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

機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“ CA6140 車床 831005（第 2 組）撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目 : 設(shè)計(jì) ”CA6140 車床撥叉 ”零件的機(jī)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(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1 張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1 張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張 6. 課程設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，工作過程 ：撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪，以實(shí)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(yùn)動(dòng)，零件的兩個(gè)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(kuò)兩端面孔，有粗糙度要求 Ra=6.3um； 加工時(shí)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(kuò)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(shí)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(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)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(jì) (一 )確定毛坯的制造形式 1：零件材料為 HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)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?yàn)椋杭庸み^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(jī)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(jì)中的重要工作之一?；孢x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(gè)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(gè)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(gè)自由度，達(dá)到完全定位 ,然后進(jìn)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(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)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(jī)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(jì)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(kuò)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(yàn)。 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(kuò)孔 22 孔的外圓，下端面 2，選擇機(jī)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(kuò)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(gè)工序都可以采用專用的夾具 ,夾具后面再設(shè)計(jì)。 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(jī)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(jī)械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)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(kuò)成，加工余量： 擴(kuò)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(jìn)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(gè)表面的粗糙度都為 2.3Ra ，在粗銑后 精銑能達(dá)到粗糙度要求。 6.孔：鉆孔其尺寸為 20mm，加工余量取 2mm,擴(kuò)孔鉆，保留 0.5mm的拉刀加工余量。孔里的花鍵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(jì)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(jì)算最大 、 最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （ 五）確立切削用量及基本工時(shí) 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(jī)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(yàn)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(jì)算基本工時(shí) tm L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。 工序三 以 22 孔底面為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 22 孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) 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(jìn)給量 查切 rmmf /86.070.0 ，所以， rmmf /70.0 按 鉆 頭 強(qiáng) 度 選 擇 rmmf /75.1 按 機(jī) 床 強(qiáng) 度 選 擇rmmf /53.0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 rmmf /48.0 經(jīng)校驗(yàn)m a x6090 FFf 校驗(yàn)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(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 min/272 rnc 故實(shí)際的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 （ 4）校驗(yàn)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(yàn)成立。 3.計(jì)算工時(shí) T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .擴(kuò)孔的切削用量如下： 擴(kuò)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(gè)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(jī)械手冊 可以直接查出 銑 削 速 度 ： min/18 mv 采 用 錯(cuò) 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(jì)算工時(shí) 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(cuò)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(jì)算工時(shí) 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(gè)面 (1)粗銑下平面的槽： 齒/05.0 mmf z 由機(jī)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(jì)算工時(shí) m in68.1119200 mm flt (2)精銑下平面的槽的三個(gè)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(jì)算工時(shí) 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(shí)花鍵拉刀的單面齒升為 0.06mm，拉削速度 ,14mi n ,/4 mmpmv 拉刀同時(shí)工作齒數(shù) 6z 切削工時(shí) 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(jì) 經(jīng)過仔細(xì)分析決定設(shè)計(jì)銑右端面銑床床卡具。 在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)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(jì)性好，制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計(jì)方案。 確定定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置。定位應(yīng)符合“六點(diǎn)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(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊可以用手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓或其它動(dòng)力源。重點(diǎn)應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)，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(huì)有活動(dòng)度為零的“機(jī)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(jī)構(gòu)，如對刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機(jī)構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計(jì)夾具體，將各種元件、機(jī)構(gòu)有機(jī)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(jì)算定位誤差，根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗(yàn)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(shí)甚至改變原 設(shè)計(jì)方案），然后重新分析計(jì)算。 夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計(jì)算切削力大小，它是計(jì)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(yàn)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