刀具直径=125mm，d0欢迎下载精品学习资源1） 铣削深度 由于切削量较小，故可以选择ap=2.0mm，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 ；查切削 f=0.140.24mm/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1.01.5mm ；查切削手册表3.8，寿命 T=180min欢迎

30、下载精品学习资源4 ） 计 算 切 削 速 度 和 每 分 钟 进 给 量 V f查 切 削 表 3.16 ， 当欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源d0125mm ， z12 ， ap3.5 ， f0.14 时 ， vt97m / m i n,欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源nt248 ,v ft333mm/ min查 切 削 表 3.16各 修 正 系 数 为 ：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源kmvkmnkmvt0.89，ksvksnksvt1.0故欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源vcvt kv970.891.086.3m / min欢迎下载精品学习资源欢迎下

31、载精品学习资源nnt kn2480.891.0221r / min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源v fv ft kvt3330.891.0269.37mm/ min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源依据机床说明书选择，n235r/ minv f300mm / min欢迎下载精品学习资源因此实际切削速度和每齿进给量为依据机床说明书选择n235r / minv f300mm/ min因此实际切削速度和每齿进给量为欢迎下载精品学习资源vd0 nc10003.14125100023592.2m / min欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源v f300f z0.11mm / z欢迎下载精品学习资源nz23512欢迎下载精品学习资源5校验机床功率查 切 削 3.24,当HBS174 207，ae85mm，欢迎下载精品学习资源f z0.11mm/ z v f300mm/ min 时，pcc2.7kw欢迎下载精品学习资源机床主轴答应的功率为pcm7.50.755.63kw欢迎