機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-撥叉831006工藝及車φ55孔下端面夾具設(shè)計(jì)

全套設(shè)計(jì)圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄序言 1一、零件的分析 1（一）零件的作用 2（二）零件的工藝分析 2二、藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2（一）確定毛坯生產(chǎn)類型 2（二）基面的選擇： 2（三）制定工藝路線 3第三章車Φ55孔下端面夾具設(shè)計(jì) 83.1車床夾具設(shè)計(jì)要求說明 83.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 93.3定位機(jī)構(gòu) 103.4夾緊機(jī)構(gòu) 103.5零件的車床夾具的加工誤差分析 113.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 123.7零件的車床專用夾具簡單使用說明 13四、參考文獻(xiàn) 13序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)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(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)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(jì)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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，φ55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：1．小頭孔φ25；2．大頭半圓孔Ф及其端面；3．16×8槽；4．φ40外圓斜面；5．大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08m。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(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)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(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二、藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(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(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。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，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，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(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)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(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08m，故以φ25小頭孔為精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(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．工藝路線方案一工序Ⅰ車φ55圓與兩端面工序Ⅱ銑斷，使之為兩個零件工序Ⅲ銑16×8槽工序Ⅳ銑φ40外圓斜面工序Ⅴ加工φ25小頭孔2．工藝路線方案二工序Ⅰ銑斷，使之為兩個零件工序Ⅱ加工φ25小頭孔工序Ⅲ銑16×8槽工序Ⅳ車φ55半圓與兩端面工序Ⅴ銑φ40外圓斜面3．工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工φ55圓與兩端面，以便于后續(xù)加工，并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢，提高了工作效率，然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完，省去了在各機(jī)床間切換的麻煩，最后加工孔；方案二是先切開工件，分別加工，然后加工小頭孔，再銑、再車、再銑……顯然，工序上不如方案一效率高。但由于圓與槽都與小頭孔有垂直度要求，可以先加工小頭孔，后加工槽；圓應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢，所以還是先加工φ55大圓?？梢詫⒐ば蚨椋汗ば颌翊?，精車φ55圓與兩端面工序Ⅱ銑斷，使之為兩個零件工序Ⅲ加工φ25小頭孔銑工序Ⅳ16×8槽工序Ⅴ銑φ40外圓斜面這樣，看起來工序簡潔且保證了垂直度的要求，還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢。（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190～210HB，毛皮重量1.12kg，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(jī)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（φ25，φ55端面）。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ25，φ55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1mm精銑0mm 2.內(nèi)孔（φ55已鑄成孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ55已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為49mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔2mm 擴(kuò)孔0.125mm 鉸孔0.035mm 精鉸0mm 3.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、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時工序一粗，精車φ55圓與兩端面1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,鑄造。加工要求：粗，精銑φ55圓以及上下端面。機(jī)床：臥式車床CA6140刀具：YW2內(nèi)圓車刀YW3端面車刀2.切削用量1）銑削深度因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進(jìn)給量機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm/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1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min4）計(jì)算切削速度按《切削手冊》，Vc=EQ算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)臥式車床CA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時tm＝L/Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二銑斷，使之為兩個零件1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,鑄造。加工要求：銑斷，使之為兩個零件機(jī)床：X60銑床。刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀工序三加工φ25小頭孔1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,鑄造。加工要求：加工φ25小頭孔機(jī)床：立式鉆床Z535選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭￠25mm，鉆孔至φ23mm，擴(kuò)孔至φ24.8mm，鉸孔至φ24.94mm，精鉸孔至φ25mm2.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0.5～０.８mm，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(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆：鉸孔：精鉸：工序四銑16×8槽1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,鑄造。加工要求：銑16×8槽機(jī)床：X60銑床選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀（1）決定進(jìn)給量查《切》按鉆頭強(qiáng)度選擇按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇Z550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0.8～1.2mm，壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～１.４mm，壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為０.６～０.９mm，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３.計(jì)算工時所有工步工時相同。工序五銑φ40外圓斜面1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,鑄造。加工要求：銑16×8槽機(jī)床：X60銑床選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀第三章車Φ55孔下端面夾具設(shè)計(jì)3.1車床夾具設(shè)計(jì)要求說明車床夾具主要用于加工車Φ55孔下端面夾具。因而車床夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。（1）安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設(shè)計(jì)的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點(diǎn)是加工時隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，刀具做進(jìn)給運(yùn)動定心式車床夾具在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機(jī)構(gòu)。角鐵式車床夾具在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計(jì)專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。（2）安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，夾具做進(jìn)給運(yùn)動。由于后一類夾具應(yīng)用很少，屬于機(jī)床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設(shè)計(jì)的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。3.2車床夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來確定定位元件的位置。工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機(jī)床主軸的連接車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式：1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結(jié)構(gòu)。圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機(jī)床主軸的同軸度。對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結(jié)構(gòu)，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準(zhǔn)確、剛度好。圖1車床夾具與機(jī)床主軸的連接過渡盤常作為車床附件備用，設(shè)計(jì)夾具時應(yīng)按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結(jié)構(gòu)尺寸，可查閱有關(guān)手冊3.3定位機(jī)構(gòu)由零件圖分析車Φ55孔下端面加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。3.4夾緊機(jī)構(gòu)選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。3.5零件的車床夾具的加工誤差分析工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差由于面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。（2）夾具誤差夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面的平行度誤差是0.01.（3）安裝誤差因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。（4）加工方法誤差如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取=/3=0.05/3=0.017mm零件的車床夾具總加工誤差是：精度儲備：故此方案可行。3.6確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應(yīng)便于排