CA6140車床撥叉831006加工工藝及工藝設(shè)備,ca6140,車床,加工,工藝,工藝設(shè)備 制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 設(shè)計(jì)者 官孝峰 指導(dǎo)教師 王偉杰 哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) 2003.12~2004.1 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目: 設(shè)計(jì)”CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1張 班級(jí) 0008112 學(xué)生 官孝峰 指導(dǎo)教師 王偉杰 教研室主任 2004年1月 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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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“四化”建設(shè)打下一個(gè)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(qǐng)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(dòng)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φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50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(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)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φ20為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ20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(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M8的螺紋孔。下端有一個(gè)47°的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。 2. 以φ50為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ50的孔，以及其上下兩個(gè)端面。 這兩組表面有一定的位置度要求,即φ50的孔上下兩個(gè)端面與φ20的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。考慮零件在機(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，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(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ32作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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(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 工序一 粗、精銑φ20孔上端面。 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20、φ50孔。 工序三 粗、精銑φ50孔上端面 工序四 粗、精銑φ50、φ20孔下端面。 工序五 切斷。 工序六 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序七 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序八 銑47°凸臺(tái)。 工序九 檢查。 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 2.工藝路線方案二 工序一 粗、精銑φ20孔上端面。 工序二 粗、精銑φ20孔下端面。 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔。 工序五 粗、精銑φ50孔上端面 工序六 粗、精銑φ50孔下端面。 工序七 切斷。 工序八 鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序十 銑47°凸臺(tái)。 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φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ20孔下端面。 工序二 精銑φ20孔上下端面。 工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。 工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔，保證空的精度達(dá)到IT7。 工序五 切斷。 工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ50孔上下端面。 工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過0.07。 工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，銑47°凸臺(tái)。 工序十一 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(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。 以上工藝過程詳見圖3。 （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2.2kg，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（φ20，φ50端面）。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取φ20，φ50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（φ50已鑄成孔） 查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，取φ50已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為44mm。 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(shí)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(shí) 工序一 以φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ20孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ20孔上下端面。 機(jī)床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)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(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》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，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 精銑φ20孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：精銑φ20上下端面。 機(jī)床：X6140臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)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(cè)》（后簡稱《切削手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》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=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序三 以φ20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.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． ?。?）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(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序四 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ50孔，保證空的精度達(dá)到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長度bε=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （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 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： ３.計(jì)算工時(shí) 所有工步工時(shí)相同。 工序五 切斷。 工序六 以φ20孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ50孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 機(jī)床：XA5032臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊(cè)》取刀具直徑do=125mm。 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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，查得 Vc＝110mm/s，n=281r/min,Vf=378mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=300r/min,Vfc=375mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.10mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 工序七 以φ20孔為精基準(zhǔn)，精銑φ50孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過0.07。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 機(jī)床：XA5032臥式銑床。 刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1２,故據(jù)《切削手冊(cè)》取刀具直徑do=125mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，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(cè)》選f=0.5 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，將f降一級(jí)為f=0.5 mm/z。查得 Vc＝110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s 據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》,而機(jī)床所能提供功率為Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s. 工序八 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆φ4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （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． ?。?）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 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計(jì)算工時(shí) 工序九 以φ20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)φ4孔，攻M6螺紋。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角αo＝16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （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 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.計(jì)算工時(shí) 螺紋鉆削由于沒有手冊(cè)可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。 工序十 以φ20孔為精基準(zhǔn)，銑47°凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。 三、 卡具設(shè)計(jì) 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第IX道工序——鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐，以及∮4的高速鋼麻花鉆。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 （二） 卡具設(shè)計(jì) 1． 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮20孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 2． 切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。 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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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(gè)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(qǐng)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(dòng)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(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)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。基面選擇的正確與合理，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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)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(shí)，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(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(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(gè)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(gè)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(gè)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(shì)，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(shì)，所以還是先加工φ55大圓?？梢詫⒐ば蚨椋? 工序Ⅰ 粗，精車φ55圓與兩端面 工序Ⅱ 銑斷，使之為兩個(gè)零件 工序Ⅲ 加工φ25小頭孔銑 工序Ⅳ 16×8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(shì)。 （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(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）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(cè)》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(shí)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(shí) 工序一 粗，精車φ55圓與兩端面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=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(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，V c= 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V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》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，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 銑斷，使之為兩個(gè)零件 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：銑斷，使之為兩個(gè)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 =0.16GPa HB=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φ25mm 2.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． ?。?）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(shí) 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)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 =0.16GPa HB=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(shí) 所有工步工時(shí)相同。 工序五 銑φ40外圓斜面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=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 三、夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)加工孔φ25工序的夾具。本夾具將用于立式鉆床Z535，刀具為麻花鉆頭φ25mm，對(duì)工件進(jìn)行銑削加工。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 （二） 卡具設(shè)計(jì) 1． 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，工件以∮40外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在V形塊、支承板和擋銷上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。 2． 切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。 銑床夾具的裝配圖（見附圖） 四、參考文獻(xiàn) [1]趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10. [2]李云,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8 [3]孟少農(nóng),機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9. [4]徐圣群，簡明加工工藝手冊(cè).上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.2 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 零件號(hào) 831006 材料 HT200 編制 2007.04.02 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 撥叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核 工序 安裝（工位） 工步 工序說明 工序簡圖 機(jī)床 夾具或輔助工具 刀具 Ⅰ 1 1 2 3 4 粗車φ55圓 半精車φ55圓 粗車φ55圓端面 半精車φ55圓端面 臥式車床CA6140 專用夾具 YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 零件號(hào) 831006 材料 HT200 編制 2007.04.02 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 撥叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核 工序 安裝（工位） 工步 工序說明 工序簡圖 機(jī)床 夾具或輔助工具 刀具 Ⅱ 1 1 銑斷 X60銑床 專用夾具 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 零件號(hào) 831006 材料 HT200 編制 2007.04.02 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 撥叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核 工序 安裝（工位） 工步 工序說明 工序簡圖 機(jī)床 夾具或輔助工具 刀具 Ⅰ 1 1 2 3 4 加工孔φ25 鉆孔至φ23 擴(kuò)孔至φ24.8 粗鉸孔至φ24.94 精鉸孔至φ25 立式鉆床Z535 專用夾具 麻花鉆頭￠25mm 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 零件號(hào) 831006 材料 HT200 編制 2007.04.02 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 撥叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核 工序 安裝（工位） 工步 工序說明 工序簡圖 機(jī)床 夾具或輔助工具 刀具 Ⅰ 1 1 銑16×8槽，保證16 X60銑床 專用夾具 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 零件號(hào) 831006 材料 HT200 編制 2007.04.02 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 零件名稱 撥叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo) 生產(chǎn)類型 中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核 工序 安裝（工位） 工步 工序說明 工序簡圖 機(jī)床 夾具或輔助工具 刀具 Ⅰ 1 1 銑斜面 X60銑床 專用夾具 高速鋼鑲齒三面刃銑刀 5