撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

1、撥叉零件地工藝規(guī)程及夾具設(shè)計1 前言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)地全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行地 .這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程地一次深入地綜合性地總復(fù)習(xí)理論聯(lián)系實際地訓(xùn)練,因此 ,它在我們四年地大學(xué)生活中占有重要地地位.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地工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練中鍛煉自己分析問題、解決問題地能力,為今后參加祖國地建設(shè)打下一個良好地基礎(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).,也是一次,從.2 零件地分析2.1 零件地作用題目所給地零件是CA6140 車床地撥叉 .它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換檔 ,

2、使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者地要求工作,獲得所需地速度和扭矩地作用.零件上方地22 孔與操縱機構(gòu)相連 ,二下方地 55 半孔則是用于與所控制齒輪所在地軸接觸.通過上方地力撥動下方地齒輪變速.兩件零件鑄為一體 ,加工時分開 .2.2 零件地工藝分析零件地材料為 HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單, 鑄造性能優(yōu)良 ,但塑性較差、脆性高 ,不適合磨削 ,為此以下是撥叉需要加工地表面以及加工表面之間地位置要求：2.2.1小頭孔以及與此孔相通地地錐孔、螺紋孔2.2.2大頭半圓孔 2.2.3撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面,大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線地垂直度誤差為 0.07mm, 小頭孔上端面與其中心線地

3、垂直度誤差為0.05mm.由上面分析可知,可以粗加工撥叉底面, 然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工,并且保證位置精度要求.再根據(jù)各加工方法地經(jīng)濟精度及機床所能達到地位置精度,并且此撥叉零件沒有復(fù)雜地加工曲面,所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)地加工工藝均可保證.3 確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件地生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝.4 確定毛坯4.1 確定毛坯種類： 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 ,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn) ,故選擇鑄件毛坯 .查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計

4、指導(dǎo)手冊 （后稱指導(dǎo)手冊）選用鑄件尺寸公差等級CT9 級.4.2 確定鑄件加工余量及形狀：機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊325 頁表 15-7, 選用加工余量為MA-G 級 ,并查表15-8確定各個加工面地鑄件機械加工余量,鑄件地分型面地選者及加工余量如下表所示：簡圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明D122mmG3.02孔降一級雙側(cè)加工D255mmG3.02孔降一級雙側(cè)加工T273mm3單側(cè)加工T350mmG2.5單側(cè)加工T473mm3單側(cè)加工表 14.3 繪制鑄件零件圖：5 工藝規(guī)程設(shè)計5.1 選擇定位基準：工序工序內(nèi)容定位基準工序工序內(nèi)容定位基準010粗銑兩端小頭孔上端面T1 及

5、小頭孔外圓090擴中間孔T1及小頭孔外圓020粗銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓100半精鏜中間孔T1及小頭孔外圓030粗銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓110鉆 2- 錐銷孔、螺紋孔、功螺紋T1及小頭孔040精銑兩端小頭孔上端面T1 及小頭孔外圓120銑斷T1 、D1050精銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓130去毛刺060精銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓140檢查070擴兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓150若某道工序有誤返工080精鉸兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓表 25.1.1粗基準地選擇：以零件地底面為主要地定位粗基準, 以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準.5.1.2精基準地選擇： 考慮要保證零件

6、地加工精度和裝夾準確方便,依據(jù) “基準重合 ”原則和 “基準統(tǒng)一”原則 ,以粗加工后地底面為主要地定位精基準,以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助地定位精基準.5.2 制定工藝路線根據(jù)零件地幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達到地經(jīng)濟精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定地情況下, 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)當考慮經(jīng)濟效果 ,以便使生產(chǎn)成本盡量下降 .查指導(dǎo)手冊 ,選擇零件地加工方法及工藝路線方案如下：5.3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備機床地選擇：工序 010 060 均為銑平面,可采用XA5032立式銑床 .工序 070 080 采用 Z

7、550 鉆床 .工序 090 100 采用鏜床 .工序 110 采用鉆床 .多刀具組合機床.工序 120 采用銑斷機床.5.3.2選擇夾具：該撥叉地生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn),所以采用專用夾具 .5.3.3選擇刀具：在銑床上加工地各工序,采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量.在鉸孔 ,由于精度不高 ,可采用硬質(zhì)合金鉸刀.選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī).其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測,對角度尺寸利用專用夾具保證,其他尺寸采用通用量具即可.5.4 機械加工余量、工序尺寸及公差地確定圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面地總加工余量,現(xiàn)在確定各表面地各個加工工序地加工余量如下：加工表面

8、加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大（D2 ）鑄件6CT9擴孔5.8IT126.32.06.25半精鏜0.2IT103.20.050.25擴孔5.84IT126.32.06.25精鉸孔0.06IT71.60.050.25表 3平面工序尺寸：工序號工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件2.5CT9010粗銑兩端小頭孔上端面250.5121.603.60020粗銑中間孔上端面2.527121.656.5030粗銑中間孔下端面2.521121.756.5040精銑兩端小頭孔上端面0.550110.351.16050精銑中間孔上端面0.520.5100.

9、471.12060精銑中間孔下端面0.520100.471.12表 4確定切削用量及時間定額：工序 010以 T1 為粗基準 ,粗銑 22 孔上端面 .加工條件工件材料： HT200,b=0.16GPaHB=190241,鑄造 .加工要求：粗銑22 孔上端面 .機床： XA5032立式銑床 .刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6. 銑削寬度削用量簡明手冊（后簡稱簡明手冊）取刀具直徑ae<=60, 深度 ap<=4, 齒數(shù) z=10, 故據(jù)切 do=80mm. 選擇刀具前角 o 5°后角 o 8°,副后角 o =8,刀°齒斜角 s= 10&

10、#176;,主刃 Kr=60 °,過渡刃 Kr =30°,副刃 Kr =5過°渡刃寬 b= 1mm.切削用量銑削深度因為切削量較小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長度.計算切削速度按簡明手冊,V c=算得Vc 98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù) XA5032 立式銑床參數(shù) , 選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 則實際切削速度 V c=3.14*80*475/1 000=119.3m/min, 實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z.校驗機床功率查簡明手冊P

11、cc=1.1kw,最終確定ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V而機床所能提供功率為c=119.3m/min,fPcm>Pcc. 故校驗合格 z=0.16mm/z.計算基本工時tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min.5.5. 工序020 和工序030以T1及小頭孔外圓為基準 55孔上下端面.加工條件工件材料： HT200,b=0.16GPa加工要求：精銑55 上端面 .HB=190241,鑄造 .機床：XA5032立式銑床.刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6. 銑削寬度ae<=60,深度 ap<=4, 齒數(shù)z=10

12、,故據(jù)簡明手冊取刀具直徑do=80mm.選擇刀具前角o 5°后角 o 8°,副后角 o=8,°刀齒斜角s= 10°,主刃 Kr=60°,過渡刃 Kr=30°,副刃 Kr=5°渡刃寬過b=1mm.切削用量銑削深度因為切削量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需長度.每齒進給量機床功率為7.5kw. 查簡明手冊f=0.140.24mm/z.由于是對稱銑,選較小量 f=0.14 mm/z.5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命查簡明手冊表3.7, 后刀面最大磨損為1.01.5mm.查簡明手冊表3.8, 壽命 T=

13、180min5.5.2.4 計算切削速度按簡明手冊,查得 Vc 98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù) XA5032 立式銑床參數(shù) , 選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為 f zc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z.5.5.2.5 校驗機床功率查簡明手冊 Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc. 故校驗合格 .最終確定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz

14、=0.16mm/z.計算基本工時tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min.工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準 ,擴、精鉸 22 孔 ,保證垂直度誤差不超過 0.05mm, 孔地精度達到 IT7.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 °°°選擇切削用量）決定進給量查切所以 ,按鉆頭強度選擇按機床強度選擇最終決定選擇機床已有地進給量經(jīng)校驗校驗成功 .）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大

15、磨損限度（查簡明手冊）為0.5 . mm, 壽命）切削速度查切修正系數(shù)故 .查簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際地切削速度計算工時由于所有工步所用工時很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時間.擴鉸和精鉸地切削用量如下：擴鉆：精鉸：5.6. 工序 090 和 100T1 及小頭孔外圓為基準,擴、半精鏜 55孔 .選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭 ,粗鉆時 do=48mm, 鉆頭采用雙頭刃磨法 , 后角 o 11°, 二重刃長度 b=11mm, 橫刀長 b=5mm, 弧面長 l=9mm, 棱帶長度 °°°選擇切削用量）決定進給量查簡明手冊按鉆頭強度選擇按機床強度選

16、擇最終決定選擇Z550 機床已有地進給量經(jīng)校驗校驗成功 .鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.8 1.2mm, 壽命擴孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.9 . mm, 壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為. . mm, 壽命切削速度查切修正系數(shù)故 .查簡明手冊機床實際轉(zhuǎn)速為故實際地切削速度擴鉸和半精鉸地切削用量同理如下：擴鉆：半精鉸：計算工時所有工步工時相同.6 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率, 保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具.并設(shè)計工序110 鉆2- 錐銷孔 .本夾具將用于組合機床,刀具為兩根麻花鉆,對兩個孔同時加工.6.1 問題地提出本夾具是

17、用來鉆兩個22mm 地小頭孔 ,零件圖中大小孔地中心距有公差要求孔地中心距也有一定地公差要求.另外 ,此中心線為三個側(cè)平面地設(shè)計基準求. 但此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率則不是主要問題.,因此這兩個小頭,有一定地垂直公差要,降低勞動強度,而精度6.2 夾具設(shè)計定位基準選擇底面對孔地中心線有一定地垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要定位基準.由于鑄件地公差要求較大 ,利用小頭孔地外圓表面作為輔助定位基準時,只有采用自動對中夾具才能同時保證對稱地兩個零件地大小孔地中心距地公差要求.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個 8mm 地通孔 .切削力及夾緊力計算由于實際加工地經(jīng)驗可知在兩側(cè)只需要采用兩個V, 鉆削時地主要切削力為鉆頭地切削方向型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作,即垂直于第一定位基準面.因此 ,無須再對切削力進行計算,.定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔地中心距為65mm. 采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊螺桿以及滑塊地制造誤差.同時 ,對對中塊利用調(diào)整螺釘進行調(diào)整并加裝鉆套后,鉆孔后地誤差只有0.08mm. 在后續(xù)地銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷地配合間隙為0.05mm. 因此加工完成后大孔與小孔地中心距地最大誤差為所以能滿足精度要求.該夾具用于加工位