CA6140車床撥叉831008加工設計

1、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） 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

2、要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50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的孔上下兩個端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設計(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）粗基準的選擇。對于

3、零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應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。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，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）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應當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)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能

4、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，還應當考慮經(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4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

5、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4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，粗銑20孔下端面。工序二 精銑20孔上下端面。工序三 以20孔上端面和32外圓為精基準，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，鉆、擴、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達到IT11。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下

6、端面。工序七 以20孔為精基準，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，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 以20孔為精基準，鉆4孔，攻M6螺紋。工序十 以20孔為精基準，銑47°凸臺。工序十一 去毛刺，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190241HB，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造

7、毛坯。按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）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.2.42.2.5，取20，50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 2.0mm精銑 0.5mm2.內(nèi)孔（50已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為3mm，即鑄成孔44mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2.5mm擴孔 0.5mm3.其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以

8、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，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。機床：X62萬能銑床。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,故根據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削）取刀具直徑do=80mm，根據(jù)切屑選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。2.切削用量1）銑削深

9、度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量根據(jù)X62萬能銑床說明書，機床功率為7.5KW。查切削表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度和每分鐘進給量V 查切屑表3.16，當d=80mm，z=10，ap=2mm，f z<=0.14時，V=97m/min，n=387r/min,V=433mm/min。各修正系數(shù)為：K=K=K=0.89K=K=K=1.0故 V=VK=9

10、7×0.89×1.0=86.3m/minN=nk=387×0.89×1.0=344r/minV=VK=433×0.89×1.0=385.4mm/min根據(jù)X62型萬能銑床說明書選擇：N=375r/min , V=375mm/min因此實際切屑速度和每齒進給量為：V=5)校驗機床功率 查切削表3.24，當；， 時，Pcc=1.1kw。根據(jù)機床說明書，Pcm>Pcc，所選用切屑用量可用。最終確定 ap=2mm，n=375r/min,Vf=375mm/s，V c=94.2m/min，f z=0.1mm/z。6）計算基本工時tmL/ V

11、f=(32+80)/375=0.297min。因銑上下端面，故該工序工時為工序二 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：X62萬能銑床。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,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過

12、渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2）根據(jù)X62萬能銑床說明書，機床功率為7.5KW。查切削表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度和每分鐘進給量查表3.16，當，時，各修正系數(shù)為：故根據(jù)X62萬能銑床說明書選擇： ，因此實際切削速度和每齒進給量為：5)校驗機床功率 查切削表3.24，當，時，Pcc=1.1kw 查機床說明書

13、Pcm>Pcc，故已選切削用量可用。最終確定 ap=0.5mm，n=475r/min,Vf=375mm/min，V c=119.3m/min，f z=0.08mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/375=0.297min。因精銑上下端面，故該工序工時工序三 以20孔上端面為精基準，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。一鉆孔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，查切削表2.1，2.2，后角o12°，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 

14、6; 2選擇機床，Z525機床3.選擇切削用量 （1）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的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.5.mm，壽命（3）切削速度2.選擇機床，Z525機床 3.選擇切削用量 （1）決定進給量查切削表2.7， 所以， 按鉆頭強度選擇（查切削表2.8）， 按機床強度選擇（查切削表2.9），根據(jù)已有的機床已有的進給量，得 查切削表2.19，當，時，軸向力。軸向力修正系數(shù)未1.0，故，根據(jù)Z525說明書，機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力，由于，故可用，校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命查

15、切削表2.12，后刀面最大磨損量為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切削表2.15，查表2.31，切削速度修正系數(shù)1.01.0 =0.9=1.0 1.01.0 1.01.0故 根據(jù)z525鉆床說明書，選擇n=272r/min故實際切削速度為 （4）校驗扭矩功率查切削表2.21，當f時，扭矩的修正系數(shù) ，故根據(jù)機床說明書，當n=272r/min時，扭矩校驗成功查切削表2.32，當HBS=170-213，時，=1.1KW根據(jù)z525鉆床說明書, 由于，故選擇的切削用量可用。最終確定 f=0.48mm/r,n=272/min,4.計算工時二、擴孔： 刀具：高速鋼19.8專用擴孔鉆查切削表2.10，進

16、給量f=(0.8-1.1)0.7=0.56-0.77(mm/r)取鉆床已有進給量，f=0.62mm/r切削速度查表2.30由公式得=25.6m/min修正系數(shù) 1.01.0 =0.9=1.0 1.01.0 1.0故 0.9=25.60.9=23.0m/min主軸轉(zhuǎn)速24.37m/min計算工時 0.165min三、鉸孔刀具:選用硬質(zhì)合金直柄機用絞刀查切削表2.6 =，=，=查切削表2.11 進給量f=1.0-2.0mm/r.查機床說明書，取f=1.7mm/r查切削表2.15 取=16m/min,故0.9=14.4m/min主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)機床說明書，當n=272r/min實際切削速度 計算工時 三

17、、精鉸查切削表2.11 取n=272m/min,f=1.0mm/r查切削表2.15 取=12m/min 故0.9=10.8m/min計算工時 工序四 以20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50孔 毛坯已鑄成孔長度余量為3，查制造表2.2-4，鑄成孔直徑為mm。一、鉆孔1. 選擇鉆頭： 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，雙錐修磨橫刃，鉆頭直徑49mm，查切削表2-2，后角o12°，二重刃長度b=9mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° 2.選擇機床 z550，根據(jù)，制造表4.2-143.選擇切削用量（1）進給量查切削表2.7 又 =0.24<3,（l為孔深，d為孔直徑）

18、f=(1.0-1.2)75mm/r,取機床已有進給量，查制造表4.2-16，取f=0.9mm/r.查切削表2.8，2.9，f=0.9mm滿足鉆頭強度所允許進給量和機床進給機構(gòu)強度所允許的進給量的要求。查切削表2.19，當f=0.9mm/r,<50mm時，軸向力=21090N，修正系數(shù)1.0，則=21090。根據(jù)制造表4.2-14，得z550最大進給力2452521090滿足要求。綜上所述，進給量f=0.9mm/r.（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削表2.12）為0.81.2mm，壽命（3）切削速度查切削 表2.15， 17m/min,切削速度修正系數(shù) 查切削表2.31，1

19、.01.0 =0.9=1.0 1.01.0 1.0，則0.67517m/min=11.5m/min 74.6r/min根據(jù)，制造表4.2-15，取n=63r/min實際切削速度9.7m/min （4）校驗扭矩及功率 查切削表2.21，扭矩519.9N.M，修正系數(shù)=1.0，則=519.9N.M，根據(jù)z550鉆床說明書，n=63r/min 時，=814.2N.M查切削表2.23，當鑄鐵硬度HBS=170-213時，=49mm,f=0.9mm/r,=2.6KW根據(jù)z550鉆床說明書，=70.85=5.95KW，由于，故選擇的切削用量可用，即：f=0.9mm/r,n=63r/min,=9.7m/mi

20、n.4.計算基本工時 min=0.6min，式中L=l+y+二、擴孔 刀具選取錐柄擴孔鉆 鉆頭直徑 d=50mm,查切削表2.10，進給量f=(0.16-2.2)0.7mm/r，根據(jù)機床說明書，取f=1.17mm/r切削速度 V=（），根據(jù)切削表2.15，=12m/min,V=6-4m/min則主軸轉(zhuǎn)速 n=(38.2-25.5)r/min,按機床說明書，取=32r/min,實際切削速度為 =5m/min基本工時=0.9min三、鉆孔 達到最終尺寸要求 刀具選取硬質(zhì)合金機絞刀， 根據(jù)切削表2.25，取切削深度=0.3mm，進給量f=1.0mm/r,切削速度 =15m/min,則主軸轉(zhuǎn)速95.5

21、r/min查機床說明書，取n=89r/min,實際切削速度14m/min基本工時 =0.38min工序五 切斷。刀具：查切削表3.1-4.1，選擇中齒鋸片刀具（GB6120-85）=400mm，L=4mm,z=20刀具壽命：查切削表3.8，高速鋼切斷銑刀d40T=45min切削用量：=12mm,一次走刀切斷，=0.1mm/z查切削表3.27 求得 =54.9m/min選擇機床已有轉(zhuǎn)速n=400r/min則實際切削速度為50.24m/min計算基本工時工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下端面。1. 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。 查切削表3.2，選擇刀具角度 =， ,=,

22、=, ,=1mm齒數(shù)z=10,銑刀寬度深度4，取刀具直徑=125mm，（查切削表 3.1）2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削f=0.140.24mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min4） 計算切削速度和每分鐘進給量 查切削表3.16， 當，時，, ,查切削表3.16各修正系數(shù)為：，故 根據(jù)機床說明書選擇， 因此實際切削速度和每齒進給量為根據(jù)機床說明書選擇因此實際切削速度和每齒進給量為 5)

23、校驗機床功率 查切削3.24,當， ，時，機床主軸允許的功率為，故所選切削用量可用，最終確定：,，v，6）計算基本工時tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.因粗基銑上下兩端面，故該工序共工時為工序七 以20孔為精基準，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.刀具硬質(zhì)合金端金，牌號YG6，銑削寬度,深度，齒數(shù)，查切削取刀具直徑，刀具角度捅工序六。2.機床X62萬能銑床3切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削表3.15，取。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.

24、7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min4） 計算切削速度及每分鐘進給量查表3.16，當 ,，時，各修正系數(shù)為故，選擇機床已有轉(zhuǎn)速及每分鐘進給量,則實際切削速度和每分鐘進給量為。5)校驗機床功率 查切削3.24,當,時，校驗成功最終確定：，,6）計算基本工時tmL/ Vf=(72+9)/475=0.17min.工序八 以20孔為精基準，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。1. 選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，促鉆時 ，后角，二重刃長度，2. 選擇鉆床 Z525機床 3.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量。查切

25、削表2.19，當，時，軸向力，軸向修正系數(shù)1.0，故根據(jù)Z525說明書，機床進給機構(gòu)強度允許的最大軸向力,由于，故，可用，校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切表2.15， 修正系數(shù) ， ，故，查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，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o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選

26、擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準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。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，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o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切

27、）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 ， 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，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o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準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。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率根據(jù)切屑表2.21，當，時，扭矩的修正系數(shù)為1.0，故根據(jù)切屑表2.23，當時，時，查Z525說明書，故,，校驗成功 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序十 銑47°凸臺。1. 刀具：選擇高速鋼雙面刃銑刀，查切屑表3.2，周齒，端齒，查工藝表3.1-28，選擇銑刀直徑60mm2. 機床：選擇X62萬能銑床。3. 銑