CA6140拨叉设计工艺过程

hbwangbo521

CA6140拨叉设计工艺过程
, M0 t0 d1 f9 Y+ O6 i, k
6 \" j4 w/ `& [; B) E, Q5 N; s' `, r1 J制定工艺路线：
- o3 F' H% C7 b* B  U1.选择工具   《切削手册》
) N* Y8 p& G' n2 n% s/ v0 S  １>根据表1.２ 选择YG6硬质合金刀具
  根据表3.1 铣前深度ap≤6 铣削宽度ae≤90 端铣刀直径D0=100mm
) O# T! F0 E( M+ `: c2 B由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10
8 v' }  S* z4 F; ^: ~2 >铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°　α0=8°Kr=45°Kre=30°
+ M( Q# d% }: l5 U) W3 @7 F                    Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2 z/ V0 T# p' {% P2选择切削用量
19>   决定铣削深度ap (由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完)
ap=h=6mm
20>   决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW
) Z$ D8 Z/ I! \! H6 i2 K查表3.5时 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
5 R8 s5 _3 Y! y5 E. s+ k0 W21>   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)
22>   根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =32r/min Vft=490mm/min
8 c2 W% \1 b2 `  n: A各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89
( c! r. ~5 m' Y# |          Ksv=ksn=ksvf=0.8
故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/min
n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
7 a! D2 _: n0 m8 O2 y. pVf=Vft kvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min
根据X62型卧式铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
9 z# W" P; Z$ t1 X0 ?. H( h& gn =300r/min   Vfc=375mm/min
8 H' b1 N) b& _$ h7 \5 G因此 实际切削速度和每齿进给量为
VC=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
4 X1 i! {5 I  @- \' SFzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
23>   根据机床功率:
. L6 `% i7 A( b# b/ _6 B根据表3.24 当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 Vf=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根据X62型卧式铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW
# B3 p' o& R6 B故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即
8 U1 q# m! Q0 g0 P' dap=2 Vf=375mm/min n=300r/min Vc=94.2m/min fz=0.125mm/z
5 v+ k# \* y' I+ K( N1 |5 W$ \24>   计算基本工时tm = L / vf
式中 L=20mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则
+ h' ]: d5 i2 \7 D5 T故tm= L / nf=(20+3+4)/375=0.07 min
工序7 钻锥孔φ8及M6底孔
一.钻锥孔φ8
1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=7.8 mm
& y4 p, \; W" F9 O( }钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃β=30°
  2φ=118°   be=3.5mm α0=12° ψ=55°
& {0 i) l6 u7 ?# e& z$ a# H2.选择切削用量
6 o6 C$ T6 H% F$ @1>按加工要求决定进给量
根据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
- @' y4 q! o3 c5 L& q& N9 ]$ v( [d0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
3 r* t; c: {7 C5 w2 u由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则
+ @5 [, F: m& ^+ }7 E- X9 A" cf =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
3 n/ I! M$ Q$ F4 T& R2>决定钻头磨纯标准及寿命
& b. }7 Y  m: g/ f! W% L由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min
3>决定切削速度
由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min
n =1000V/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min
由钻床说明手册选取 n=400 r/min
3.计算工时
  a$ c% f6 e) `# `/ itm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min
* D- U5 \- A# t! [1 r3 K
6 H6 W+ ~/ O& g  ?! y+ {4 u二.钻M6底孔
6 r4 e/ Y. ~$ z5 J3 w+ b* H) c1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=5.2mm
钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃β=30°
  2φ=118°   be=3.5mm α0=12° ψ=55°
2.选择切削用量
1>按加工要求决定进给量
% j2 O9 A. A3 B4 o根据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
+ X) d9 a  w1 ^: m1 f1 Q( Jd0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则
f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
0 B  F) Z6 e8 X9 \5 C2>决定钻头磨纯标准及寿命
/ w2 Z/ V/ T4 j/ z由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min
3>决定切削速度
由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min
; p+ l9 M1 Q9 vn =1000V/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min
/ T# y" ]- u. C7 `' V9 k由钻床说明手册选取 n=400 r/min
/ k& u/ V( c% s3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(6+10)/400×0.4=0.1 min

5 `( u" E- G1 S# }工序8 攻螺纹M6
- \; a, _. u* x9 b. b  p* PV=0.1m/s=6 m/min
9 y1 j$ @/ S, ?: O则ns =238 r/min
按机床选取nw=19.5r/min 则 V=4.9 m/min
基本工时=6mm L1=3mm L2=3mm   攻M6孔
2 o; L6 L, N7 k' Q0 s  Y) b5 ]tm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min
工序9 办精绞 精绞两孔φ20
. y" _9 x) n$ E( c$ _. l- U1.选择绞刀
查《设计手册》表3.1-19 选用硬质合金锥柄机用绞刀(GB4252-64) d=20mm
; S+ d- b- C! J8 J# X2.选择进给量f
" L1 Z8 v4 T+ }1 b" W' v1>绞刀磨纯标准及寿命
9 ]" O, B1 Y& q, m' S( x9 _# f由表2.12,当d0=20 mm 时 ,绞刀后刀面最大磨损取为0.5 mm 寿命T=45 min
8 V& V8 f) t. }2>切削速度V进给量f
查《切削手册》表2.25
! f# ^* Q, M6 r9 q铸铁硬度HBS200   d0=10~25 mm   ap=0.06~0.15 mm
(半精绞ap=0.07mm 精绞为ap=0.03mm 均在此范围)
f=0.2~0.4 mm/r Vc=10~15   m/min (无切削液)
根据钻床进给量查《设计手册》表4.2-13 取f=0.3mm/r
5 Z' o- {! F0 }$ n5 X* v/ fn=1000V/πd0=1000×15/(3.14×20)=239 r/min
查表4.2-12 取nc=250 r/min
3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/(250×0.3) ×2=1.12 min

( `/ o7 O* Y/ ^' e工序10 切断
1.选择刀具查《设计手册》表3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀(GB6120-85)
d=400 mm   L=4 mm z=20
2.刀具寿命
+ `7 Z. c5 Q' F查表3.8 高速钢切断铣刀 d≤40T=45 min
" B, X9 F' R/ L0 ]" Q3.切削用量
ap=12 mm一切走刀切断 fz=0.1 mm/z
查表3.27   Vc=Cvd0qv / TmapxvfzxvZpv
Cv=10.5 d0=40 qv=0.2 Tm=450.15 apxv=120.2 fzxv=0.10.4 Zpv=200.1
+ w) a* a1 X; b# H* wVc=(10.5×40×0.2) / (450.15×120.2×0.10.4×200.1)=54.9 m/min
n=1000V /πd0=1000×54.9/(3.14×40)=437 r/min
根据x60 卧式铣床说明书《设计手册》表
机床主轴转速为nc=400 r/min
- ?- }" {+ b- C- q  Y计算基本工时
! O+ V) ?! L7 p" n& Y% b) F% H. Ntm =L / nf= L+Y+Δ/vf=(72+35)/54.9=1.94 min
2 p, I. n0 p" i6 j4 M
2 V8 l4 A; B8 p" z) Z9 G选择量具
  `+ H4 `! K# M8 T! `本零件为批量生产,一般均采用通用量具,选择方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择,二是按计量器具的测量方法极限误差选择.
8 r+ X  I# A0 x3 I: L8 Z, Y3 T一. 选择孔的量具
精绞内孔φ２０H7,图纸要求尺寸公差T=0.021mm
3 n8 H/ l0 B5 b/ F) `  Y查<<工艺手册>>表5.2-20 选择千分尺(GB6309-86) 分度只0.001 适用测量工件尺寸公差为IT6-IT10
φ５０+0.5+0.25mm孔选用内径百分表
3 y. x; Z* i8 l& Z. K1 e' V二 选用φ５０mm孔端面12-0.06-0.18mm量具
加工端面12H11,尺寸公差IT=0.12mm
根据表5.2-6 选择不确定度为0.02 分度值0.02的游标卡尺(GB1214-85),
1 B2 c- X8 m) Y# h4 y由于其它加工表面没有公差要求,选择同一量具游标卡尺
  l) {# s' H# R' _5 ^

* j! h8 m2 T6 H+ R" C! g







! O& w; S( _8 T! p0 x) q' n- [

& F/ I+ \5 ~2 j0 k



4 J- Q: C/ R$ W9 k
* G0 H6 i9 I- L/ ]5 {

& U& S- @& Y( t, ^: J* d
5 ]0 t0 D0 Y6 V6 r
' g( Q" b8 [8 V0 R5 Q7 i1 U' G


2 ?5 U$ b" Z0 E- u# f8 W
6 [: ]7 s6 ?6 q% H: w4 W
, |$ U) y8 w) A! B  ^
& C6 F: A8 g  R0 m" }
刘文海

专用夹具设计
为了提高劳动效率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与指导教师的协商,决定设计第四道工序――钻扩两孔φ２０mm的钻床夹具，本夹具将用于z３０２５摇臂钻床．刀具为一把锥柄麻花钻（ＧＢ１４３８－８５）．
0 x8 n+ G5 N  W夹具设计
（１）定位基准的选择
由零件图可知，φ２０mm两孔与φ５０mm孔有孔距公差要求，其设计基准为φ５０mm孔中心线．为了定位基准与设计基准重合应选择孔φ５０mm定位的夹具．
（２）切削力及加紧力的计算
5 p4 Q3 _" h' ~刀具：锥柄麻花钻φ１８mm　　f＝０．５mm＼r
) b/ A- A0 b( G/ n. ]( c扭矩：Ｍc＝Ｃmdzmfymkm（见＜＜切削手册＞＞表２．３２及２．３３
2 v# F) T# H, ~; y式中　Ｃm＝０．２０６　　zm＝２．０　ym＝０．８　km＝１．０６
# w5 ~& a, p5 ?1 n7 X( G, iＭc＝０．２０６*182.0*0.50.8*1.06=40N.M
选用 结构简单,加紧可靠的螺旋加紧,提高效率,采用螺母开口垫圈组合加紧
为了克服扭矩矩T,实际加紧力F应为   F=kt\rf
" P6 G, C+ S/ @2 u4 K1 V" w其中 r=2(R3-r3)\3(R2-r2)         查 <<机械制造工艺学表>>14-1
  =2(723-503)\3(722-502)
  =0.031m
        F=1.3*40\0.1*0.031=16774N
由式d=(4*1.3F0\3.14[δ])0.5   [δ] =δs\S=640\4=180MPa查表(5-7)S=4
3 f2 l  E! Z, g% _        d=(4*1.3*16774\3.14*180)0.5
        =12.4mm
, G' s9 R2 r- R2 O: x查手册得M16   d=15.217>12.4       取M16
(3) 定位误差分析
零件图规定大孔与小孔的中心矩为720-0.2mm,利用中间大孔定位孔壁于定位销的配合间隙 工件以孔φ５０mm为定位基准,则设计基准与定为基准重合jb=0 但实际上,定位心轴和工件内孔有制造误差
$ F- E" l, p# W, \, P; ?定位销:IT7=0.025   大孔壁 IT9=0.062
因此加工完后大孔与小孔中心矩最大误差为
9 {% z: s+ X7 C' N: Hjw=ΔD+Δd+Δ=0.062+0.025+0.009=0.096<0.2mm
误差在允许误差范围内
: ^6 D% g0 _" l/ L" \
1 x* t4 [) z! g1 O& k

, \( G( t: Y9 W" t& p
8 A! K4 E* \; k0 [6 }3 M
- Q* I" D1 ^) n; ?: T( M% D



" h; X' M! `. t
8 M* A# T7 t/ X
0 ^4 ]1 o- J7 V0 I* S& X& W9 Q! d, D
" R8 F& m7 k* i8 [, p- o) y) Z  t


* L$ [+ ]  L# G! ~/ C崔治国

9 |+ z1 w. v- B7 x2 j4 p: L  K/ S- O专用夹具设计
为了提高劳动效率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与指导教师的协商,决定设计第7道工序—粗铣 半精铣φ20端面的铣床夹具,该夹具将用于x52K立式铣床,刀具为YG6硬质合金刀具.
/ P  w5 g8 R/ K7 Y一 问题提出:
7 R" v: h, H9 @; s/ _0 @该夹具主要用来粗铣φ20两端面,这两个端面对φ20孔的中心线有一定的垂直度要求,加工到本道程序时φ20的孔已经进行了维护工序且此面粗糙度并不是很高,所以零件图纸的要求可以在一次走刀完成,因此在本道工序加工时主要考虑,如何保证一次达到图纸要求的过程.
! w& R9 I# x  w; o/ n二夹具设计/定位基准选择
由零件图可知,其设计基准为φ20的中心线,为使定位误差为零,应该选择以φ20孔定位的自动定心夹具,但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂 ,因此这里只选用以φ20孔为主要定位基面,并与底面基准相配合的方式进行设计加工.考虑到该零件的批量不大,如果采用半自动或气动夹具的成本过高,所以采用了借助辅助工具的方式进行手动定位夹紧.
2>切削力及加紧力的计算: 刀具YG 6   φ63mm z=4 则
0 z5 s% D& G6 Q" ?: YF=CF apxf fzyfαeuFz / doζFnwf (见《切削手册》表3.28)
+ N7 W- `& j" T; ^5 e* q式中: CF=7900 xf=1.0 yf=0.75 uf=1.1 wf=0.2 qf=1.3
ap=2mm fz=0.20 n=600 r/min do=63mm z=4 αe=35mm
F=(7900×21×0.200.75×351.1×4) / (631.3×6000.2)=1203.95 N
  H4 q0 t5 J$ n水平分力: FH=1.1F=1324.35 N
垂直分力: FV=0.3F=361.19 N
& C% M. u/ {( L0 j( H, Z. z在计算切削力时,必须考虑安全系数. 安全系数K=k1k2k3k4
4 q( p/ N+ f9 u- A: r& q  P# ^8 l式中k1—基本安全系数1.5   k2—刀具纯化系数1.1
k3—加工介质系数1.1   k4—断续切削系数1.1
则F’=KFH =1.5×1.1×1.1×1.1×1325=2645 N
6 d$ O0 N4 [5 z; l为克服水平切削力实际加紧力N应为
N(f1+f2)= KFH
N= KFH/(f1+f2)
6 h, `( h* T0 _" i  [% Z" a# A其中f1及f2为夹具定位面及加紧面的摩擦系数,f1=f2=0.25 则
9 ~  H% ~' z. _N=2645 / 0.5 =5290 (N)
因为分为两个工具夹的加紧力分别为:
所以 N单=N/2=5290 / 2=2645 N
8 l3 J$ P7 ]  b& F5 C+ D. |3>定位误差的分析
零件在本道工序的要求为: 所加工的平面与φ20孔中心线有一定的垂直度,而相应的夹具在设计方面注重了这一问题,选用已加工的φ20中心线为定位基准保证了图纸上的要求,所以该道工序采用的夹具不存在定位误差问题.
! s, Z3 i$ _& U1>   夹具设计及操作的简要说明,如前所述,在设计夹具时,应首先考虑加工质量,保证图纸要求,其次考虑劳动生产率,及操作过程中的劳动强度问题,本道工序的铣床夹具注重了首要问题.—保证零件的质量要求,以一面两销方式定位辅助夹具予以加紧.因为所加工的零件体积较小,批量不大,考虑到降低夹具成本,便于安装调试夹具等问题,并没有采用气动,液动夹具,使得结构紧凑,设计精简,成本低廉,操作过程灵活,且固体体积不大,工人的劳动强度不高.

$ R; N: c( ?: k8 m. {# {3 q7 H

7 M- m- ~" P: T
! k8 d0 {/ ]* @$ Z: V7 Z: u% N

9 h7 N0 M# Y8 k  |% d
$ ]0 W, l9 l6 ~% T/ r
7 n, h- [' e5 D# m$ H, u: r
4 q  u. \, [$ R. o! V3 ~



# j6 ]# `  k+ ]7 ?, n; B
+ g! D% y+ N. o, d  d贾宁
专用夹具的设计
% O+ H  s3 n1 D2 ]: e7 J! ]( h为了提高劳动效率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具,经过与指导教师的协商,决定设计第10道工序—切断两工件,该夹具将用于x62卧式铣床,刀具为中齿锯片铣刀（GB6120-85）.
+ ~0 y) e; a0 U6 s/ L, T+ r7 v% C) @夹具设计
* f$ M. w2 e/ z: p7 C7 N) g（１）定位基准的选择
. v1 X) i. x/ C由零件图可知，φ２０mm两孔与底面有垂直度要求，所以以一面两孔进行定位，选择底面及φ２０mm两孔为定位基准．
2 y3 l$ e" x$ S# C1 t. F* _& e（２）切削力及加紧力的计算
' O4 o( A0 @5 B8 I. x0 o2 E刀具：中齿锯片铣刀（GB6120-85）φ8０ Z=32.
) G: ?; c2 D) z. l则：F=(见《切削手册》表3.28)
式中：CF=650，XF=1
水平分力 FH=1.1F=3968*1.1=4364（N）
: v$ ^8 `' f7 m) y- a: Q) W6 d! r垂直分力 FV=0.3F=3968*0.3=1190（N）
在计算切削力时，必须考虑安全系数，
" U4 \% @& p5 w, k, o/ M; G安全系数K=K1K2K3K4
8 C. d$ M0 L( e) l式中： K1--基本安全系数，1.5；
# z2 z' i9 O& _+ H/ f  K2—加工性质系数，1.1；
  K3—刀具钝化系数，1.1；
  K4—断续切削系数，1.1。
则：F`=KFH=1.5*1.1*1.1*1.1*4364=8712（N）
克服水平切削力实际加紧力N= F`=8712（N）
( p: T2 t) i: L8 u6 j因螺旋加紧的扩力比
' q0 n5 t8 e! h; c* p' s( G! D考虑工人劳动强度，一般工人中批生产时候提供的力为245牛
N`=245Ip=245*80=19600（N）>N
3 H7 T1 N4 }6 c9 B故本夹具安全可行

hbwangbo521

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