設(shè)計(jì)“車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、西北工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)“車床撥叉”零件的 機(jī)械加工工藝規(guī)程學(xué)生: 董騰飛 院系: 機(jī)械系 學(xué)號(hào): 61109564067 專業(yè): 機(jī)電一體化 設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 設(shè)計(jì)“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份設(shè)計(jì)要求：1、 根據(jù)的車床撥叉圖紙要求，制定加工方案。2、 正確選擇零件的材料，并按圖紙要求正確選擇零件的各種基準(zhǔn)尺寸。3、 考慮制造工藝，使用，維護(hù)，經(jīng)濟(jì)和安全等問題；設(shè)計(jì)進(jìn)度：第一周：確定題目，收集材料。第二周：了

2、解車床撥叉的加工工藝及機(jī)床加工，為下步制定工藝做好基礎(chǔ)；第三周：按照上一階段工作所得的知識(shí)完成所有零件的工藝規(guī)程；第四周：根據(jù)零件工藝要求選擇機(jī)床、刀具、夾具、工件安裝、量具等；第五周：根據(jù)要求繪制圖紙及論文的撰寫，打電子稿；第六周：經(jīng)老師檢查后修改畢業(yè)論文；第七周：打印論文，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)；第八周：進(jìn)行論文答辯。 指導(dǎo)教師（簽名）： 2011年6月12號(hào)19摘要在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的

3、進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí)間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案。 目錄 摘要.31.零件的分析 .5(1) 零件的作用 .5(2) 零件的工藝分析.5(3) 零件的尺寸圖 .62.工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).6(1) 確定毛坯的制造形式.6(2) 基面的選擇.7(3) 制定工藝路線.7(4) 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定.8(5) 確立切削用量及基本工時(shí).93.夾具設(shè)計(jì)13(1) 問題的提出.13(2) 分析資料.1313(3) 確定結(jié)構(gòu)方案.14(4) 設(shè)計(jì)制定家具主要技

4、術(shù)條件.144.總結(jié).2【5.參考文獻(xiàn).26一、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

5、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

6、采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對(duì)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?？紤]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

7、屬模機(jī)械造型（表15-4），鑄件尺寸公差等級(jí)為CT9級(jí)（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(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

8、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(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)01鑄件02粗銑下

9、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

10、較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50125，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190210HB，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 0-1mm2. 圓柱（40用鑄成）內(nèi)孔22用鉆和擴(kuò)成，加工余量：擴(kuò)孔 1.2mm3粗車加工余量： 粗 車 1.2mm 半精車 0.8mm4右凹槽:對(duì)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

11、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 (精度較高，IT6級(jí))，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，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?？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(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

12、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(hào)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)tmL/ 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

13、鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 ，所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 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0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 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： 工序五 以22孔底面為精基準(zhǔn)，倒20度角，用

14、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： 由機(jī)械手冊可以直接查出銑削速度： 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀，。則計(jì)算工時(shí)(2)精銑上平面的槽兩側(cè)： 由于是精加工銑削速度放大30，其值： 采用錯(cuò)齒三面刃銑刀，則：計(jì)算工時(shí)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： 由機(jī)械手冊可以直接查出銑削速度：采用鑲齒三面刃銑刀，。則計(jì)算工時(shí)(2)精銑下平面的槽的三個(gè)面： 由于是精加工銑削速度放大30，其值： 采用鑲齒三面刃銑刀，。則計(jì)算工時(shí)工序八 拉銷花鍵 用拉刀拉銷花

15、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，拉削速度拉刀同時(shí)工作齒數(shù)切削工時(shí)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(jí)表面粗糙度工序尺寸25mm拉花鍵1.8mmCT86.4um24.8mm鉸孔0.2mm3.2um25mm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)銑槽1，槽2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)

16、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(duì)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

17、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圖）查出。根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小，按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠，夾緊機(jī)構(gòu)（或元件）產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力，一般應(yīng)為理論夾緊力的1.52.5倍。 （一）問題的提出在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位提出具體的要求是一定的公差，定位要求較高。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在保證工件的定位，來保證兩槽的尺寸。具體要求：1、保證槽1，槽2的尺寸。 2、保證圖中其它的標(biāo)尺寸。（二）分析資料 1：本到工序?yàn)橹衅诩庸?，?2尺寸公差比較大，所以可以得到保證，工件有合適的定位， 2：本工序加工的要求主要保證位置尺寸，對(duì)槽的要求很高。 3：大批生產(chǎn)，工藝并不很復(fù)雜，所以夾具應(yīng)當(dāng)簡化結(jié)構(gòu)，降低夾具設(shè)計(jì)成本與制造成本，提高經(jīng)濟(jì)效益4：切削力和卡緊