CA6140車床撥叉[831008]加工工藝及鉆2-φ20孔夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書資料

1 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的 .這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí) ,也是一 次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練 ,因此 ,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的 “四化 ”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。 一、零件的分析 1 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，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連 ，二下方的 50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。 2 3 需要 CAD圖紙，扣扣 414951605 2 3 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. 以 20為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 20 021.00 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè) M8的螺紋孔。下端有一個(gè) 47的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒(méi)有高的位置度要求。 2. 以 50為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 50 50.025.0 的孔，以及其上下兩個(gè)端面。 這兩組表面有一定的位置度要求 ,即 50 50.025.0 的孔上下兩個(gè)端面與20 021.00 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。 二 、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 (一 )確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。 （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。否則，加工工藝過(guò)程 中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)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(duì)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20 021.00 mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共 兩塊 V形塊支承這兩個(gè) 32mm作主要定位面，限制 5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1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(wèn)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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn) ,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證 ,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具 ,并盡量使工序集中來(lái)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. 工藝路線方案一 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑 20mm孔上端面。 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 20mm、 50mm孔。 工序四 粗、精銑 50mm孔上端面 工序五 粗、精銑 50mm、 20mm孔下端面。 工序六 切斷。 工序七 鉆 4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序八 鉆一個(gè) 4mm孔，攻 M6mm螺紋。 工序九 銑 47凸臺(tái)。 工序十 去毛刺。 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另 5 一個(gè)方案。 2.工藝路線方案二 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑 20mm孔上端面。 工序三 粗、精銑 20mm孔下端面。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 20mm孔。 工序五 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 50mm孔。 工序六 粗、精銑 50mm孔上端面 工序七 粗、精銑 50mm孔下端面。 工序八 切斷。 工序九 鉆 4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序十 鉆一個(gè) 4mm孔，攻 M6mm螺紋。 工序十一 銑 47凸臺(tái)。 工序十二 去毛刺。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 3.工藝路線方案三 工序一 工序二 以 32mm外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 20mm孔下端 面。 工序三 精銑 20mm孔上下端面。 工序四 以 20mm孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 20mm孔，保證垂直度誤差不超過(guò) 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。 工序五 以 20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 50mm孔，保證孔的精度達(dá)到 IT7。 工序六 切斷。 工序七 以 20mm孔為精基準(zhǔn)，粗銑 50mm孔上下端面。 工序八 以 20mm孔為精基準(zhǔn)，精銑 50mm孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò) 0.07。 工序九 以 20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆 4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序十 以 20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè) 4孔，攻 M6螺紋。 工序十一 以 20孔為精基準(zhǔn)，銑 47凸臺(tái)。 工序十二 去毛刺。 雖然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序三和工序一比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工 50、 20孔是精度要求所致。 6 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)工藝過(guò)程卡。 （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，毛皮重量 2.2kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家 工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（ 20， 50端面）。 查機(jī)械制造加工工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下稱工藝手冊(cè)）表 2.22.5，取 20， 50端面長(zhǎng)度余量均為 2.5mm（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1.8mm 精銑 0.7mm 2. 內(nèi)孔（ 50已鑄成孔） 查工藝手冊(cè)表 2.2 2.5，取 50已鑄成孔長(zhǎng)度余量為 0.2mm，即鑄成孔直徑為 49.8mm。 工序尺寸加工余量： 鉸孔 0.075mm 精鉸孔 0.025mm 3. 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) 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)以工藝方案三中的第四道工序計(jì)算。 工序四 以 20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 20孔，保證垂直度誤差不超過(guò) 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。工件材料為 HT200，硬度190210HB,表面粗糙度為 aR 3.2 m ，選用 Z525立式鉆床。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o 12，二重刃長(zhǎng)度 b=2.5mm,橫刀長(zhǎng) b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長(zhǎng)度mml 5.11 1202 100 30 2.選擇切削用量 7 （ 1）決定進(jìn)給量 按加工要求選擇進(jìn)給量： 根據(jù)手冊(cè)，由表 10.4.1可查出： rmmf /86.070.0 由孔深與孔徑比 35.12030 dl ，修正系數(shù)取 lfK =1.0 所以， rmmf /86.070.0 。 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) max609 0 FF f 校驗(yàn)成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查手冊(cè)表 10.4-8后刀面最大磨損限度（查切）為 0.5 . mm，耐用度 min60T （ 3）切削速度 查加工工藝手冊(cè)表 10.4-9，鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)切屑速度計(jì)算公式為：vv yxpmZfaTdC 0KV m/min 查手冊(cè)得： CV =8.1， ZV =0.25， XV =0， yv =0.5， m=0.2 所以， =14.97m/min(0.25m/s) m in/21810000rd vn s 查手冊(cè)機(jī)床說(shuō)明書 取實(shí)際轉(zhuǎn)速為 min/272 rn 故實(shí)際的切削速度 rmmndvc /151 0 0 00 （ 4）計(jì)算軸向力 F及校驗(yàn)扭矩 Pm 及功率 M 查手冊(cè)軸向力，扭矩及功率的計(jì)算公式分別為： F=CF d0 FZ fFy KF （ N）， Pm = 030dMV（ kw） ,M=CM d0 MZ fmy KM (N.M) 查表得 : CF =420、 ZF =1.0、 yF =0.8、 C M 0.206、 ZM =2.0、 yM =0.8 由表 10.4-12,鉆孔條件改變時(shí)軸向力及扭矩 的修正系數(shù)分別為 :KMF=KMM=0.94,KXF =1.0,KXM =1.0,KVBF=1.0,KVBM =1.0 所以 :F=3950(N),M=34.88(N.M),PM =0.97(kw) 校驗(yàn)機(jī)床功率 :由機(jī)床說(shuō)明書 PE =2.8,機(jī)床效率 =0.81 8 機(jī)床有效功率為 :P E = PE =2.8 0.81=2.268(kw) 所以 , P E PM ,故選擇切削用量可用。 即： d0=18mm， f=0.48mm/r， n=272r/min,v=15m/min。 此時(shí) ,F=3950N,M=34.88N.M, PM =0.97kw。 .計(jì)算工時(shí) )18m i n (30.048.02 7 2 1030 snfLt m 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： min/272 rn rmmf /48.0 min/15 mvc mmd 8.190 鉸孔： min/272 rn rmmf /48.0 min/15 mvc mmd 94.190 精鉸： min/272 rn rmmf /48.0 min/15 mvc 7200 ITd 三、 卡具設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第四道工序 以 mm20 孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)鉸精鉸 mm20 孔，保證垂直精度誤差不超過(guò) 0.05mm，孔精度達(dá) IT7。本卡具將用于 Z525立式鉆床。鉆頭選用高速鋼麻花鉆。 1 問(wèn)題的提出 利用本夾具主要是鉆 mm20 兩孔，且孔與端面有一定得 位置精度要求。在本工序中 ，主要考慮保證其位置精度并提高勞動(dòng)效率，及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2 卡具設(shè)計(jì) 3 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知， mm20 孔與其上下端面均有一定的垂直度要求，在本工藝中上下端面已銑并達(dá)到一定精度，故采用 mm20 孔的上端面為主要定位基準(zhǔn)，使用 V型塊卡緊。 2.力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保 證可靠的卡緊。 由前計(jì)算可知： NF 3950 MNkfdCM MyMzMM 88.340 在計(jì)算卡緊力時(shí)，只考慮扭矩的影響，查手冊(cè)可得： 9 卡緊力： W= )(9 7 013.05.118.0 352s i n NfKDM 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用 mm20 孔上端面定位，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故其基準(zhǔn)不重合誤差為 0，在本工藝中主要考慮鉆套所形成的誤差：)(010.02 040.0061.0 mm ，所以 021.002.0 故，可以保證孔的精度要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。安裝工件時(shí)，將星形螺釘連同活動(dòng) V形塊向右拉，工件以其上端面放在支承套上，工件一20 圓弧面對(duì)準(zhǔn)固定 V形塊，然后推動(dòng)星形螺釘使活動(dòng) V形塊靠緊工件右端的圓弧面，擰緊星形螺釘，通過(guò)鋼球使半圓鎖緊塊向兩邊張緊，從而鎖