工藝夾具畢業(yè)設(shè)計100專業(yè)課課程設(shè)計.C6410車床撥叉.卡具設(shè)計

機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課程設(shè)計 是說明書 設(shè)計題目 ： CA6140 車床撥叉零件的機械加工 工藝規(guī) 程制訂及“鉆 M6 螺紋孔”工序?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計 姓 名： 王 奎 專業(yè)年級： 04 級機制三班 院 系： 機械與電子工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 鄧濤 王宏斌 完成日期： 2007-9-11. 機械制造 技術(shù)基礎(chǔ) 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. 機械加工工藝過程卡片 1 張 3. 機械加工工序卡片 1 張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1 張 5. 課程設(shè)計說明書 1 張 姓 名： 王 奎 專業(yè)年級： 04 級機制三班 院 系： 機械與電子工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 鄧濤 王宏斌 完成日期： 2007-9-11. 序言 機械制造 技術(shù)基礎(chǔ) 課 程設(shè)計使我們學(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)課之后進行的 .這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題 、 解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 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，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔與操縱機構(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。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 （二） 技術(shù)要求 CA6140 車床 撥叉，主要加工表面為叉爪不完整的圓柱表、內(nèi)孔、 端面以及側(cè)面孔、側(cè)面螺紋孔和側(cè)面凸臺面等。技術(shù)要求： 1、 孔徑的尺寸精度與形狀精度 2、 孔的軸線與端面的垂直度 3、 平面間的尺寸精度 4、 平面間的 垂直度 5、 各表面的粗糙度要求 （三） 撥叉 材料與毛坯 材料可采用 灰鑄鐵 、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼或碳鋼。 用球墨鑄鐵制造撥叉件，可降低材料的消耗和毛坯制造成本。 撥叉多屬于只有一個基本孔的桿件，為了便于叉爪加工，且裝夾中保持良好的剛性，而不易變形，故其毛坯鑄造時，用成對的模型澆鑄，二件毛坯合鑄在一起，在未切開前就象有三個 相關(guān)的桿件，叉爪處形成整圓，提高了工件的剛性，改善了叉爪處的切削條件，有利于提高孔的軸線與端面間的垂直度要求，并能提高生產(chǎn)效率。 （四） 注意問題 1、 撥叉件外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且剛性差，在外力作用下容易變形，因 此必須正確確定夾緊力的方向，著 力點及其大小。夾緊力應(yīng)盡量作用于基本孔的端面 。 2、 撥叉件的形狀不規(guī)則，要保證各表面的相互位置精度、尺寸精度、幾何精度都很困難。因此正確的選擇加工方法及定位基準(zhǔn)。 3、對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差、易變形而且精度要求較高的撥叉件，加工過程應(yīng)本著工序分散的原則。 4、具有半圓孔的撥叉件，若孔所占圓周為 180時，可以將其毛坯兩件聯(lián)在一起鑄造。這樣半圓孔變?yōu)閳A孔，有利于加工。當(dāng)加工完畢后，再用銑刀銑開。 采用專用夾具。 （五） 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，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個 M8 的螺紋孔。下端有一個 47 的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。 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的孔上下兩個端面與 20021.00 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時應(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 (一 )確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200?？紤]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。 （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?；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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢， 是生產(chǎn)無法正常進行。 （ 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 20 021.00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 32作主要定位面，限制 5 個自由度，再以一個銷釘限制最后 1 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，這在以后還要專門計算，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 ,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、 工藝路線方案一 工序一 粗 、 精 銑 20 孔上端面。 工序二 鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 20、 50 孔。 工序三 粗 、 精 銑 50 孔上端面 工序四 粗 、 精 銑 50、 20 孔下端面。 工序五 切斷。 工 序六 鉆 8 孔（裝配時鉆鉸錐孔）。 工序七 鉆一個 4 孔，攻 M6 螺紋。 工序八 銑 47 凸臺。 工序九 檢查。 上面工序加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個方案。 2、 工藝路線方案二 工序一 粗 、 精 銑 20 孔上端面。 工序二 粗 、 精 銑 20 孔下端面。 工序三 鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 20 孔。 工序四 鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 50 孔。 工序五 粗 、 精 銑 50 孔上端面 工序六 粗 、 精 銑 50 孔下端面。 工序七 切斷。 工序八 鉆 8 孔（裝配時鉆鉸錐孔）。 工序九 鉆一個 4 孔，攻 M6 螺紋。 工序十 銑 47 凸臺。 工序十一 檢查。 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 以 32 外圓為粗基準(zhǔn)， 粗銑 20 孔 下 端面。 工序二 精 銑 20 孔上下端面。 工序三 以 20 孔上端面為精基準(zhǔn)， 鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 20 孔 ，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。 工序四 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 50 孔 ，保證空的精度達到 IT7。 工序五 切斷 。 工序六 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 粗銑 50 孔上下端面。 工序七 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 精 銑 50 孔上下端面 ，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過 0.07。 工序八 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 鉆 8 孔（裝配時鉆鉸錐孔）。 工序九 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 鉆一個 4 孔，攻 M6 螺紋。 工序十 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 銑 47 凸臺。 工序十一 檢查。 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工 50、 20 孔是精度要求所致。 以上工藝過程詳見圖 3。 （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，毛皮重量 2.2kg，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，分別確定各家工表面的機械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（ 20， 50 端面）。 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱手冊），取 20， 50端面長度余量均為 1.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1 精銑 0 2. 內(nèi)孔（ 50已鑄成孔） 查手冊，取 50已鑄成孔長度余量為 3，即鑄成孔半徑為 45mm。 工序尺寸加工余 量： 鉆孔 48.0 擴孔 49.75 鉸孔 49.93 精鉸 50H 3. 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 以 32 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 20 孔 上下 端面。 1、 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑 20 孔 上下 端面。 機床： X6140 臥式銑床 。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.5mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=98m/min， f z=0.14mm/z。 工序二 精 銑 20 孔上下端面。 1、 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求： 精 銑 20 上下 端面。 機床： X6140 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z =0.16mm/z。 工序三 以 20 孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 20 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。 1、 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭 ，粗鉆時 do=18mm，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 35.12030 dl 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 ax6090 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 手冊 ）為 0.5 . mm，壽命 min60T （ 3） 切削速度 查切 rmmvc /18m in/3.31810000rd 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 /4.151000 0 （ 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。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 8.190 鉸孔： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 94.190 精鉸： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc 7200 ITd 工序四 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 50 孔，保證空的精度達到 IT7。 1、 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=48 ，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o 11 ，二重刃長度 b =11 ,橫刀長 b=5 ,弧面長l=9 ,棱帶長度 mml 31 1202 100 30 2、 選擇切削用量 （ 1）決定進給量 查 手冊 rmmf /2.10.1 按鉆頭強度選擇 rmmf /2 按機床強度選擇 rmmf /53.0 最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 rmmf /40.0 經(jīng)校驗m a x2452012260 FF f 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 手冊 ）為 0.8 1.2mm，壽命 min140T 擴孔后刀面最大磨損限度（查 手冊 ）為 0.9 . mm，壽命 min60T 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查 手冊 ）為 . . mm，壽命min120T （ 3） 切削速度 查 手冊 rmmvc /20m in/6.13210000rd vn s 查 手冊 機床實際轉(zhuǎn)速為 min/125 rnc 故實際的切 削速度 rmmndv sc /8.181000 0 （ 4）校驗扭矩功率 NmM c 362 NmM m 2.814 所以 mc MM kwPkwP Ec 95.54 故滿足條件，校驗成立。 擴鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴 鉆 ： min/125 rn rmmf /40.0 min/5.19 mvc mmd 75.490 鉸 孔 ： min/125 rn rmmf /40.0 min/6.19 mvc mmd 93.490 精 鉸 ： min/125 rn rmmf /40.0 min/6.19 mvc 7500 ITd 工序五 切斷。 工序六 以 20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑 50 孔上下端面。 1、 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 機床： XA5032 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校驗合格。 工 序七 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 精 銑 50 孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過 0.07。 1. 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 機床： XA5032 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校驗合格。 結(jié)果 ap=1.0mm， f=0.21 mm/z， nc=235r/min。 工序八 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 8 孔（裝配時鉆鉸錐孔）。 1、 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=8mm，后角 o 16 ，二重刃長度 1202 450 30 2、 選擇切削用量 （ 1）決定進給量 查 手冊 rmmf /0 2 218.0 按鉆頭強度選擇 rmmf /50.0 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 /22.0 經(jīng)校驗校驗成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查 手冊 ）為 0.5 0.8mm，壽命 min20T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18修正系數(shù) 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/143210000rd vn s 查 手冊 機床實際轉(zhuǎn)速為 min/1360 rnc 故實際的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 （ 4）校驗扭矩功率 mc MM Ec PP 故滿足條件，校驗成立。 工序九 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆一個 4 孔，攻 M6 螺紋。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=4mm，后角 o 16 ，二重刃長度 1202 450 30 2.選擇切削用量 （ 1）決定進給量 查 手冊 rmmf /0 2 218.0 按鉆頭強度選擇 rmmf /50.0 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 /22.0 經(jīng)校驗校驗成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查 手冊 ）為 0.5 0.8mm，壽命 min20T （ 3）切削速度 查 手冊 rmmvc /18修正系數(shù) 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/143210000rd vn s 查 手冊 機床實際轉(zhuǎn)速為 min/1360 rnc 故實際的切削速度 rmmndv sc /1.1710000 （ 4）校驗扭矩功率 mc MM Ec PP 故滿足條件，校驗成立。 螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。 工序十 以 20 孔為精基