撥叉(型)零件的加工工藝規(guī)程及夾具設計方案

1、任務書題目 ： “ CA6140 車床撥叉 831007 型號）”零件的機械加工藝規(guī)程及夾具設計 年產(chǎn)量為 4000 件）內容： 1. 零件圖1張2. 毛坯圖1 張3. 機械加工工藝過程綜合卡片1 張4. 結構設計裝配圖1 張5. 結構設計零件圖5 張6課程設計說明書1份班級學生指導老師教研室主任0/27序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的 .這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習 ,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練 ,因此 ,它在我們四年的大學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計對自己未來將從

2、事的工作進行一次適應性訓練，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“四化”建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。目錄序言 1目錄 2一、零件的分析3一）零件的作用 3二）零件的工藝分析3二、工藝規(guī)程設計4一）確定毛坯的制造形式4二）基面的選擇 4三）制定工藝路線5四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8 問題的提出 18( 二夾具設計 18參考文獻 :200/27一、零件的分析一）零件的作用題目所給的零件是車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉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 2

3、2 孔與操縱機構相連，二下方的 55mm 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）零件的工藝分析零件的材料為 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的表面以及加工表面之間的位置要求需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小頭孔mm 以及與此孔相通的mm 的錐孔、螺紋孔；3.大頭半圓孔mm；位置要求：小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作

4、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)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。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]到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級 CT9 級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領為 4000 件/ 年，零件的質量是 1.0Kg/ 個，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。二）基

5、面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。1） 粗基準的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。這樣就可以達到限制五個自由度，再加上垂直的一個1/27機械加緊，就可以達到完全定位。2） 精基準的選擇：考慮要保證零件的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，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔內圓柱表面為輔助的定位精基準。當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還

6、要專門的計算，此處不再重復。三） 制定工藝路線制定工藝路線的出發(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要求能得到合理的保證。再生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案一工序粗銑 40mm 孔的兩頭的端面， 73mm 孔的上下端面。工序精銑 40mm 孔的兩頭的端面， 73mm 孔的上下端面。工序粗鏜、半精鏜、精鏜55mm 孔至圖樣尺寸。工序鉆、擴、鉸兩端 22mm 孔至圖樣尺寸。工序鉆 M8 的螺紋孔，鉆 8 的錐銷孔鉆到一半，攻M8 的螺紋。工序銑斷保

7、證圖樣尺寸。工序去毛刺，檢查。工藝路線方案二工序粗銑 40mm 孔的兩頭的端面。工序鉆、鉸兩端 22mm 孔之圖樣尺寸。工序粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至 22mm，周徑至 71mm；精銑兩頭孔的端面至 50mm；精銑中間孔上端面至 25mm，周徑至 73mm；精銑中間孔下端面至周徑至 73mm；工序粗鏜、半精鏜、精鏜55mm 孔至圖樣尺寸。工序鉆 8mm 的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻 M8x1mm 的螺紋。工序銑斷保證圖樣尺寸工序去毛刺，檢查。3.工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工完與22mm 的

8、孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mm 的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工 22mm 的時候最多只能保證一個面定位面與之的垂直度要求。其他兩個面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個面時都是用 22mm 孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準重合的原則。很是審美！其他的工序尤為平常簡單無需再議。這樣一比較最終的工藝方案為：工序粗銑 40mm 孔的兩頭的端面。2/27工序鉆、鉸兩端 22mm 孔之圖樣尺寸。工序粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔

9、下端面至 22mm，周徑至 71mm；精銑兩頭孔的端面至 50mm；精銑中間孔上端面至 25mm，周徑至 73mm；精銑中間孔下端面至周徑至 73mm；工序粗鏜、半精鏜、精鏜55mm 孔至圖樣尺寸。工序鉆 8mm 的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻 M8x1mm 的螺紋。工序銑斷保證圖樣尺寸工序去毛刺，檢查。以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“ CA6140 車床撥叉”零件材料為 HT200，毛坯重量約為 1.6 , 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加

10、工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面 40mm 及 73mm 外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度 CT9 即可。又因它們是對稱的兩個零件最后還需銑斷，故對 40mm 的中心軸線的尺寸偏差為 1201.25 的范圍內。2.兩小孔毛坯為實心，兩內孔精度要求界于IT7IT8 之間，參照切屑加工簡明實用手冊表 8-21 確定工序尺寸及余量：鉆孔： 21.8mm2Z=21.8mm鉸孔：mm2Z=0.2mm3.中間孔 55mm 及 73mm）1-13 得：孔中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機械制造工藝設計手冊表的鑄造毛坯為 49.73 的孔是在 55 孔的基礎之上銑削加工得到，其軸

11、向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照切屑加工簡明實用手冊表 8-95 確定 73mm 工序尺寸及余量：粗銑： 71mmZ=4mm精銑： 73mmZ=1mm參照切屑加工簡明實用手冊表8-95 確定 55mm 工序尺寸及余量：粗 鏜： 53mm2Z=4mm半精鏜： 54mm精 鏜： 55mm4.螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實體。參照切屑加工簡明實用手冊表8-70 確定鉆 8 螺紋孔和 8 圓柱銷孔3/27及螺紋孔的攻絲。5.銑斷=0.16mm/z。3校 驗機 床功 率 查 簡 明手 冊 Pcc=1.5kw,而機床所能提供功 率為PcmPcc。故校驗合格

12、。最 終 確 定 ap=2mm， cfc，Vc=1.06m/s，fn =475r/min,V=475mm/sz=0.15mm/z。4）計算基本工時tmL/ V f =9.4s。工序鉆、鉸兩端 22mm 孔之圖樣尺寸。加工條件工件材料： HT200，硬度 190260HBS， b =0.16Gpa，鑄造。加工 要 求 ： 鉆孔 至 21.8mm ，精 鉸至 22mm ， 保 證孔 壁粗 糙 度Ra=1.6m。機床： Z512 臺式鉆床。刀具： YG8 硬質合金麻花鉆21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角12 、 二 重 刃 長 度=2.5mm、 橫 刀 長b=1.5mm、 寬l=3mm、 棱帶

13、長 度4/27、。 YG8硬質合金鉸刀 22mm。計算切削用量1）查切削用量簡明手冊。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。2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度 =0.25mm/z。3 校驗 機床 功率 查 簡 明 手冊 Pcc=2kw,而機 床所 能提 供功 率為PcmPcc。故校驗合格。最終 確 定 ap， cfc=475mm/s，c，f=1mmn =750r/min,VV =1.78m/sz=0.15mm/z。4）計算基本工時粗銑中間孔上端面至 25 mm，周徑至 71mm；tm1=L/ V f=13s 粗銑中間孔下端面至 22mm，周徑至 71mm； tm2=

14、L/ V f =13s 精銑小孔上端面至 50mm，tm3=L/ V f=8s；精銑中間孔上端面至周徑至73mm， tm4f；73mm， tm5= L/ V =10s精銑中間孔下端面至周徑至f。= L/ V =10s工序粗鏜、半精鏜、精鏜55mm 孔至圖樣尺寸。加工條件工件材料： HT200，硬度 190260HBS， b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜中間孔至 53mm、半精鏜中間孔至 54mm、精鏜中間孔至 55mm。機床： T616 臥式鏜床。刀具： YG8硬質合金鏜刀。計算切削用量單邊余量分三次切除，則第一次。根據(jù)簡明手冊6/274.2-20 查得，取。根據(jù)簡明手冊4.2-21

15、 查得，?。?。計算切削基本工時：同理，當?shù)诙?，第三次時，進給量和，機床主軸轉速都取64r/min，切削基本工時分別為100s 和80s。工序 鉆 8mm 的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆 M8x1mm 的螺紋孔，攻 M8x1mm 的螺紋。1.加工條件工件材料： HT200，硬度 190260HBS， b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：先鉆 8mm 的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時在尺寸上保證距上端面 10mm；再鉆 M8x1mm 的螺紋孔，攻 M8x1mm 的螺紋。機床：組合機床。刀具： 8mm 麻花鉆、 7.5mm 麻

16、花鉆、 8mm 的絲錐。計算切削用量1）鉆 8mm 的錐銷孔根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.18 0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min ，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：7/272）鉆 M8 的螺紋孔刀具： 7.5mm 麻花鉆。根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.18 0.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min ，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：問題的提出本夾具是用來粗銑40mm 孔的兩頭的端面 ,包括后面工序的精銑，該工序完成后此端面主要作為后道工序的精基準，所以主要考慮如何提高勞動

17、生產(chǎn)率 , 降低勞動強度和表面粗糙度要求。(二夾具設計1定位基準選擇由于是第一道工序，只能是以底面為粗基準。由于底面是粗基準，所以采用四個球頭支撐釘。2切削力及夾緊力計算1）.切削力查表得其中： 修正系數(shù)9/27z=24代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以2 夾緊力采用 V 型塊夾緊防止轉動=K=2.5=0.16R=18得出=11.2防止移動=K=2.5=0.2得出=8686.1N由于工件所受夾緊力大于工件所受的切削力，而且實際夾緊力大于所需夾緊力。故本夾具安

18、全可靠。3.具體夾具的裝配圖見附圖4.夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構。10/27參考文獻 :1.黃如林 .切屑加工簡明實用手冊北京：化學工業(yè)出版社 ,2004.7.2.王紹俊 .機械制造工藝手冊 . 北京 :機械工業(yè)出版社 ,1985.3.孟少農(nóng) .機械加工工藝手冊 .北京

19、:機械工業(yè)出版社 ,1991.楊叔子 . 機械加工工藝師手冊 . 北京 : 機械工業(yè)出版社， 2001.5.王光斗、王春福機床夾具設計手冊上海：上?？茖W技術出版社，2001.6.吳宗澤、羅圣國 .機械設計課程設計手冊. 北京 : 高等教育出版社2006.11/27附件圖紙0/27毛坯圖1/27形塊2/27對中塊3/27滑塊4/27螺桿5/27夾具體零件圖6/27裝配圖7/27理工大學零件號機械加工工藝過程綜合卡片零件名稱生產(chǎn)類型工安工工序裝步序說工明工序簡圖位）粗銑兩小頭孔端面T3 至工藝卡片 7材料HT200編制撥叉毛胚重量.KG指導老師大批量毛胚種類鑄件審核機輔刀量走走切進主切床助具具刀刀削給軸削工次長深量轉速具數(shù)度度