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基于UG的CA6140拨叉(二)机械加工工艺与铣夹具设计

基于UG的CA6140拨叉(二)机械加工工艺与铣夹具设计

制定CA6140拨叉(二)的机械加工工艺与铣夹具的设计,其主要目的是通过分析零件和零件图上的各种技术要求来制定机床拨叉的机械加工工艺规程。所给的零件是车床CA6140的拨叉,它是车床变速机构中的一个部件,主要起换挡作用,让主轴的回转运动按照使用者的要求获

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  • 详细描述

    基于UG的CA6140拨叉(二)机械加工工艺与铣夹具设计

    摘   要
    随着科技的发展,机械制造业在各行各业都普遍存在,无论是普通产业还是精密工业,都离不开机械制造设备,机械制造业成了众多企业的基础,科技的进步和社会的发展都离不开机械制造设备。本次的毕业设计的主要内容是CA6140拨叉(二)机械加工工艺规程制定以及铣床夹具的设计。其中,机械加工工艺规程编制方面,主要是通过对拨叉零件图以及各种机械加工技术要求进行分析,再根据相关的文献,查询资料,根据实际情况编制零件的机械加工工艺路线;根据工艺路线的内容确定各道工序的加工方法、机床、刀具等加工设备的选择,从而计算各工序的切屑用量,其中还包括基准的选择、定位夹紧方案的选定,之后完成工序卡、工艺卡和工艺过程卡的填写。另外,设计铣槽的专用夹具以及夹具装配三维图的装配等。
     
    关键词:拨叉;工艺规程;专业夹具
     
     
     
    目       录
    第一章 零件的认识与分析
    一、零件的分析····················································11
    1.零件的作用······················································11
    2.零件的结构······················································11
    3.零件的工艺分析··················································11
    (1).工艺分析的目的··············································11
    (2).拨叉的工艺分析··············································11
    (3).拨叉的加工内容··············································12
    第二章 设计零件的加工方法································13
    一、确定毛坯的制造形成············································13
    二、机械加工工艺规程设计··········································13
    1.生产过程及机械加工工艺规程······································13
    (1).工艺规程的定义··············································13
    (2).工艺规程的主要作用··········································13
    2.机械加工工艺规程的种类··········································13
    3.制定机械加工工艺规程的原始材料··································13
    三、选择加工方法拟定工序路线······································14
    1.定位基准的选择··················································14
    (1)粗基准选择···················································14
    (2)精基准选择···················································15
    2.合理的机械加工工艺路线的重要性··································15
    3.拟定工艺路线····················································15
    (1)工艺路线方案一···············································15
    (2)工艺路线方案二···············································16
    (3)工艺路线的比较与分析·········································16
    (4)最终工艺方案··················································17
    四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定························18
    1.毛坯余量及尺寸的确定············································18
    (1)粗铣Φ55拨叉脚的上下端面的加工余量和公差····················18
    (2)粗铣16㎜槽上表面的加工余量和公差····························18
    (3)铣35斜面的加工余量和公差····································18
    2.各加工表面的机械加工余量,尺寸工序及毛坯尺寸的确定··············18
    五、确定切削用量及基本工时········································20
    1.切削用量·······················································20
    (1)切削用量的定义···············································20
    (2)切削用量选择的原则···········································20
    2.切削用量的计算··················································21
    第三章 机床夹具设计··········································29
    一、设计夹具的基本要求············································29
    二、确定夹具类型···················································29
    三、确定定位方案··················································29
    1.基准的选择·······················································29
    2.自由度的限制····················································31
    四、确定夹紧方案··················································31
    五、对刀装置的选择················································31
    六、夹具体与主要零件··············································34
    七、绘制夹具装配总图和主要零件图··································34
    总结并致谢························································38
    参考文献··························································40
     
     
    第一章 零件的认识与分析
    一、零件的分析
    1、零件的作用
    所给的零件是车床CA6140的拨叉,它是车床变速机构中的一个部件,主要起换挡作用,让主轴的回转运动按照使用者的要求获得相应的速度和扭矩。零件中的Φ25孔与车床上的操纵机构相连接,Φ55的半圆孔是与控制齿轮所在的轴接触的,通过上方的力拨动下方的齿轮变速。该零件铸造时是两个一体的,加工的时候是分开的。
    2、零件的结构
    零件的一端是Φ55的半圆孔和Φ75的左右端面,另一端是Φ25的通孔,在Φ40的外圆柱面上有一个外圆斜面,在顶端有个16×8的槽。
    3、零件的工艺分析
    (1)工艺分析的目的
    工艺分析的目的,一是为了审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理,是否便于加工装配;二是通过工艺分析,对零件的工艺要求有进一步的了解,以便制定出合理的工艺规程。
     (2)拨叉的工艺分析
    CA6140拨叉(二)所用材料为HT200,灰铸铁材料铸造性能良好,但塑性较差、脆性高,生产工艺简单,不适合磨削加工。以下是拨叉所需加工的表面以及加工表面之间的位置精度要求:
    加工表面 尺寸偏差(㎜) 公差及精度等级 表面粗糙度值RA(μm) 形位公差(㎜)
    拨叉头右端面 80   6.3  
    Φ25㎜孔 Φ25(0——+0.02) IT7 1.6  
    拨叉脚内表面 Φ55(0——+0.4) IT12 3.2  
    拨叉头顶面 134.5(-0.2——-0.1) IT9 6.3  
    拨叉脚的两侧面 12(-0.18——-0.06) IT11 3.2 垂直度  0.1  A
    拨叉头侧平面 17   6.3  
    16㎜×8㎜槽 16(0——+0.12) IT11
     
    3.2 垂直度 0.08  A
    8   6.3
    拨叉底板端面 23(-0.3——0) IT13 3.2  
     
    (3)拨叉的加工内容

    如上述零件图所示,Φ25㎜孔的粗糙度要求为1.6,需要精加工,由于该拨叉是大批量生产,所以采用钻-铰的加工方法来保证精度。拨叉脚的两侧面的粗糙度要求为3.2,采用粗铣-精铣的加工方法来保证精度,同时保证两侧面与Φ25㎜孔的轴线的垂直度要求0.1。在该拨叉上还需要加工16㎜×8㎜槽,槽的底面的粗糙度要求为6.3,其侧面粗糙度要求为3.2,采用粗铣-精铣的加工方法,同时保证该槽的两侧面与Φ25㎜孔的轴线的垂直度要求0.08.
    1) 以Φ25㎜为中心的加工表面
    其中包括Φ25㎜的孔,以及右端面,16㎜×8㎜槽的两侧面与Φ25孔的中心线有垂直度要求为0.08,在Φ40圆柱外表面上有个一定角度的斜加工面。
    2) 以Φ55㎜为中心的加工表面
    其中要加工的有:Φ55的孔及其两侧面,其中两侧面与Φ25孔的中心线有垂直度要求为0.1
    通过上述分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并保证其位置精度要求。查询各个加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,再加上该拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以采用常规的加工工艺能都完成上述的加工。


    总结并致谢
    这次毕业设计是大学三年来所学的成果体现,利用这次的毕业设计,我学习了很多东西,也回顾了这三年来学习的知识,同时也实践了很多在学习时没有弄懂或者没有深入考过的问题。这次的毕业设计也是我在从事工作前的一次实践,在其中我找出了自己的问题,并解决了我的不足之处,同时也培养了我的发现、思考和解决问题的能力。
    这次任务主要完成的是对零件的机械加工工艺规程的制定以及专用夹具的设计。在工艺规程的制定方面,主要是对零件进行分析,然后拟定零件的加工路线。在完成这个工作时要仔细分析零件图上的各种技术要求,如尺寸精度、位置精度以及粗糙度要求等,这些都会影响工艺路线的拟定,在制定加工路线是要考虑到实际的情况,一般要先面后孔,基准先行,能够放在一种机床上加工的工序尽量放在一块,拟定时尽量减少换机床的次数。确定完加工路线之后,就需要查询计算加工余量以及各工序的切削用量,在查询时要定下各工序加工的刀具,根据各个尺寸的精度要求,选择适合的加工余量,之后查相关文献计算所需的切削用量和工时,在计算前要确定加工所需的机床型号,以防计算出的切削用量不符合机床的规格要求。最后是设计铣槽的专用夹具,在设计时要考虑夹具使用的方便性,实用性。夹具的设计主要体现的是某个工序的具体加工方法,我设计的是铣槽的夹具,这个槽的要求主要体现在尺寸精度、位置精度和粗糙度要求,所以设计夹具时要考虑到怎样方便于刀具的对刀问题以及定位零件,在定位时不能欠定位也不能过定位,要完全定位,设置夹紧装置时要方便于拆装。
    整个毕业设计的内容是对我所学的一次系统性的运用,在其中我也暴露了很多不足和问题。时间长了,知识就会逐渐遗忘,这是很多人的问题,我也不例外,很多以前学习过的知识一旦不常用就会忘记,比如cad的使用是大一的时候学的,现在用起来就比较陌生,寻找一种功能总是需要很长时间,不过我的设计主要用的是UG的三维造型,这方面我还是比较熟悉的。在制定工艺路线的方面,当时学习的时候并不是太认真,课后也没怎么过多的学习,所以造成了我制定路线时的一些错误。当我运用所学知识时我意识到我对所学的知识还没有仔细认证的思考过,只是了解了个大概没有深入思考过,在考虑实际情况是还不到位,毕竟没有真正的做过相关工作缺少实际经验。这也从侧面反应我们大学学习缺少实际的经验,思维不够开阔,考虑不够细致。这也提醒了我们,作任何一件对自己来说是第一次的事情时,我们要向前辈学习并且学会从他们的经验中探索到自己的能力而不是直接采取,要不断完善自我。
    最后,谢谢指导老师和其他老师在我毕业设计过程中给予我的帮助,认真细心地指导修改我的毕业设计,帮助我走出误区,给予我极大的帮助和支持。同时也谢谢帮助过我的同学们,谢谢你们的帮助与支持。
    参考文献
    [1] 王光斗,王春福。机床夹具设计手册[M] 上海:上海科学技术出版社,2000.11
    [2] 赵如福。金属机械加工工艺人员手册[M] 上海:上海科学技术出版社,1992.12
    [3] 杨叔子。机械加工工艺师手册[M] 北京:机械工业出版社,2004.9
    [4] 吴慧媛,韩邦华。零件制造工艺与装备——机械制造技术 北京:电子工业出版社,2011,8
    [5] 上海市金属切削技术协会。金属切削手册[M] 上海:上海科学技术出版社,1998
    [6] 胡家秀.简明机械零件设计实用手册[M] 北京:机械工业出版社,2012





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