CA6140拨叉设计工艺过程

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CA6140拨叉设计工艺过程
2 R+ H! n% E) }  q: v9 Q( m) p. p' z
制定工艺路线：
1.选择工具   《切削手册》
  １>根据表1.２ 选择YG6硬质合金刀具
8 M0 h6 V; @% _  根据表3.1 铣前深度ap≤6 铣削宽度ae≤90 端铣刀直径D0=100mm
* A( L( Y5 X- I1 h. u由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10
2 >铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°　α0=8°Kr=45°Kre=30°
, Q  D* u. M' }1 H% A                    Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2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
; ^2 ^4 `3 Q! [+ l# ~20>   决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW
查表3.5时 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
21>   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
3 p) H1 c; b  N/ I4 ]各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89
          Ksv=ksn=ksvf=0.8
" i" N9 t* X; d0 b1 p  @3 Y  @故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/min
, J4 f6 o7 U, C' c! f  }n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
" P+ \/ O4 `* C# c) O3 K- bVf=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
n =300r/min   Vfc=375mm/min
因此 实际切削速度和每齿进给量为
' |" _$ Z  \' T; \& _VC=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
* S+ `) S: v5 H' P' l; ?Fzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
23>   根据机床功率:
, ?* r7 ^/ x  b! b" C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
5 o4 V/ U8 O! ?! }: C/ v& l故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即
& B! k+ K2 r! O# Y( ~' ^ap=2 Vf=375mm/min n=300r/min Vc=94.2m/min fz=0.125mm/z
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
, n: ^2 L4 [6 {" f+ P; H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
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
( I0 {8 f% A0 E! y1>按加工要求决定进给量
& I6 `( |! A0 l# z* J6 ]$ f根据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
d0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
' C  @/ O& \6 f: L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
2>决定钻头磨纯标准及寿命
7 F0 {6 c' W% n- d' J5 _- Z  F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
, Z9 A  w: e/ p; N- e2 w" U$ U( [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
. x$ w6 z! d8 f5 f9 v& |9 |由钻床说明手册选取 n=400 r/min
7 W: b9 h+ j" L3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min

" D& X0 e3 `2 L/ f8 V+ g二.钻M6底孔
1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=5.2mm
. c9 v* U" E: o6 U6 B& F钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃β=30°
8 ~4 {0 H3 m$ v) h  l  p! g  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
根据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
+ U1 O' [" Y- p" {d0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
( a/ {. u& p" P# O( m$ h由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则
0 |8 _2 h$ }* R* L9 Mf =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
# u4 l! s5 Z% A% s2>决定钻头磨纯标准及寿命
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
8 ]0 e$ A+ Q$ t* p; N/ j3>决定切削速度
由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/min
; T. `; N, D# dn =1000V/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min
由钻床说明手册选取 n=400 r/min
3 v" b( D% U$ u  x3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(6+10)/400×0.4=0.1 min

% x( N$ B& Y& y8 {. R2 I9 E工序8 攻螺纹M6
9 o# K" Q" X" g9 AV=0.1m/s=6 m/min
则ns =238 r/min
按机床选取nw=19.5r/min 则 V=4.9 m/min
* t7 h; s! E( I. P基本工时=6mm L1=3mm L2=3mm   攻M6孔
' b7 C0 j- c; D* r& _$ atm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min
. o% ~; D! U. N' a- C/ {& Q工序9 办精绞 精绞两孔φ20
1.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
1 k' y9 P+ Q/ w8 K2.选择进给量f
1>绞刀磨纯标准及寿命
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
* a; I- n: U1 \/ D1 }2>切削速度V进给量f
: I5 m6 B( ~1 b. I( B查《切削手册》表2.25
: N7 u& \# j5 w% p" K( g) H; p- }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
  A. l7 {5 y% d% C. Y! xn=1000V/πd0=1000×15/(3.14×20)=239 r/min
2 g/ R  w; j1 n8 w* v. r* H查表4.2-12 取nc=250 r/min
3.计算工时
( V. d& ]# L  E9 \tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/(250×0.3) ×2=1.12 min

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)
$ z: B& D9 _) i0 ^2 }6 Bd=400 mm   L=4 mm z=20
. j. z4 @3 j! R, f1 F+ K2.刀具寿命
查表3.8 高速钢切断铣刀 d≤40T=45 min
3.切削用量
ap=12 mm一切走刀切断 fz=0.1 mm/z
: x! a7 k+ [$ x( D: \+ h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
Vc=(10.5×40×0.2) / (450.15×120.2×0.10.4×200.1)=54.9 m/min
8 w4 _" Z$ l" V1 E/ un=1000V /πd0=1000×54.9/(3.14×40)=437 r/min
# ]8 Q# o4 `6 K" G* L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
1 e8 I6 j, Z: {- ^8 t计算基本工时
' |( K: C, ^( ctm =L / nf= L+Y+Δ/vf=(72+35)/54.9=1.94 min
. K6 n0 c9 U9 D# R2 T# p7 j9 ^
: e; J% }0 [2 ]8 x2 C选择量具
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.
一. 选择孔的量具
% t. m7 ^$ _2 \# B, d精绞内孔φ２０H7,图纸要求尺寸公差T=0.021mm
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
二 选用φ５０mm孔端面12-0.06-0.18mm量具
/ }0 r1 A) Z; P; B  d/ h1 q加工端面12H11,尺寸公差IT=0.12mm
8 b3 h0 \$ e7 n$ Y% k) ^7 H) V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),
由于其它加工表面没有公差要求,选择同一量具游标卡尺



# f+ z; E: N: g8 U0 A
" F. z- l! B5 I5 b; M

  ?$ t+ s0 a( a- d# T& g
. @& H4 }* {, l
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& k7 l0 P6 M8 A8 d7 V5 b



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3 ~7 K9 N5 n8 z, f% a; Z* M- B


7 }2 o2 _8 M% z0 q" n2 v1 U


! P/ I5 A, ~4 ^% i刘文海
) C& p! b: i  b5 u) P1 |( g" ^
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）．
夹具设计
; ]+ ^+ S6 J; i! U& ^（１）定位基准的选择
2 r4 }4 U8 S- }( ?7 W8 r$ M0 ^7 z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．
; q: h% ]- M' F（２）切削力及加紧力的计算
  d; Y. D; u" [3 G刀具：锥柄麻花钻φ１８mm　　f＝０．５mm＼r
扭矩：Ｍc＝Ｃmdzmfymkm（见＜＜切削手册＞＞表２．３２及２．３３
; w2 C' z1 n7 M; f式中　Ｃm＝０．２０６　　zm＝２．０　ym＝０．８　km＝１．０６
# x1 m0 u0 k. Z4 I% pＭc＝０．２０６*182.0*0.50.8*1.06=40N.M
9 E( p6 y$ |' }! t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
其中 r=2(R3-r3)\3(R2-r2)         查 <<机械制造工艺学表>>14-1
3 m, V) }' C: t4 K* \5 _  =2(723-503)\3(722-502)
2 c9 `* }7 T2 v( ^: y5 N  =0.031m
        F=1.3*40\0.1*0.031=16774N
) |+ W1 u1 S; e3 n5 ^) \由式d=(4*1.3F0\3.14[δ])0.5   [δ] =δs\S=640\4=180MPa查表(5-7)S=4
4 C* E0 r2 e! P        d=(4*1.3*16774\3.14*180)0.5
! k; \* q0 I% z0 m( j( S        =12.4mm
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
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
jw=ΔD+Δd+Δ=0.062+0.025+0.009=0.096<0.2mm
; i# ]6 N( t# K% `3 g- C" C误差在允许误差范围内
; O$ E$ y0 O9 U" X; o& l; x; [
, O  h) K9 l) q


+ n0 `  J1 R" s# s7 d: G/ j% L

+ G. _* X  g: O/ r# G+ o


* J% F* i- j3 u% a9 F
# m+ {; z( y4 L' K$ ]
. ]$ ~7 Q% }4 r! V6 z

- U) D) M8 R* J7 Y, S. l

崔治国
2 }1 Z2 X; ^% Q9 J7 J- F
6 x) U; ^+ t, E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.
, q; n1 e/ `; D# z一 问题提出:
3 I7 h3 H! w$ J- k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.
' v  d! i8 U8 u1 y" g$ W4 f# p二夹具设计/定位基准选择
: |7 y: j* H9 u5 @" T5 A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
F=CF apxf fzyfαeuFz / doζFnwf (见《切削手册》表3.28)
式中: CF=7900 xf=1.0 yf=0.75 uf=1.1 wf=0.2 qf=1.3
+ \. \' s/ S: aap=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
水平分力: FH=1.1F=1324.35 N
9 X3 f! k. }$ ~6 @, H2 d2 K垂直分力: FV=0.3F=361.19 N
在计算切削力时,必须考虑安全系数. 安全系数K=k1k2k3k4
: I& t9 I/ j( s6 N: D* O式中k1—基本安全系数1.5   k2—刀具纯化系数1.1
: x, H2 i! I8 T1 Kk3—加工介质系数1.1   k4—断续切削系数1.1
. Y* n9 c; k/ J则F’=KFH =1.5×1.1×1.1×1.1×1325=2645 N
* B. x$ I6 ~1 T3 i为克服水平切削力实际加紧力N应为
N(f1+f2)= KFH
) ]; A$ W7 ^4 C. d& d$ {. G3 E2 dN= KFH/(f1+f2)
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
N=2645 / 0.5 =5290 (N)
因为分为两个工具夹的加紧力分别为:
+ `9 D9 a8 j9 X3 d# h8 U8 O) v# M0 U所以 N单=N/2=5290 / 2=2645 N
. n" j* e, J% ^( L9 J5 e3>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.
1>   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.
" Q5 |# [' I7 Q" q


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$ `2 V: T- R. ^  J
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3 n, x" n+ Y1 J0 J

2 Z7 T  C1 Y4 m% ?/ o  s! k# T
; y; r( f0 |" z

, z  s4 A3 r3 A5 o: ]

3 V. Q! D% [9 z" ?: [贾宁
专用夹具的设计
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）.
+ U, R6 \" D9 v4 \2 Z+ p7 F夹具设计
! v/ \4 I, S8 z（１）定位基准的选择
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．
9 A$ w7 X/ l. B0 X  A! f% z（２）切削力及加紧力的计算
. t' g: W$ W5 @" z  e刀具：中齿锯片铣刀（GB6120-85）φ8０ Z=32.
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）
垂直分力 FV=0.3F=3968*0.3=1190（N）
1 J  m# @9 o+ W( f5 b; [8 l在计算切削力时，必须考虑安全系数，
0 a( j" r  u8 `3 g- |2 J- p安全系数K=K1K2K3K4
6 n5 h: c3 v! x+ @, g$ ]式中： K1--基本安全系数，1.5；
  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）
- i) h% k' D* E5 ]0 J7 g  l克服水平切削力实际加紧力N= F`=8712（N）
因螺旋加紧的扩力比
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
故本夹具安全可行

hbwangbo521

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