CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑右端面40×47面夾具設(shè)計[版本1]說明書資料

機械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目 設(shè)計“ CA6140 車床 831005（第 2 組）撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 題目 : 設(shè)計 ”CA6140 車床撥叉 ”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1.零件圖 1 張 2.毛坯圖 1 張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1 張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1 張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1 張 6. 課程設(shè)計說明書 1 份 指導(dǎo)教師 ：劉念聰 學(xué) 號 ： 2200551050105 學(xué) 生 ： 歐果 2007 12 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，工作過程 ：撥叉零件是在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔 25mm 通過與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動，零件的兩個叉頭部位與滑移齒輪相配合。 （二） 零件的工藝分析 CA6140 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1， 零件孔 22mm的上下加工表面及花鍵孔 25mm 這一組加工表面包括：孔 22mm的上下加工表面，孔 22mm的內(nèi)表面，有粗糙度要求為 Ra 小于等于 6.3um， 25mm 的六齒花鍵孔，有粗糙度要求 Ra 小于等于 3.2um，擴兩端面孔，有粗糙度要求 Ra=6.3um； 加工時以 上下端面和外圓 40mm為基準(zhǔn)面，有由于上下端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔 22mm, 六齒花鍵孔 25mm和擴孔； 2， 孔 22mm兩側(cè)的撥叉端面 這一組加工表面包括：右側(cè)距離 18mm的上下平面， Ra=3.2um，有精銑平面的要求，左側(cè)距離為 8mm的上下平面， Ra=1.6um，同樣要求精銑； 加工時以孔 22mm，花鍵孔 25 mm 和上下平面為基準(zhǔn)定位加工； 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述表面的技 術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們的位置精度要求 （三） 零件的尺寸圖 二 、 工藝規(guī)程設(shè)計 (一 )確定毛坯的制造形式 1：零件材料為 HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 2：已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是 20000 件每年 ,故查表（ 15-2），可確定其為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主，采用專用夾具，這樣 投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。 3：根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為 HT200，毛坯的鑄造方法為金屬模機械造型（表 15-4），鑄件尺寸公差等級為 CT9級（表 15-5） （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 22孔的 不加工外輪廓底面作為粗基準(zhǔn)，利用圓柱來定位，另外四爪握住兩邊來限制六個自由度，達到完全定位 ,然后進行銑削。 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下 , 根據(jù)零件的幾何形狀 、 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線?？梢钥紤]采用萬能性機床配以專用工卡具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案 工序一 鑄坯。 工序二 粗銑圓 柱底面 。 工序三 鉆圓柱 成 20的孔。 工序四 擴鉸孔 20 到 22。 工序五 粗車圓柱孔口斜度為 20 度。 工序六 粗銑右槽 1 側(cè)平面和高度為 8mm（見圖） ,粗銑高度為18mm的左槽 2（見圖）。 工序七 精銑槽 1 的上下面和和里面、側(cè)面，精洗槽 2 的上下面和里面。 工序八 拉銷孔 22 成花鍵。 工序九 去毛刺。 工序十 檢驗。 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 01 鑄件 02 粗銑下端面 孔的外圓，上端面 03 鉆孔 孔的外圓，下端面 04 擴孔 22 孔的外圓，下端面 2，選擇機床 （ 1） 工序一，工序五，工序七均為銑表面，可用 XA5032 銑床。 （ 2） 工序三為鉆孔，擴孔工藝，可采用搖臂鉆床 Z305B。 （ 3） 工序八為拉花鍵，采用普通拉床。 ( 4 ) 工序六用車床。 3，選擇夾具 :每個工序都可以采用專用的夾具 ,夾具后面再設(shè)計。 4，選擇刀具 :在銑床上用高速鋼立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，內(nèi)拉床選矩形齒花鍵 拉刀 5，選擇量具 :精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程 50 125，其余用游標(biāo)卡尺分度值為 0.02 （四）機械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140 車床撥叉 ”；零件材料為 HT200，硬度 190 210HB，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱工藝手冊 銑削加工余量為： 粗銑 2-4mm 半精銑 1-2mm 精銑 0-1mm 2. 圓柱（ 40 用鑄成）內(nèi)孔 22 用鉆和擴成，加工余量： 擴孔 1.2mm 3粗車加工余量： 粗 車 1.2mm 05 車倒角，角度為 20 度 孔的 上下端面 06 銑左邊鍵槽，銑右邊鍵槽 孔，下端面 07 精銑左右兩槽 孔，下端面 08 拉花鍵槽 孔的外圓，下端面 9 去毛刺 10 終檢 半精車 0.8mm 4右凹槽 :對于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現(xiàn)確定其加工余量取 8mm。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸 03.008 的精度要求，需要進行精銑槽的兩側(cè)面 ,加工余量取 0.5mm。 5.左凹槽 :由于此平面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 012.0018 (精度較高 ， IT6 級 )，槽的深度為 15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個表面的粗糙度都為 2.3Ra ，在粗銑后 精銑能達到粗糙度要求。 6.孔：鉆孔其尺寸為 20mm，加工余量取 2mm,擴孔鉆，保留 0.5mm的拉刀加工余量?？桌锏幕ㄦI槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。 7， 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大 、 最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。 （ 五）確立切削用量及基本工時 工序一 毛坯 工序 用鑄造尺寸如毛坯圖（ CAD 毛坯圖） 工序二 銑圓柱下面 1. 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。 機床：銑床， XA5032 臥式銑床。 刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae=40mm,深度apPcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.3mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。 工序三 以 22 孔底面為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴 22 孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o 12 ，二重刃長度 b =2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 mml 5.11 1202 100 30 2.選擇切削用量 （ 1）決定進給量 查切 rmmf /86.070.0 ，所以， rmmf /70.0 按 鉆 頭 強 度 選 擇 rmmf /75.1 按 機 床 強 度 選 擇rmmf /53.0 最終決定選擇機床已有的進給量 rmmf /48.0 經(jīng)校驗m a x6090 FFf 校驗成功。 （ 2） 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查切）為 0.5 0.8mm，壽命 min60T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18 修正系數(shù) 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查切機床實際轉(zhuǎn)速為 min/272 rnc 故實際的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 （ 4）校驗扭矩功率 NmM c 60 NmM m 2.144 所以 mc MM Ec PkwP 0.27.1故滿足條件，校驗成立。 3.計算工時 T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .擴孔的切削用量如下： 擴鉆： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc 工序五 以 22 孔底面為精基準(zhǔn)，倒 20 度角，用普通車床。 工序六 以 20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩槽的三個端面，保證槽 1，槽 2 上下面粗早粗糙度小于 3.2。 1. 加工條件 粗銑上平面的槽，精銑上平面的槽兩側(cè) (1)粗銑上平面的槽： 齒/05.0 mmf z 由機械手冊 可以直接查出 銑 削 速 度 ： min/18 mv 采 用 錯 齒 三 面 刃 銑 刀 ，14,4,50,16 ZmmLmmDmmd 。則 m in/35816 181 0 001 0 00 rd vn s m in/2513581405.0 mmznff szm 計算工時 m in26.02 5 166 mm flt (2)精銑上平面的槽兩側(cè)： 齒/05.0 mmf z 由于是精加工銑削速度放大 30，其值： min/23 mv 采用錯齒三面刃銑刀，16,4,50,16 ZmmLmmDmmd ，則： m in/8.45716 2310001000 rd vn s m i n/3668.4571605.0 mmznff szm 計算工時 m in18.03 6 666 mm flt 2， 粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個面 (1)粗銑下平面的槽： 齒/05.0 mmf z 由機械手冊可以直接查出銑削速度： min/18 mv 采用鑲齒三面刃銑刀，20,12150,48 齒數(shù)mmmmLDmmd 。則 m in/11948 1810001000 rd vn s m in/1191192005.0 mmznff szm 計算工時 m in68.1119200 mm flt (2)精銑下平面的槽的三個面： 齒/05.0 mmf z 由于是精加工銑削速度放大 30，其值： min/23 mv 采用鑲齒三面刃銑刀，30,12,150,48 齒數(shù)mmLmmDmmd 。則 m in/15348 231 0 001 0 00 rd vn s m i n/2 2 91 5 33005.0 mmznff szm 計算工時 m in87.0229200 mm flt 工序八 拉銷花鍵 用拉刀拉銷花鍵 單面 齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵時花鍵拉刀的單面齒升為 0.06mm，拉削速度 ,14mi n ,/4 mmpmv 拉刀同時工作齒數(shù) 6z 切削工時 m i n23.0606.041 0 0 04.12.16631 0 0 0 zvfklZtzb 花鍵孔的工序尺寸： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 表面粗糙度 工序尺寸 25mm 拉花鍵 1.8mm CT8 6.4um 24.8mm 鉸孔 0.2mm 3.2um 25mm 工序九 去毛刺 工序十 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。 三 、 夾具設(shè)計 經(jīng)過仔細分析決定設(shè)計銑右端面銑床床卡具。 在確定夾具設(shè)計方案時應(yīng)當(dāng)遵循的原則是： 確保工件的加工質(zhì)量； 工藝性好，結(jié)構(gòu)盡量簡單； 使用性好，操作省力高效； 定位、夾緊快速、準(zhǔn)確，能提高生產(chǎn)率； 經(jīng)濟性好，制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計方案。 確定定位方案，設(shè)計定位裝置。定位應(yīng)符合“六點定位原則”。定位元件盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件。 確定夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu)。夾緊可以用手動、氣動、液壓或其它動力源。重點應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，保證不破壞 定位，不造成工件過量變形，不會有活動度為零的“機構(gòu)”，并且應(yīng)滿足生產(chǎn)率的要求。 確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其它機構(gòu)，如對刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計夾具體，將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起。 夾具精度分析。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上，標(biāo)注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度，然后計算定位誤差，根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求，是否合理。否則應(yīng)采取措施（如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準(zhǔn)，必要時甚至改變原 設(shè)計方案），然后重新分析計算。 夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計算切削力大小，它是計算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法： 由經(jīng)驗公式算出； 由單位切削力算出； 由手冊上提供的諾模圖（如M-P-N