撥叉課程設(shè)計(jì)工藝卡片.

1、遼寧科技大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：撥叉（CA6140）班級：機(jī)制2011學(xué)號：120113403022學(xué)生姓名：楊繼昌指導(dǎo)教師：王更柱 張文杰目錄序言1一、 零件的分析1二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1（一） 確定毛坯的制造形式 1（二） 基面的選擇1（三）制定工藝路線1（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3（五） 確定切削用量及基本工時(shí) 3四、參考文獻(xiàn)12丿丁言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們在我們學(xué)完了了大學(xué)的全部的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是對我們畢業(yè) 之前對所學(xué)的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，因此在大學(xué)四年中

2、占有重要的地位。就個人而言，我希 望能通過這次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行一次適應(yīng)性的鍛煉。由于能力有限，設(shè) 計(jì)尚有許多不足，懇請各位老師給以指導(dǎo)。一.零件的分析（一）、零件的作用：題目給定的零件是 CA6140撥叉（見附圖1）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+o.o12omm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿邮够讫X輪時(shí)如果槽的尺寸 精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+o.o12omm 槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析：CA614O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

3、面包括？25+O.23mm的六齒方花鍵孔、？22+O.28?；ㄦI底孔兩端的2X15 到角和距中心線為27mm的平面。2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的8+O.O3omm的槽和18+O.12omm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(jì)（一）確定毛坯的制造形成。零件材料HT2OO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，以使金屬纖維盡量不被切斷，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，故可采取鑄造。經(jīng)查金屬機(jī)械加 工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的

4、加工余量為3O.8mm（二）基準(zhǔn)的選擇。1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面， 所以以4O的外圓表面的粗基準(zhǔn)2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。表面加工方法的選擇本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，內(nèi)倒角等。公差等 級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：(1) :花鍵 花鍵大徑表面粗糙度為Ra1.6卩m,毛坯孔未鑄出， 需鉆，擴(kuò)、鉸孔、然后直接用拉刀拉出即可。(2) :端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分， 經(jīng)過粗車即可打到精度要求。待加工的主要端面有零件的上端面和左端 面以及通槽，除通槽內(nèi)側(cè)表面粗糙度為Ra

5、3.2卩m,經(jīng)粗銑和半精銑即可。(3) :內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。(三) 制定工藝路線。方案一工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15倒角。2. 粗、精銑削B面。3. 銑削 8+0.03omm的槽。4. 銑削 18+0.012omm的 槽。5. 拉花鍵。方案二工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15倒角。以40mni圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)，3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專 用夾具4. 銑削8+O.O3omm勺槽。以花鍵的中心線及 A面為基

6、準(zhǔn)。選用X62W臥式銑 床加專用夾具。5. 銑削18+O.O12omm的槽。以花鍵的中心線及 A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式 銑床加專用夾具。方案分析：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2.3.4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345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3.4.5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。（四）機(jī)械加工余量求毛坯尺寸；左面、高單側(cè)加工，應(yīng)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式5-2求出，即：R=F+RAM+CT/2=100+ 0

7、.7+3.2/2=102.3mm左面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式5-1求出，即：R=F+RAM+CT/2=79+0.7+3.2/2=82.3mm由鑄件鑄造類型為金屬型鑄造，因此加工余量等級選為F項(xiàng)目機(jī)械加工余量mm尺寸公差mm公差等級長度902.33.2IT10通槽深402.32.6IT10通槽寬182.32IT10CA6140 的撥叉材料為 HT200毛坯重量為1.84 kg c b =220MPa HBS =157 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A面有30.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的

8、硬質(zhì)表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為 22 0+0.28，見零 件圖，參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴(kuò)孔21mm拉花鍵花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照金屬機(jī)械加工工藝人員手 冊取2 Z =1mm3. B面的加工余量。此工序分2個工步1、粗銑B面 2 、精銑B面。精加工余量為0.2mm粗銑加工余量為2.8mm（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序I :車削A面1.加工條件工件材料：灰口鑄鐵 HT2O0(T b=145MPa鑄造。加工要求：粗、半精車 A面并保證28mm勺工序尺寸，R=3.2 m 機(jī)床C31

9、63-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。刀具：刀片材料。r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=152、計(jì)算切削用量(1) 已知長度方向的加工余量為3 0.8mm。實(shí)際端面的最大加工余量為3.8mm。故分二次加工(粗車和半精車)。長度加工公差I(lǐng)T 12級 取-0.46mm(2) 進(jìn)給量、根據(jù)切削簡明手冊(第3版)表1.4當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mM 25mma汽3 mm時(shí)，以及工件直徑為 60mni時(shí)(由于凸臺B面的存在所以直徑取 60mr)i?=0.6-0.8mm/ r .按C3 163-1車床說明書 取？=06 mm/n由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75 0.85 所以

10、：實(shí)際進(jìn)給量 f=0.6 X0.8=0.48 mm/ r按C3 163-1車床說明書 ？= 0.53 mm/r(3)計(jì)算切削速度按切削簡明手冊表1.27 ,切削速度的計(jì)算公式為(壽命選T=60min)刀具材料YG6V=Cv/(Tm - ap xv fyv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 k kv=0.8 k krv=0.8 k sv=1.04 k bv=0.81 Vc =158/( 60 0.2 20.15=46.9(m/mi n)(4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速0.53 0.4) 1.15 0.8 0.8 0.81

11、0.97ns=1000vc/ - dw=229.8 (r/min )按C3 16 3-1車床說明書200 r /min所以實(shí)際切削速度V=40.8m/min(5)切削工時(shí)，按工藝手冊表6.2-1由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道 工步做好準(zhǔn)備Lw+12 .t=iVf=0.33 (min) L=(65-0)/2=32.5 L仁3、L2=0、L3=02、精車1) 已知粗加工余量為0.5mm2) 進(jìn)給量f.根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6 , f=0.15 0.25mm/r按C3 1 63 1車床說明書 f = 0.16 mm/r計(jì)算切削速度 按切削用量簡明手冊表1.27

12、，切削速度的計(jì)算公式為(壽 命選 T=60min)V=Cv/(Tm - ap xv fyv) kv0 20 150 4=158/( 60 . 2. 0.16 . ) 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97=83.85(m/mi n)3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速.nw=1000vc/二 dw =410.8 (r/min )按(31631 車床說明書取 nw=400(r/min )實(shí)際切削速度V=57.1m/min4) 切削工時(shí)，查工藝手冊表6.2-1,Lw 11 I2 .t=iVf=22.5/400x0.16=0.35(mi n)由于下一道工序是鉆孔，所以留下？20mm的臺階，所以L=(65-2

13、0)/2=22.5 mmL1=3.L2=0. L3=03、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。(1)、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表 2.2鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2 ):雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：20mm B =30, 2 =118, 2 =70, b =3.5mm ,ao=12 ,W =55 ,b=2mm =4mm根據(jù)切削用量簡明手冊表 2-9確定f=0.48a、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表 2.9 ,當(dāng) c b = 210MPad 0 = 20.5mm 可確定 f=0.75。按（313-1車床說明書取f=0.62mm/n.b、決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命表2.21，當(dāng)do=20mm鉆頭最大磨損量取

14、 0.6壽命T=45min.c、切削速度由切削用量簡明手冊，表2.15得V =21m/minn=1000V/二 D=334.4由機(jī)床技術(shù)資料得和 334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取 n=280m/min.實(shí)際 V =17 m/mind、基本工時(shí)，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)入切量及超切量由表 2.29.查出屮+=10mm所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)(2)、擴(kuò)孔 刀具直徑do=21mm刀具幾何參數(shù)同上。由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不

15、變，所以Tm同上Tm=0.32倒角刀具15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。(3) 、倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。檢驗(yàn)機(jī)床功率 按切削用量簡明手冊表1.2 4 可以查出 當(dāng)(T b = 160245HBSap 2.8 mmf 0.6 mm/rVc 41 m/min Pc = 3.4kw按C3 16 3 1車床說明書主電機(jī)功率P= 11 kw可見Pc比P小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗(yàn)按切削用量簡明手冊表 2.21當(dāng) do = 21 mm f= 0.64 mm查得轉(zhuǎn)矩皿=61.8 N.M切削用量簡明手冊表由表2.32 得功率公式

16、P C= mcVc/30 d 0 =61.8x17/30x21=1.67km按C3 16 3 1車床說明書主電機(jī)功率P= 11 kw可見PC比P小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要求工序H 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/mi n)切削工時(shí)t=Zbl n k/1000vfzZ式中：Zb單面余量1.5mm（由21mm拉削到25mm）L拉削表面長度，80mmn考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(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(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p ;

17、P拉刀齒距。P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同時(shí)工作齒數(shù) z=l/p=80/127其本工時(shí) Tm=1.5 x 80X 1.2 X 1.4/1000 X 3.6 X 0.06 x 7=0.13(min)工序山 粗銑，精銑B面。加工要求：粗銑 B面，精銑B面，Ra=3.2um。用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑加工余量3mm機(jī)床：X 62W加工工件尺寸：寬度：40mm長度：28mm1. 粗銑1）選擇刀具根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1銑削寬度ae 5mm時(shí)。直徑為do=50mm故 齒數(shù)Z=8，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表 3.2 ） rn=10 ao=162）切

18、削用量留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac= 2.8 0.8 mm,由于 加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= 0.51 mm/r就 能滿足要求，但考慮到X 62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和X 62W銑 床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量彳=0.6mm/r3）選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7、銑刀刀 齒后刀面的最大磨損量為 0.6鑲齒銑刀do=50mm 刀具壽命T=120min（表 3.8 ）4）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.9確定Z=8, ap=40-70mm, ac=2.8 0.8 mm , fz=f

19、/z=0.0750.1mm/zCvdzvmxvT apkv式中 5=20, Zv=0.4,X/ = 0.3, yv = 0.2, m = 0.25,0.8, T = 1.12,f=0. 8, ap =8mm.dz0yv=23.7(m/mi n)根據(jù)X62W型銑床說明書n=1000V/ 二 d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 選 n=160r/minVc=3.14 nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/minVf=n f=160x0.6=96mm/mi n選 Vf=80mm/min 實(shí)際 fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5)

20、機(jī)床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.20當(dāng)Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=0.08 Kmpc=1.4kw切削功率的修正系數(shù)：故 Pct v 0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為Pcm=7.5X 0.75=5.63kw故Pccv Pcm 因此所決定的切削用量可以采用ae=2.8mm Vf=80m/mi nn=160r/min Vc=25.1m/mi nfz=0.0625mmm/z6) 基本工時(shí)根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+A )/Vf=(28+14)/80=0.525(mi n)L1+ =14mm2. 精銑1) 選擇刀具刀具與上道工步是

21、同一把刀。2) 切削用量精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ae= 0.2mm f = 0.63) 決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.9確定ac=0.2mm,Vc=33.1m/mi nn=1000V/二 d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù) X62W型銑床說明書選n=210r/mi nVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4) 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+ )/Vf=(28+14)/125=0.336(mi n)L1+ =14mm

22、工序W 銑削8+0.03mm槽K8）加工余量8用乳化液冷卻加工工件尺寸：8+O.O3omm ,長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 機(jī)床：X62W1）選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15 ao=12 an=6 Z=162）選擇切削量由于槽的深度為 8mm,故一次走完，ae=8mm即=8mm由切削用量簡明手冊表 3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/rfz=0.3/16=0.018mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表 3.7,得最大磨損量為0

23、.5由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）決定切削速度VC和每齒進(jìn)給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式V c =Cv=25, d 0=02Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,T=0.82,Kv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=82.86m/mi nn=1000X Vc/ 二 do=1000X 82.86/3.14 x 63=418.87r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實(shí)際速度 Vc donc/1000=74.2m/min選 Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/mi

24、n根據(jù) X62W型銑床說明 書選選Vf=110mm/minfzc=110/375 x 16=0.018mm/z5)機(jī)床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28公式xf yF VFaF WF圓周力 fc=(CFa p fzy ae Z/d o n ) KFC KTV=0.90KMFC=0.94由表 28 得 CF=30, XF=1.0, yF=0.65, UF=0.83, WF=0 qF=0.83, K=1.28 Fc=(CFa pxffzyFaeVFZ/doqFnVF) K=30 X 8 X 0. 018 X 8/ 63 X 375=505. 6 NM=FCdo/2 X 103=15.9N?MPc

25、=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6)基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+A )/Vf=(40+14)/110=0.49( min)L1+ =14mm工序V銃寬為180+0.12mm槽1) 選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ao=12 an=6 Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm,故二次走完，ae=23mm即=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊

26、表 3.7,得最大磨損量為0.5由表3.8確定刀 具壽命：T=100min因?yàn)椴凵顬?5 mm故銑18H11槽時(shí)底邊留有5勺加工余量，精銑以達(dá)到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故 ap= 30 mm2、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊表 2.1-96查得切削速度為V = 1829 m/min每齒進(jìn)給量為fz = 0.0630.102 mm/z取fz = 0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n= l000 =358.3 577.2 r/min二 D根據(jù)機(jī)床說明書可取n= 460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為V f = f znz = 0.09 X 3X 460=124.2 mm/min3、切削加工工時(shí)由機(jī)械加工工藝手冊表 2.1-99查得lw 1112 iVf=40+9+2124.2=0.82 minL1+ =20mm i=2（走兩次）工序W 磨180+0.12mn槽，保證尺寸18mm1）選擇砂輪。見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為GZ46KV6P350 40X 127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而 磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。平型砂輪，其尺寸為16X 6X 40 （ DX dx H）o2）切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min（見機(jī)床說明書），v 砂=2.5m/s進(jìn)給量f=50mm/min雙單行程f r=0.