例二CA車床撥叉機械加工工藝要求及_7526

1、例二 CA6140車床撥叉機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計:序言機械制造工藝學課程設(shè)計是我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習 ,也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)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(shè)計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)， 并且為后續(xù)課程的學習大好基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計尚有

2、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 20 以及與此孔相通的8 的錐孔、 M6 螺紋孔。2

3、、大頭半圓孔 50。3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知， 可以粗加工撥叉下端面， 然后以此作為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。二、確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000 件 /年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個，查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第2 頁表 1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安

4、排為： 加工過程劃分階段； 工序適當集中； 加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。三、確定毛坯1、確定毛坯種類：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，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第41 頁表 2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。2、確定鑄件加工余量及形狀：查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第41 頁表 2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表 2.2-4 確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：加工基加工加工說本簡圖面代尺余量余量號寸等級明D120H102孔降

5、一級雙側(cè)加工D250H3.52孔降一級雙側(cè)加工T230H5單側(cè)加工T312H5單側(cè)加工T412H5單側(cè)加工3、繪制鑄件零件圖四、工藝規(guī)程設(shè)計(一 )選擇定位基準：1 粗基準的選擇：以零件的小頭上端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。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。( 二) 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到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用

6、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。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊第20 頁表 1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 01 粗銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 02粗銑 20 上端面，以 T1 為定位基準，采用X51 立式銑床加專用夾具；工序 03粗銑 50 上端面，以 T4 為定位基準，采用X51 立式銑床加專用夾具；工序 04鉆、擴 20 孔，以 32 外圓和 T2 為基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；工序 05粗鏜 50 孔，以 D1

7、 為定位基準，采用 T616 臥式鏜床加專用夾具；工序 06銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 07精銑 20下端面，以 T2 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 08精銑 20上端面，以 T1 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 09粗鉸、精鉸 20 孔，以 T2 和 32 外圓為基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；工序 10精銑 50端面，以 D1 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 11半精鏜 50 孔，以 D1 做定位基準，采用 T616 臥式鏜床加專用夾具；工序 12鉆、鉸 8 錐孔，以 T1 和零

8、件中線為基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；工序 13鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準，采用Z525 立式鉆床并采用專用夾具；工序 14銑斷，以 D1 為基準，采用 X60 臥式銑床加專用夾具；工序 15去毛刺；工序 16終檢。（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:1、圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量， 現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：加工加工加工余精度工序表面粗工序余量表面內(nèi)容量等級尺寸糙度最小最大鑄件7.0CT1243 2.8 50IT12粗鏜4.0IT120.2506.30.956.8470（ D2）半精鏜3.0IT10

9、0.1003.22.93.25500鉆18IT110.11017.8918180擴1.8IT100 .0846.31.7161.910 20IT719.80（ D1）粗鉸0.14IT80.0333.20.1070.22419.940精鉸0.06IT70.0211.60.0390.0932002、平面工序尺寸：工序工序加工基本經(jīng)濟工序尺寸工序余量號內(nèi)容余量尺寸精度偏差最小最大鑄件5.0CT122 .501粗銑 20孔4.036.012下端面02粗銑 20孔4.032.012上端面03粗銑 50孔4.014.012上端面07精銑 20孔1.031.08下端面08精銑 20孔1.030.08上端面1

10、0精銑 50孔1.0 212.08端面00.2500.2500.18000.03300.0330.0160.0161.57.751.57.751.86.380.751.2830.751.2830.9511.0163、確定切削用量及時間定額：工序 01粗銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準。1. 加工條件工件材料： HT200,b =170240MPa，鑄造 ;工件尺寸： aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑 20孔下端面，加工余量4mm;機床： X51 立式銑床；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度 ae 90,深度 ap 6,齒數(shù) z=12,故根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明

11、手冊（后簡稱簡明手冊）表 3.1，取刀具直徑 d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角 0 0后角 0 8，副后角 0 =10，刃傾角：s=10,主偏角 Kr=60,過渡刃 Kr =30,副偏角 Kr =5。2. 切削用量1）確定切削深度 ap因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz由于本工序為粗加工， 尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，X51 立式銑床）時：f z=0.090.1

12、8mm/z故選擇： fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準根據(jù)切削手冊表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5mm；由于銑刀直徑 d0=125mm，故刀具使用壽命 T=180min（據(jù)簡明手冊表 3.8）。4）計算切削速度 vc 和每分鐘進給量 vf根據(jù)切削手冊表3.16，當 d0=125mm，Z=12，ap 7.，5fz 0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft =471mm/min。各修正系數(shù)為： kMV = 1.0， kSV= 0.8。切削速度計算公式為：cvd 0qvvcT mapxvfzyvaeuvz pv kv其中 ae72mm ，

13、 a p4mm， Cv245 ， qv0.2 ， xv0.15 ， yv 0.35 ，k vk MvkSv 1.0 0.80.8 ， uv0.2 ， pv0 ， m0.32 ， T 180 min ，f z0.18mm/ z ， Z12 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：245 125 0.2v c 1800.32 4 0.15 0.08 0.35 72 0.2 12 0.8 142m / min確定機床主軸轉(zhuǎn)速：ns1000vc361 / m i n。dwr根據(jù)簡明手冊 表 4.2-36，選擇 nc=300r/min,v fc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：d0 n3.14 12

14、5 300vc=m/min=118m/min10001000f zc=v fc /ncz=390/300 12 mm/z=0.1mm/z5)校驗機床功率根據(jù)切削手冊表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min， fz=0.1mm/z。6）計算基本工時tmL/ v f， L=l+ y+，l=176mm.查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為： y+ =40mm，則：tmL/ V f =(176+40)/39

15、0=0.81min。工序 02粗銑 20 上端面，以 T1 為定位基準。切削用量和時間定額及其計算過程同工序01。工序 03粗銑 50 上端面，以 T4 為定位基準刀具： YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，d 040 ,10mm Z機床： X51 立式銑床根據(jù)切削手冊查得， f z0.13mm/ z, a p 4mm 。根據(jù)簡明手冊表4.2-36 查得，?。?nw300r / min ，故實際切削速度：vd w nw40 30037.7m / min10001000當 n w 300r / min 時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：f mf zZnw 0.13 10300 390mm/ min查說明書，取f

16、m400mm/ min計算切削基本工時：L 72y72 10 82mmL820.205min因此， tm390f m工序 04鉆、擴 20 孔，以 32 外圓和 T2 為基準，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT10 。1. 選擇鉆頭根據(jù)切削手冊表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o12，二重刃長度 b=3.5mm,橫刀長 b=2mm,寬 l=4mm,棱帶長度 l11.5mm ， 2100，30 2.選擇切削用量（1）確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊，f 0.43 0.53mm/ r ，l301.67 3 ，由切削

17、手冊表 2.7,系數(shù)為 0.5,則：d18f(0.43 0.53) 0.5 (0.215 0.265)mm/ r按鉆頭強度選擇 :查切削手冊表 2.8,鉆頭允許進給量為： f 2.0mm / r ；按機床進給機構(gòu)強度選擇：查切削手冊表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為 8330N 時，進給量為 f 0.93mm / r 。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡明手冊表4.2-16,最終選擇進給量f0.22 mm/ r 。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。根據(jù)切削手冊表2.19 查出 ,鉆孔

18、時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為 8830N Ff ，故所選進給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.6mm，壽命 T45min （3）切削速度查切削手冊表2.30，切削速度計算公式為：vccvd 0zvyv kv （ m/min）mapxvfT其中， Cv9.5， d 018mm ， zv0.25 ，m0.125 ，ap9 ， xv0 ， yv0.55 ，f0.22 ，查得修正系數(shù)： kT v1.0， klv0.85， ktv1.0 ，故實際的切削速度

19、：9.5180.250.85 9.5m / minvc10.220.55600.125（4）檢驗機床扭矩及功率查切削手冊表 2.20，當 f 0.26, od 19mm時，M t=31.78N?m，修正系數(shù)均為 1.0，故 M C=31.78 N?m。查機床使用說明書： M m =144.2 N?m。查切削手冊表2.23,鉆頭消耗功率： Pc=1.3kw。查機床使用說明書，PE2.80.812.26kw 。由于 M c Mm ， PC PE ，故切削用量可用，即：f 0.22mm / r ， nnc272r / min ， v 15.4m / minc3、計算工時L3080.64 mintm0

20、.22nf 2724、擴孔至 19.8查切削手冊表2.10，擴孔進給量為： f0.7 0.8mm/ r ，并由機床使用說明書最終選定進給量為：f0.81mm/ r 。根據(jù)資料，切削速度v0.4v鉆 ，其中 v鉆 為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故： v0.49.5 3.8m/ min ，s10003.8，根據(jù)機床61.1 / minn19.8r使用說明書選取：nw97r / min ?；竟r：tLy3080.48 min970.81970.81工序 05粗鏜 50 孔，以 D1 為定位基準。機床： T60 臥式鏜床單邊余量Z 2.5mm, 可一次切除，則 a p 2.5mm 。根據(jù)簡明

21、手冊4.2-20查得，取 f0.52mm / r 。根據(jù)簡明手冊 4.2-21 查得，?。?n 200r / min 。計算切削基本工時：L122 1tm2000.13minf m0.52工序 06銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準。刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀機床： X51 立式銑床根據(jù)簡明手冊查得：dw63mm， Z16 。根據(jù)切削手冊查得：fz 0.10mm / z,因此：1000v100027nsd w63136r / min現(xiàn)采用 X51 立式銑床，?。?nw100r / min ，故實際切削速度為：vdw nw63 100100019.8m / min1000當 nw300r /

22、min 時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：f mf z Znw0.10 16100 160mm / min根據(jù)切削手冊表4.2-37 查得 ,?。?f m 165mm / min 。計算切削基本工時：L ly12.52537.5mmL37.50.227 min因此： tm165f m工序 07精銑 20 下端面，以 T2 為基準。刀具： YG6 硬質(zhì)合金端銑刀；機床： X51 立式銑床；查切削手冊表3.5，進給量為： f z 0.5 1.0mm / min ，取為 0.5mm/r參考有關(guān)手冊，確定 v124m / min ，采用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，d w125mm, z12 ，則：1000v1

23、000124ns316r / mind w125現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)簡明手冊表4.2-36，取 nw300 r / min ，故實際切削速度：vdw nw1253001000117.75m / m i n1000當 nw300r/ min 時，工作臺每分鐘進給量：f m f zz nw0.5 12300 1800mm / min ，取為 980mm/min本工序切削時間為：t 2 tm 2 l2 176 1250.62minf m980工序 08精銑 20 上端面，以 T1 為基準。切削用量同工序 07精銑時yd0mm125基本工時： tml176 1250.31f m980工序 0

24、9粗鉸、精鉸 20 孔，以 T2 和 32 外圓為基準。（ 1）粗鉸至 19.94mm刀具：專用鉸刀機床： Z525 立式鉆床根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為f z0.8 1.2mm/z,進給量取f z0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為nw =140r/min，則其切削速度為：v n d 8.77m / min 。機動時切削工時， l 30 8 =38mm，3838tm0.34 minnw f140 0.81(2) 精鉸至 20mm刀具： d w 20mm機床： Z525 立式鉆床根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取f0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：nw =140r/min，則其切削速度為

25、：vn d8.8m / min機動時切削工時，l308 =38mm3838tm0.57 minnw f140 0.48工序 10精銑 50 端面，以 D1 為基準。機床： X51 立式銑床刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由切削手冊表3.6 查得：v 0.45m / s， d40, z6, f z0.08mm / min ,即 27m/min，因此，n1000v100027214r / min?，F(xiàn)采用 X51 立式銑床，取w 210r / min ，sd w40n工作臺每分鐘進給量f m 應(yīng)為： f mf z z nw 0.08 6 210100.8mm / min ，查機床使用說明書，

26、取f m100mm / min 。銑削基本工時： tm72120.84min1002 t m0.84 21.68min工序 11半精鏜 50 孔，以 D1 做定位基準。單邊余量z 1.0mm,可一次切除，則mm 。a p1.0由切削手冊表 1.6 查得，進給量 f z0.25 0.40mm/ r, 取為 0.27mm/r。由切削手冊表1.1 查得， v100m/ min ，則：1000v1000100637r/ minnwd w50查簡明手冊表4.2-20， nw 取為 630r/min。l120.038 min加工基本工時： t630 0.5nw f工序 12鉆、鉸 8 錐孔，以 T1 和零

27、件中線為基準。刀具：專用刀具機床： Z525 立式鉆床確定進給量f ：根據(jù)切削手冊表2.7 查得， f0.22 0.26mm / r ，查Z525 機床使用說明書，現(xiàn)取f0.22mm/ r 。查切削手冊表2.15，v 17m / min ，計算機床主軸轉(zhuǎn)速：1000v100017ns694r / mind w7.8按機床選取 nw680 / min ，所以實際切削速度為：dw nw7.8680v16.66m / min10001000計算切削基本工時：l y64tm6800.066 minf m0.22工序 13鉆 M6 底孔，攻螺紋，以T1 和零件中線為基準（ 1）鉆螺紋底孔 4.8 mm

28、機床： Z525 立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據(jù)切削手冊查得，進給量為 f 0.18 0.22mm/z,現(xiàn)取 f=0.22mm/z，v=17m/min，則：1000v100017ns1128r / mind w4.8查簡明手冊表4.2-15，取 nw 960r / min 。所以實際切削速度為：d w nw4.8 960v14.48m / min10001000計算切削基本工時：l y64tm9600.047 minf m0.22（ 2）攻螺紋 M6機床： Z525 立式鉆床刀具：絲錐 M6 ，P=1mm切削用量選為：v0.1m / s6m / min ，機床主軸轉(zhuǎn)速為：ns318r / mi

29、n，按機床使用說明書選?。簄w272r / min ，則v5.1m / min；機動時，l 6 4 10mm，計算切削基本工時：l10tm0.04 minf n1 272工序 14銑斷，以 D1 為基準。選擇鋸片銑刀， d=160mm，l=4mm，中齒， Z=40采用 X61 臥式銑床查切削手冊，選擇進給量為： f0.10mm / z ,切削速度為： v27m / min ，則：1000v100027ns54r / mind w160根據(jù)簡明手冊表4.2-39，取 nw100r / min ，故實際切削速度為：dw nw8010050.2m / minv10001000此時工作臺每分鐘進給量f

30、 m 應(yīng)為：fmf z Z nw0.140100400mm/ min查切削手冊表4.2-40，剛好有fm400mm/ min。計算切削基本工時：l y72 30tm0.255minf m400五、夾具設(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。并設(shè)計工序 13 鉆 M6 螺紋底孔的夾具。本夾具將用于Z525 立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。(一 )問題的提出本夾具主要用來鉆 M6 螺紋底孔，該孔為斜孔，跟撥叉的中線有一定的角度要求，在加工時應(yīng)保證孔的角度要求。 此外，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。(二)夾具設(shè)計1、定位基準選擇由零件圖可知， M6 螺紋孔為斜孔，相對于撥叉中線有10 的要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線為定位基準保證該角度。此外，還應(yīng)以 20 孔端面為基準，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。為了提高加工效率， 現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置， 并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。2、切削力