機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計設(shè)計CA6140車床撥叉零件831005的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（全套圖紙）

1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書全套cad圖紙，聯(lián)系153893706設(shè)計題目： 設(shè)計“ca6140車床”撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（4000件生產(chǎn)）設(shè)計者： 指導(dǎo)教師 ： 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)制3班2010年1月3日長安大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目: 設(shè)計”ca6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備（年產(chǎn)量4000件）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)計裝配圖 1張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張 6. 課程設(shè)計說明書 1份 班級：學(xué)生：學(xué)號：19指導(dǎo)老師： 2010年1月4日序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在

2、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)計之前對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)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大型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“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ).由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給于指教。一設(shè)計目的和零件分析（一）設(shè)計的目的：1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培

3、養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過我們親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實際問題的獨(dú)立工作能力（二）零件的分析1.零件的作用： ca6140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進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.零

4、件的工藝分析：ca6140撥叉共有兩組加工表面。(1） 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面這一組面包括25+0.230mm的三齒方花鍵孔、22+0.280花鍵底孔兩端的2*150倒角和距中心線為27mm的平面。(2) 以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計(一) 確定毛坯的制造形成。零件材料ht200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鑄件，即可保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取砂型鑄造成型。經(jīng)查金

5、屬機(jī)械加工工藝人員手冊表2.2-1及表2.3-3等級為ct11級，t=3.6，精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量等級為ma11級，由表2.2-4得加工余量為3mm（二）基準(zhǔn)的選擇。1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。2. 精基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的右端面為精基準(zhǔn)。三 制定工藝路線方案一工序：1. 粗、精車端面a2. 鉆、擴(kuò)花鍵底孔3. 倒兩端15倒角4. 粗、精銑削b面5. 銑削8+0.030mm的槽6. 銑削18+0.0120mm的槽7. 拉花鍵8. 檢驗 方案二工序：1. 粗、精車端面a2. 鉆、擴(kuò)花鍵底孔

6、b3. 倒兩端15倒角4. 拉花鍵,以a面為基準(zhǔn)5. 銑削b面6. 銑削8+0.030mm的槽7. 銑削18+0.0120mm的槽8. 檢驗方案分析比較：上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中4.5.6工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的5.6.7道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和a面作為5.6.7道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”四機(jī)械加工余量 ca6140的撥叉材料為ht200。毛坯1.0 kgb =200m

7、pa hbs 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. a面的加工余量 毛坯總加工余量3mm，公差為3mm，取對稱偏差，則毛坯總加工余量為31.5mm。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊a面 未標(biāo)注公差取精密級，其偏差為0.1mm，加工尺寸28精加工余量由機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.2-4 得0.6mm，則粗加工余量2.4mm，加工公差t=0.42孔加工余量切削加工簡明實用手冊表8-21得擴(kuò)孔余量為1.5-2mm，取余量為2z=2mm。粗加工的公差取it12級，t=0.21精加工粗，偏差為mm3倒兩端15

8、倒角4.花鍵槽分兩次加工成形540x28端面加工余量加工余量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.4-4得3mm，偏差為1.5mm精加工余量為1mm，偏差為0.1mm粗加工余量為2 mm，公差t=0.46.鍵槽8的加工根據(jù)銑刀寬度側(cè)向粗銑余量為5mm，粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級it=0.2。精銑為3mm,偏差為mm徑向粗銑余量為7mm，加工等級為未標(biāo)注公差中中等級，加工公差t=0.4。精銑加工余量1mm，加工等級為未標(biāo)注公差中精密等級，加工偏差為0.05mm。7鍵槽18的加工根據(jù)銑刀寬度側(cè)向粗銑余量為10mm，精銑為8mm.粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級it=0.4，精加工偏差為mm徑向粗

9、加工余量為22mm，精銑余量為1mm。粗加工公差取未標(biāo)注公差中的中等級it=0.4，精加工偏差取未標(biāo)注公差中的精密級，偏差為0.1mm。工序余量表：粗銑精銑側(cè)向徑向側(cè)向徑向加工前尺寸（mm）最大10.422.4最小1022加工后尺寸（mm）最大10.422.41823.1最小102218.01222.9加工余量（mm）最大10.422.48.0121.1最小10227.60.5加工公差（mm）0.40.40.0120.2四.確定切削用量及基本工時工序1：車削a面 1加工條件。工件材料：灰口鑄鐵ht200。 b=200mpa。鑄造。加工要求：粗、半精車a面并保證28mm的工序尺寸，ra=3.2m

10、機(jī)床ca6140。刀具：端面車刀，刀片材料：硬質(zhì)合金， ro =15. ao=12 r=0.5mm kr=90 刀柄：lxbxh=125x16x162、計算切削用量。(1)粗車粗車余量為2.4mm，據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-50f=0.4-0.5mmr,根據(jù)機(jī)床性能取f=0.5mmr,ap3mm，取ap=2.4mm。據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-57得切削速度v=1-1.333ms，取v=1.2ms，工件轉(zhuǎn)速n=1000x1.2（3，14x60）=6.35rs根據(jù)機(jī)床性能取n=10rs v=3.14*d*n1000=3.14x60x101000=1.8ms切削工時的確定t=l1+l+l2fn=

11、2+30+2(0.5x10)=0.113min功率計算：f=9.8160*c*a*f*v*k=9.8160922.40.51(200/190)=9.815.1922.40.611.02=6761np=fv=67611.8=12.2kw（2）精車加工余量為0.6mm。進(jìn)給量f. 根據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-51， f=0.30.5mm/r根據(jù)車床性能0.3mm/r ap=0.3mmv=1.5-2ms, 取v=2ms工件轉(zhuǎn)速n=1000x2（3，14x60）=1.6rs根據(jù)車床性能n=15rs加工工時t=l1+l+l2（fn）*i=2+30+2（0.3x15）x2=0.25min（3）確定切削功

12、率工序2:鉆孔、擴(kuò)孔機(jī)床:立式鉆床z525，鉆刀:硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆，刀具尺寸:d=20mm, l1=238mm, l=140mm 2=，2=118 鉆孔背吃刀量a=d2=10mm 進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-70 f=0.55-0.65mmr 取f=0.62mmr切削速度v=0.35ms主軸轉(zhuǎn)速n=1000v(3.14xd)=1000x0.35(3.14x20)=5.57rs 根據(jù)機(jī)床性能取n=6.5rs v=3.14*d*n1000=3.14x20x6.5=0.41ms工時的計算：t=l1+l+l2（n*f）=(5+80+2)5.57*0.62=25.19s功率的計算:m=c*d*

13、f*k10=225.63200.62（200/190）10=225.63296.40.681.110=45.5nmf=c*d*f*k=58.6200.62（200/190）=58.660.71.1=2225.1np=23.1410m=23.1410455=2.8km（2）、擴(kuò)孔刀具硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆刀具參數(shù)和上述一致，進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-79 得f=1.0-1.2mmr 根據(jù)機(jī)床性能取f=1.1 mmr鉆削速度及機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和 上述一致。工時t=l1+l+l2（n*f）=(5+80+2)6.58x1.1=7.87s工序3:倒角 刀具：專用刀具。此工步使用專用刀具與手動進(jìn)給。機(jī)床

14、主軸轉(zhuǎn)速n=15r/s檢驗機(jī)床功率 可以查出當(dāng)160245hbs2.80.641min3.4kw機(jī)床轉(zhuǎn)速與粗車端面一致。按ca6140車床說明書主電機(jī)功率7.5可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求工序4: 拉花鍵孔 加工余量1.5mm 機(jī)床:臥式拉床l6120 刀具:鍵槽拉刀 參數(shù):lxh=830x17.93mm 進(jìn)給量:f=0.06-0.2mm/z 取f=0.1mm/z拉削速度v=2.5-2m/min 根據(jù)機(jī)床性能取v=2m/min切削工時 t=zblk/1000vfzz式中： zb 單面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； l 拉削表面長度，80mm； 考慮校準(zhǔn)部分的長

15、度系數(shù)，取1.2； k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； z 拉刀同時工作齒數(shù)，z=l/p； p 拉刀齒距。 p=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時 t=1.5801.21.4/100020.017=10.08st=3t=310.08=30.24s=0.51min拉削力的計算: 據(jù)切削加工簡明實用手冊表8-163得單位長度的拉削力f=163n/mm fw=f*l=163x80=13040n p=fw*v=13040x0.034=0.4kw機(jī)床主軸功率為29kw，滿

16、足要求。工序5:粗銑，精銑40x28端面。粗銑， 加工余量3mm 機(jī)床 ：62w 刀具:圓柱形硬質(zhì)合金銑刀銑刀幾何參數(shù) d=50mm l=50mm 齒數(shù):14切削用量:每齒進(jìn)給量fz=0.1-0.28mm/z 根據(jù)機(jī)床性能取fz=0.2mm/z銑削速度v=1.0-1.83m/s 取v=1.5m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/3.14d=1000x1.5/3.14x50=9r/s根據(jù)機(jī)床性能取n=10r/s 此時v=3.14*d*n/1000=3.14x50x10/1000=1.57m/s進(jìn)給速度vf=fz*n*z=0.2x10x14=28mm/sap2mm 取ap=1.5mm 縱向進(jìn)給量為28

17、mm工時 t=l1+l+l2/vf=(10+40+10)/28=0.4min tm=2t=0.8min切削力 f=9.81caadaz=9.8130281.550114=2847.9nf=1.2 f=1.22847.9=3417.5n p= fv=3417.51.510=5.1kw 機(jī)床主軸功率7.5kw，滿足要求 精銑刀具與上道工步同一把刀加工余量1mm每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=1-2.7mm/r 取f=2mm/r銑削速度與上一工步一致v=1.57m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=10r/s ap=1mm ae=28mm工時 t= l1+l+l2/fn=（10+40+10）/2x10=0.05min

18、工序6：銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度l=40mm 機(jī)床x62w 刀具：直齒三面刃銑刀 材料：yt15 尺寸：dxl=50x5mm 齒數(shù)：12粗銑 側(cè)向加工余量5mm，徑向加工余量7mm切削量 由于加工余量7mm，故兩次走完，ae=5mm ap=3.5mm由切削用量簡明實用手冊 確定fz=0.08-0.004mm/z 現(xiàn)取fz=0.08mm/z 切削速度v =1-1.83m/s 取v=1.8m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/do=10001.8/3.1450=11.4r/s根據(jù)x62w型銑床選n=12r/s實際速度v=don/1000=1.9m/s 工時

19、tm=(l1+l+l2)*i*j/fz*n=(10+40+10)x4x2/0.08x12x12=0.6（min） 功率計算：f=9.81caadaz=9.813051.550112=624nf=1.2 f=1.2624=749n p= fv=7491.910=1.4kw 機(jī)床主軸功率7.5kw，滿足要求精銑 徑向加工余量1mm，側(cè)向加工余量3mm每轉(zhuǎn)進(jìn)給量：f=0.5-1mm/r取f=0.8mm/r a= 3mm切削速度與上工步一致v=1.9m/s 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上工步一致n=12r/s工時 t=l1+l+l2/fn=（5+40+5）2/0.8x12=0.36min工序7：銑寬為180+0.1

20、2mm槽加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長l=40mm，加工余量22mm機(jī)床：x62w刀具：三面直齒銑刀 材料：yt15銑刀參數(shù)：l=10mm d=63mm d=30mm ao=12z=16粗銑：銑削用量每齒進(jìn)給fz=0.12-0.18mm/z 取fz=0.18mm/za=2mm a=10mm 切削速度v =1-1.83m/s 取v=1.5m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/do=10001.5/3.1450=7.5r/s根據(jù)x62w型銑床選n=7.9r/s實際速度v=don/1000=1.6m/s 工時t=2（l1+l+l2）（22/2）/fnz=2x（5+40+5）x11/0.18x7

21、.9x16=0.5min功率計算f=9.81caadaz=9.8130101631.516=1386nf=1.2 f=1.21386=1663n p= fv=7491.610=2.7kw 機(jī)床主軸功率7.5kw，滿足要求精銑加工余量1mm每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5-1.0mm/r 取f=1.0mm/rap=1mm ae=10mm切削速度與上一工步一致v=1.6m/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與上一工步一致n=7.9r/s工時t=2（l1+l+l2）/f*n=2x（5+40+5）/7.9x1=0.21min夾具設(shè)計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決

22、定設(shè)計第7道工序銑寬為180+0。012mm槽的銑床夾具。本夾具將用與x63臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進(jìn)行加工。 本夾具主要用來銑寬為180+0。012mm的槽，由于采用寬為180+0。012mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度（二）夾具設(shè)計 1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，寬為180+0。012mm的槽，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（a）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（a）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 2切削力及夾緊力的計算刀具：三面直齒銑刀，d=63mm, z=16fz=cpt0.83sz0.

23、65d-o.83bzkp (見切削手冊3-56表)解得 fz =200 (n)其中cp=52， t=8mm, sz=0.08mm/s, b=8mm, d=63mm, z=16, kp=(hb/198)0.55在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)k= k1 k2 k3 k4水平切削分力fh=1.1 fz =220 (n)垂直切削分力fv=0.3 fz=60 (n)其中： k1為基本安全系數(shù)1.5 k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k1為刀具鈍化系數(shù)1.1 k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1f,=kfh =1.5 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 200=400 (n)實際加緊力為wk= kfh/u1u2=400/0.5=800 (n)其中u1和u2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，u1=u2=0.02