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1、撥叉 831007 說明書 第一章、引言 機械制造工藝學課程設(shè)計幾乎是每一所現(xiàn)代工科綜合高校必開的一門設(shè)計。 首先由于機械制造已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的機械制造，即所謂的機械加工。它是 集機械、電子、光學、信息科學、材料科學、生物科學、激光學、管理學等最新成 就為一體的一個新興技術(shù)與新興工業(yè)。制造技術(shù)不只是一些經(jīng)驗的積累，實際上它 是一個從產(chǎn)品設(shè)計——進入市場——返回產(chǎn)品設(shè)計的大系統(tǒng)。 所以作為此學科的 課程設(shè)計其重要性不言而喻，對于機械專業(yè)的學生來說，更是尤為重要。 其次當今世界正在發(fā)生的深刻變化，對制造業(yè)產(chǎn)生了深刻的影響，制造過程和 制造工藝也有了新的內(nèi)涵。傳統(tǒng)制造業(yè)不斷吸收機

2、械、信息、材料等方面的最新成 果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、制造、檢測、管理及售后服務(wù)的制造全過 程。 21 世紀的制造業(yè)呈現(xiàn)出高技術(shù)化、信息化、綠色化、極端化、服務(wù)增值等特 點和趨勢。 最后此次課程設(shè)計是理論與實際的結(jié)合，是對我們學生一次綜合性的測試，比 較全面、系統(tǒng)、多方位考察我們的能力，所以必須盡全力做到最好? 第二章、零件的分析 （ 一） 零件的作用 題目所給白零件是CA614眸床的撥叉，如下圖所示。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， +0.021獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 622與操縱機構(gòu)相0 +0.4連，而

3、方的655孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上 0 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 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、撥叉的上端面：去除材料加工，粗糙度要求 Ra3.2um1與①22孔軸線垂直度 要求為0.05; +0.021 2、①22孔：公差為 ①22,表面粗糙度要求為 Ra1.6um; 0 +0.4 3、①55孔中心孔：公差為 ①55,內(nèi)表面粗糙度要求為 Ra3.2u 0 m; +0.5 4、①73臺階孔：公差為①73,兩臺階面粗糙度要求為0 -0.07 Ra3.2um,兩臺階面之間的

4、距離為 20,兩臺階面與 ①22孔中心軸線-0.21 垂直度要求為0.07； 5、①8通孔：錐銷孔加工一半，裝配時鉆較，內(nèi)表面粗糙度要求Ra1.6um; 6、M8的螺紋孔； 7、切斷槽：切斷面粗糙度要求為Ra6.3um; 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(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。 第三章、工藝規(guī)程設(shè)計 （一）確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT20Q灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆

5、性高，不適合磨削，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，無交變載荷，屬于 間歇性工作，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，以滿 足加工表面粗糙度要求及生產(chǎn)綱領(lǐng)要求? （ 二 ） 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面的選擇得正確與合理，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，還會造成零件大批報廢，造成巨大損失，所以我們必須高度重視。 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。理由是撥叉下表面為不需要加工表面，鑄造后不易產(chǎn)生缺陷，沒有 飛邊、澆口

6、和冒口，表面相對光潔。 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，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 （ 三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當使零件的幾何形狀、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(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，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。工藝路線方案如下 : 工序I粗精銃①40mmi的兩頭的端面； 工序II鉆粗紋精較兩端①22

7、mmJ、頭孔； 工序III 粗精銃 ①73mmF臺階孔； 工序IV粗精銃 ①73mmk臺階孔； 工序V粗鏈、半精鏈 ①55nm中間孔； 工序VI鉆①8mm勺推銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8*1mrmj螺紋 孔，攻M8*1mrm勺螺紋； 工序 VII 銑斷 ; 工序 VIII 去毛刺 ; 工序 IX 檢查。 此方案是在加工臺階孔時都是用 22mmi的中心軸線來定位，其一這樣很容易 就可以保證其與兩個面的位置要求，其二也體現(xiàn)了基準重合的原則。因此此方案是 較為合理的? （ 四 ） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 加工廝 工f H■

8、? 工；M「 常增江 本k -i F 口-=■1=— rr"k ==1 ^40 丸喘 l也 附魅 ? j. 3 | 「 T ?iO. 0399 50 \ O -0,p39 忸輒 2 -7 IT1￡ 1 9 O'. 3 50.3 II 二P三 TiH 31Q LT 1-1 「?口尸a S3 m 土口. 0 相理 口，匚吃 L 1 7" T■■宿Q硅］ 己己 Qi j J + 0.021 1.' 淵端 小工 ?？? erm TTsF 丁 一□Q3H pi qf 0 m i用可 4-0.033 I1 B

9、L P與 L 1 I Cl 丁■口,口濁叫 ￡1 .75 0」 e i, 7 3 1 1 ?⑴ E 「 孔 三三 a 111 O 0 73 下臺 精就 ^T~ IT8 T =0.029 45 45 ^0.039 , P 搬 4 H12 T=0.25 46 46 1+0;25 M 5 ITL4 T-C,6g 50 50 ±0.31 好 f Q 上臺 福 * ns T=D,033 20 廠1〕 ^0.033 0 懶 4 nie T=02l 21 21 包3I 0 鉞 ,一

10、_」 匚 ) ni4 25 B5+026 55 中冏 孔 W 1 ITS T-0i046 55 為5 十0Q46 P 雨 4 ■ 1TL2 r=o.3 54 行4 +0W 一廠一 氈 15 H14 T=t62 50 / 30M31 （五）確定切削用量及基本工時 工序I:粗精銃左端面 1、加工條件 1 工件材料:HT200,（T b =0.1 6GPa HB=190?241鑄造。 2加工要求：粗銃小22孔上端面。？ 3機床:XA5032立式銃床。? 4刀具:W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銃刀，牌號YG6銃第J寬度？ ae<=

11、60，深度ap<=4,齒數(shù)z=10，故據(jù)《切削用量簡明手冊》(后簡稱《簡明手 冊》)取刀具直的二80mm選擇刀具前角y o, , 5?后角a o,8?,副后角 a o' =8?,刀齒斜角 Xs=,10?,主刃Kr=60?,過渡刃Kre=30?,副刃Kr' =5?S渡刃 寬 b e =1mm 2、計算切削用量 1銃削深度：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。 2 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立式銃床參數(shù)，選擇 nc=475r/min

12、,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=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z 。 3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=1.5mm, nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min ， f z=0.16mm/z 。 4計算基本工時: 粗銑時， t=92.4/660=0.14min ，其中 j? l=l+l+l=75+3+14.4=92.4mm ， V

13、=nf=300*2.2=660r/min, 輔助時間 m123f 按照基本時間的百分比計算，可以取輔助時間為 0.15min; 精銑時， t=92.4/480=0.2min ，其中 l=l+l+l=75+3+14.4=92.4mm ， jm123 V=nf=600*0.8=480r/min, 輔助時間按照基本時間的百分比計算，可以 f 取輔助時間為 0.2min 。 工序 II: 鉆孔、鉸孔 1、鉆孔 : 鉆頭的選擇見《切削用量簡明手冊》表2-2 ，鉆頭的幾 0何形X^為：雙錐、修磨橫刃；其主要參數(shù)：d=①22mm B =30, b=3.5mm a ,12? , b=2mm l

14、=4mm & o 1 進給量 : 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-7 ，當加工要求為? H12-H13精度，鑄鐵的強度 (r=200MPa f=0.78-0.96mm/r ,由于在 b 中等剛性零件上鉆孔，故應(yīng)乘以孔深修正系數(shù)k=0.75 ，則 f=0.59-0.72mm/r ， 根據(jù) z5215 鉆床說明書，取f=0.70mm/r 。 2鉆頭磨鈍標準及壽命：表2-21,當d=20mm鉆頭最大磨損0? 量取 0.6mm| 壽命 T=45mino 3切削速度：由表2-13 ,鑄鐵硬度為182-199HBs鉆頭直徑？ 為d=20mm刀磨形式為修磨雙錐及橫刀，因此切削速度0 V=16

15、m/min， n=1000V/?D=255r/min, 由此得取 n=300r/min 。 4基本工時 :t=L/nf=(80+10)/300*0.72=0.42min，入切量和j? 超切量由表2-29查得為10mm大批量生產(chǎn)時，輔助時間可以按照基本時間的 百分比來計算，所以可取t=0.45min 。 f 2、鉸孔 刀具直徑d=22mm刀具幾何參數(shù)同上。由于擴孔和較孔的直0 徑相差不大，因此選擇相同的主軸轉(zhuǎn)速，即切削速度V=20.7m/min,為了節(jié)省 停車和調(diào)換走刀量等輔助時間， n 和 f 都不變，所以 t=0.42min 。輔助時間可以按 照基本時間的百分比來計算，所以可

16、取j t=0.40min 。 f 工序III:粗、精銃中間孔①73mmh臺階孔 1、刀具的選擇 已知長度方向的加工余量為3mm故分為粗銃和精銃加工。選用專用特制刀 具，直徑為 ①73的鑲齒套式面銃刀 2、進給量 1粗銃：根據(jù)手冊得，加工材料為鑄鐵，硬度為 180HBs則可？ 得進給量f=0.5-1.0mm/r ,切削速度 Vc=10-15m/min,選擇主軸進給量為 f=0.62mm/r; 2 精銑 : 根據(jù)手冊，選擇精加工主軸進給量f=0.4mm/r 。 ? 3、切削速度 1粗銃：查得當d>20mm加工灰鑄鐵，銃鉆材料為硬質(zhì)合金 0? myv,xv時，銃鉆的壽命為 T=

17、210min,根據(jù)公式Vc=Cv*Kv/Taf查表得 pCv=109， m=0.45， Xv=0.15 ， Yv=0.5 ，代入可算得 Vc=25m/min, 又有 Vc=10- 15m/min,所以取 Vc=15m/minio 則可得 n=1000Vc/?D=65.4r/min ，由表查得選擇主軸轉(zhuǎn)速n=63r/min ，此時 Vc=0.24m/s 。綜合得粗加工的主軸轉(zhuǎn)速為 n=63r/min ，進給量 f=0.62mm/r ，切削速度為 Vc=0.24m/s 。 myvxv 2 精銑 : 經(jīng)查表得 Vc=Cv*Kv/Taf=31.2m/min ，則 p? n=1000*31.2

18、/31.4*73=136r/min 。根據(jù)表選擇n=125r/min ，此時有 Vc=3.14*73*125/1000=0.48m/s 。綜合得精加工的主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min ，進給量 f=0.4 ，切削速度Vc=0.48m/s 。 4、基本工時 1 粗銑 :t=(L+l)/nf ，其中L=4mm， l=2mm， n=63r/min ， j1? f=0.62mm/r ，則有 t=0.154min=9.2s ，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡 j1 明手冊》P211表查得裝夾時間t=0.05min。z1 2 精銑 :t=(L+l)/nf ，其中L=4mm， l=2mm， n=125r

19、/min ， j2? f=0.4mm/r ，則有 t=0.12min=7.2s ，根據(jù)手冊查得裝夾工作的時間為 j t=0.05min 。 z2 3 單件時間定額: 其中基本時間 ? Tj=t+t=0.154+0.12=0.274min ,取輔助時間Tf=裝夾工件時間+卸j1j2 下工件時間+主軸開始轉(zhuǎn)動時間+對刀時間+變換進給時間+清除切屑時間 =0.05*2+0.04*2+0.02+0.03+0.02+0.03=0.28min 。即單件時間定額為 Td=Tj+Tf=0.554min=33.24s 。 工序IV：粗、精銃中間孔 ①73mmF臺階孔 ( 同工序 III)

20、 工序V:粗鏈、半精鏈 ①55mmi 1、刀具的選擇 刀具材料為HT20cl硬度190-260HBS(r=0.16GPa,鑄造。故采b 用T616臥式鏈床，YG8?質(zhì)合金鏈刀。 2、切削用量 單邊余量Z=2.5mm可確定粗鏈a =2mm根據(jù)手冊得，可取r f=0.62mm/s, n=200r/min;精鏈 a =0.5mm 取 f=0.3mm/s, j n=125r/min 。 3、基本工時 1 粗鏜 :t=L/nf=(20+2*1)/200*0.62=0.18min ，輔助時間可j1? 以按照基本時間的百分比來計算，所以可取t=0.2min 。 f1 2精鏜 :t=L

21、/nf=(20+2*1)/125*0.3=0.59min ，輔助時間可以 j2? 按照基本時間的百分比來計算，所以可取t=0.5min 。 f2 工序VI:鉆①8mm勺推銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8*1mmJ螺紋 孔，攻M8*1mrm勺螺紋 1、刀具的選擇 刀具材料為HT20Q硬度190-260HBS(r=0.16GPa,采用b ①8mm#花鉆，①7.5mm麻花鉆，①8mm勺絲錐。 2、加工條件 先鉆①8mm勺錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配合做 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M8*1mm 的螺紋孔，攻M

22、8*1mm勺螺紋。 3、切削用量 1鉆①8mm勺錐銷孔：根據(jù)《切削手冊》查得，進給量？ f=0.18-0.33mm/z ,現(xiàn)取 f=0.3mm/z, v=5m/min,則有 n=1000V/？D=1000*5/3.14*8=199r/min ，即取 n=195r/min; 所以實際切削速度為 v=0.1m/s 。 2鉆①8mm勺螺紋孔：刀具為①7.5mm麻花鉆；根據(jù)〈（切削？ 手冊》查得 f=0.18-0.33mm/z ,現(xiàn)取 f=0.3mm/z, v=5m/min,則可得 n=1000V/？D=1000*5/3.14*7.5=212r/min ，根據(jù)手冊取n=195r/min

23、 ，所以實際切削 速度為 v=0.1m/s 。 3攻M8*1mrmJ螺紋：絲錐M4 P=1mmu削速度為？ v=0.1m/s ，機床主軸轉(zhuǎn)速為 n=219r/min ，按機床使用說明選定 n=195r/min ， v=0.1m/s 。 4、基本工時 L=6+4=10mm為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，取 n=195r/min ， f=0.22mm/s: 1 鉆 ① 8mm勺錐銷孑L :t=L/nf=32s j1? 2 鉆 ① 8mm勺螺紋孑L :t=L/nf=32s j2? 3 攻 M8*1mrmJ螺紋:t=L/nf=32s j3? 工序 VII: 銑斷

24、保證圖樣尺寸 1、刀具的選擇 要求銃斷后保證兩邊對稱相等，選取質(zhì)合金圓盤銃刀，厚度為 4mm 2、切削用量 根據(jù)手冊選擇進給量為f=0.3mm/r ,切削速度為v=1m/s,則有 n=1000V/?D=1000*1/3.14*73=100r/min ,根據(jù)《簡明手冊》，取 n=100r/min ,查《切削手冊》表 4.2-40 ,有 f=400mm/mino 3、切削基本工時 T=(72+30)/400=0.255min=15.3s j 工序VIII:去毛刺，檢查 （六）附表“機械加工工藝過程綜合卡片"（工序I） 說明：本人選擇的是工序I ,所以附工序I的工藝卡片

25、 第四章、夾具的設(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 （一）問題的提出 本夾具設(shè)計是為了銑斷工件。該工序限制了 6 個自由度，另外加上豎直方向的 夾具裝置。還有在夾具保證工件能夠快速裝夾和卸下的前提下，因此采用浮動杠桿 同時夾緊左右端面，以提高生產(chǎn)率。又由于銑斷需確定刀具位置，即要對刀塊。 （ 二 ） 夾具的設(shè)計 1、定位基準的選擇 底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求, 因此應(yīng)以地面為主要定位基準.. 由于鑄件的公差要求較大, 利用小頭孔的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的兩個零件的大小孔的中心距的

26、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勺通孔。 2、切削力及夾緊力計算 由于實際加工的經(jīng)驗可知 , 鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向, 即垂直于第 一定位基準面, 在兩側(cè)只需要采用兩個V 型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作 . 因此 , 無須再對切削力進行計算。 3 、定位誤差分析 零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為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的制造誤差 . 同時 , 對對中塊利用 調(diào)整螺釘進行調(diào)整并加裝鉆套后，鉆孔后的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銃斷工序 中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為0.05

27、mm.因此加工完成后大孔與 小孔的中心距的最大誤差為 0.08+0.05=0.13mm<0.2mm所以能滿足精度要求。 4、說明 該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉(zhuǎn)零件上半徑R=5~20?勺孔，被加 工孔中心距可達123?。使用時，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板， 通過手柄，使絲桿帶動 V 型塊做自定心式移動，以便夾緊或松開零件。 第五章、后記 機械制造工藝學課程設(shè)計是在我們大三下學期進行的，此時我們已經(jīng)學完全部 的基礎(chǔ)課程和大部分專業(yè)課程，這次設(shè)計是對我們之前所學內(nèi)容的一次綜合測試， 是一次理論與實際的綜合訓(xùn)練。 首先它有利于加深我們對所學知識的理解，進

28、一步鞏固所學的專業(yè)知識，提高 我們的專業(yè)素質(zhì)和技能，為以后畢業(yè)找工作打下良好的專業(yè)基礎(chǔ); 此外，由于此次 課程設(shè)計是分組進行，所以它又有助于提 高我們的團隊合作意識，提高我們的協(xié)調(diào)能力，增強集體榮譽感? 其次衷心感謝老師給了我們這次設(shè)計機會，提高了我們個人綜合能力，加強了 團隊合作意識，同時也讓我們發(fā)現(xiàn)自身的不足，努力提高自己? 最后由于個人能力有限，不足之處敬請諒解? 第六章、參考文獻 【 1】趙長發(fā)主編，機械制造工藝學。哈爾濱工程大學出版社， 2008;【 2】趙 家奇編著，機械制造工藝學課程設(shè)計指導(dǎo)書第二版。北京 : 機械工業(yè)出版社， 2000; 【 3】李云主編著，機械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊。北京 : 機械工業(yè)出版社， 1997; 【 4】孟少農(nóng)主編，機械加工工藝手冊第二版。北京: 機械工業(yè)出版社， 1991; 【 5】徐圣群主編，簡明加工工藝手冊。上?？茖W技術(shù)出版社，1991;【 6】戈 曉嵐主編，機械工程材料。北京大學出版社， 2006。