CA6140車床撥叉(831007)的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計（全套圖紙

1、優(yōu)秀設計CA6140撥叉（型號）零件的工藝規(guī)程及夾具設計目 錄序言21.零件的分析 21.1零件功用 21.2零件表面加工技術(shù)要求分析22.毛坯的選擇 32.1毛坯的制造方法 32.2毛坯的制造精度 32.3毛坯余量的確定 33.工藝路線的擬定 33.1定位基準的選擇 33.2加工方法的選擇 43.3工序集中與工序分散的安排 43.4工序順序的安排 43.5填寫工藝過程卡 54.工序詳細設計 54.1 確定工序加工余量 54.2 確定工序加工設備、刀具、夾具、量具 64.3 計算切削用量和切削工時 74.4 填寫工序卡片 125.專用機床夾具的設計 12 5.1 夾具設計任務 12 5.2定位

2、方案的確定 12 5.3夾緊方案的確定 13 5.4對刀導向裝置的設計 13設計感想與體會 14參考資料 15序言后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，鞏固加深理論教學內(nèi)容,理論聯(lián)系實際的機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之訓練。因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，通過工藝規(guī)程及工藝裝備設計，學生應達到： 1）、 掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力； 2）、 掌握加工方法及其機床刀具及切削用量等的選擇應用能力； 3）、 掌握機床專用夾具等工藝裝備的

3、設計能力； 4）、 學會使用查閱各種設計資料手冊和國家標準等，以及學會繪制工序圖，夾具裝備圖，標注必要的技術(shù)條件等。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。1、零件的分析1.1 零件的功用 撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的結(jié)合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，是齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸，將動力從輸入軸傳送至輸出軸，從而控制輸出軸的橫向或縱向傳動。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達到換擋的目的。1.2 件表面加工技術(shù)要求分析1) 撥叉的上端面：去除材料加工，粗糙度要求Ra 3.2um ,與22孔軸線垂直度要求為0.0

4、5。2) 22孔：公差為，表面粗糙度要求為Ra 1.6um。3) 55中心孔：公差為，內(nèi)表面粗糙度要求為Ra 3.2um。4) 73臺階孔：公差為，兩臺階面粗糙度要求為Ra 3.2um,兩臺階面之間的距離為；兩臺階面與22孔中心軸線垂直度要求為0.07。5) 8通孔：錐銷孔加工一半，裝配時鉆鉸，內(nèi)表面粗糙度要求Ra 1.6um。6) M8螺紋孔。7) 切斷槽：切斷面粗糙度要求為Ra 6.3um。2、毛坯的選擇2.1 毛坯的制造方法 零件材料為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?？紤]到零件加工表面較少，精度要求不高，且工作條件不差，既無交變載荷，又屬間歇

5、工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱領要求。2.2 毛坯的制造精度 根據(jù)材料成型技術(shù)基礎，金屬型逐漸的精度等級為IT12IT16,表面粗糙度為12.5-6.3um?，F(xiàn)規(guī)定毛坯的精度為IT14，表面粗糙度為6.3um。2.3 毛坯余量的確定1） 零件兩小頭孔40上表面為單側(cè)加工，加工余量為3mm。2） 零件兩小頭22的孔由于尺寸較小，毛坯上不予制造出來。3） 零件中間孔55為雙面加工，故加工余量為2.5mm，在毛坯上鑄成50的通孔。4） 零件中間73臺階孔由于尺寸較小，而且為方便毛坯的制造，故毛坯上不予鑄造。2.4毛坯圖的設計：見A3毛坯圖3、工藝路線的擬定3.1 定位基

6、準的選擇 定位基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，定位基準選擇的正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝工過程會出現(xiàn)很多問題，還會導致零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。1）粗精準 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。加工零件兩小頭40孔上表面，使之達到精度要求。理由是：撥叉下表面為不需要加工的表面，鑄造后不易產(chǎn)生缺陷，沒有飛邊、澆口和冒口，表面相對平整光潔。根據(jù)機械制造技術(shù)基礎中選擇粗精準的原則，應以撥叉下表面為粗精準。 2）精基準 以加工過的撥叉上表面為精基準，先加工兩個22孔，再以撥叉上表面和兩個22孔為精基準，采用一面兩銷的

7、夾緊方法，進行后續(xù)加工。 在銑中間上下兩個臺階孔時，應先以撥叉上表面和兩22孔為精基準銑下臺階孔，再以加工后的下臺階孔和兩個22孔為精基準，采用一面兩銷的夾緊方式夾緊，銑上臺階孔。3.2 加工方法的選擇 1）撥叉兩小頭40孔上端面：要保證表面粗糙度為Ra 3.2um的要求，采用粗銑、精銑的加工工序。 2）22孔：要保證孔內(nèi)表面粗糙度為Ra 1.6um的要求，采用鉆、粗鉸、精鉸的加工工序。 3）55中心孔：要保證孔內(nèi)表面粗糙度為Ra 3.2um的要求，采用粗鏜、精鏜的加工工序。 4）73臺階孔：要保證臺階面為粗糙度Ra 3.2um的要求，采用粗銑、精銑的加工工序。 5）8通孔：錐銷孔加工一半，裝

8、配時鉆鉸，為保證內(nèi)表面粗糙度Ra 1.6um的要求，應采用鉆、鉸的加工工序。 6)M8螺紋孔：采用鉆孔、攻絲的加工工序。 7）切斷槽：直接用切斷銑刀銑斷。3.3工序集中與工序分散的安排1）撥叉上端面：可采用立式銑床同時對多個工件銑上端面，因此此不可以安排工序集中，將粗銑、精銑安排在一個工序內(nèi)完成。2）22孔：因為要進行鉆、粗鉸、精鉸，要使用兩把刀具，快速鉆套，故安排工序集中。3）55中心孔：因粗鏜、半精鏜時要調(diào)整鏜刀，為節(jié)省調(diào)刀時間，可使用兩個鏜床，分別進行粗鏜、精鏜，因此安排工序分散。4）73臺階孔：因銑下臺階孔時需以撥叉上端面定位，而銑上臺階孔時需將工件翻轉(zhuǎn)，以下臺階孔定位，因此安排工序分

9、散。5）8通孔：因需鉆、鉸的工序，刀具不同，故安排工序分散。6）M8螺紋孔：因需鉆、攻絲，采用的機床不同，因此安排工序分散。7）切斷槽：因為此道工序只需銑刀一次性銑斷即可，故安排工序集中。3.4 共工序順序的安排 制定工藝路線的出發(fā)點，應當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)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案一：工序 粗、精銑40mm孔的兩頭的端面工序 粗、精銑73mm上臺階孔工序 粗、精銑73mm下臺階孔工序 粗鏜、半精鏜55m

10、m中間孔工序 鉆、粗鉸、精鉸兩端22mm小頭孔工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋工序 銑斷工序 去毛刺工序 檢查工藝路線方案二：工序 粗、精銑40mm孔的兩頭的端面工序 鉆、粗鉸、精鉸兩端22mm小頭孔工序 粗、精銑73mm下臺階孔工序 粗、精銑73mm上臺階孔工序 粗鏜、半精鏜55mm中間孔工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋工序 銑斷 工序 去毛刺工序 檢查工藝路線方案的比較與分析:上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工完與22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方

11、案二悄悄相反，先是加工完22mm的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工22mm的時候最多只能保證一個定位面與之的垂直度要求。其他兩個面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工臺階孔時都是用22mm孔的中心軸線來定位，這樣很容易就可以保證其與兩個面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準重合的原則。因此選用方案二。3.5 填寫工藝過程卡：見機械加工工藝過程卡片4、工序詳細設計4.1 確定工序加工余量、工序尺寸及公差(單位：mm)加工面工序名稱工序基本余量工序經(jīng)濟精度IT工序基本尺寸工序尺寸及偏差40孔端面精銑0.3IT8T=0.03950330-0.0

12、39粗銑2.7IT12T=0.350.350.30-0.3毛坯3.0IT14 T=0.7453530.3722兩端小頭孔精鉸0.05IT7 T=0.0212222+0.0210粗鉸0.2IT8T=0.03321.9521.95+0.0330鉆21.75IT=10T=0.08421.7521.75+0.0840毛坯220073下臺階面精銑1IT8 T=0.0394545+0.0390粗銑4IT12 T=0.254646+0.250毛坯5IT14 T=0.6250500.3173上臺階面精銑1IT8 T=0.0332020+0.0330粗銑4IT12 T=0.212121+0.210毛坯5IT14

13、 T=0.5225250.2655中間孔半精鏜1IT8T=0.0465555+0.0460粗鏜4IT12T=0.35454+0.30毛坯5IT14 T=0.6250500.314.2確定工序加工設備、刀具、夾具、量具：見“機械加工工序過程卡片”4.3計算切削用量和切削工時工序I.粗、精銑左端面1）刀具的選擇已知長度方向的加工余量為3mm ，故分粗銑和精銑加工。選用鑲齒套式面銑刀（直徑80mm，長度36mm，內(nèi)徑27mm）,刀齒數(shù)Z=102）進給量根據(jù)切削用量簡明手冊（第3版）表3.3 ：當?shù)稐U尺寸為80mm36mm時，以及工件的尺寸為75X40mm時：粗銑時：f=0.20.3mm/.由于Z=1

14、0，因此選f=2.8mm/r由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=2.80.8=2.2 mm/。精銑時：f=0.51.2mm/r,初選f=1.0mm/r.由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=1.00.8=0.8mm/r3）計算切削速度按切削簡明手冊表3.16，刀具材料YG6 粗銑時：初選切削速度為75m/min，可由切削速度計算出機床主軸轉(zhuǎn)速因此選擇機床主軸轉(zhuǎn)速 300 rmin所以實際切削速度V=m/min精銑時：初選切削速度為140m/min,可由切削速度計算出機床主軸轉(zhuǎn)速因此選擇機床主軸轉(zhuǎn)速 n=600r/min 所以

15、實際切削速度V=m/min （4）基本工時：粗銑時：min,其中mm輔助時間按照基本時間的百分比計算，因此取輔助時間為0.15min。 精銑時：精銑和粗銑的是相同的輔助時間按照基本時間的百分比計算，因此取輔助時間為0.20min。工序. 鉆孔、鉸孔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、修磨橫刃，鉆頭參數(shù)：20 =30，2=118 b=3.5mm ,ao=12=55,b=2mm，l=4mm.a.進給量根據(jù)切削用量簡明手冊表2-7，當加工要求為H12H13精度，鑄鐵的強度，由于在中等剛性零件上鉆孔,故應乘孔深修正系數(shù)klf=0.75，則 f=0.5

16、90.72mm/r，根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.70mm/r。b.鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 mm，壽命T=45min.c.削速度由切削用量簡明手冊，表2.13鑄鐵硬度=182199HBS，鉆頭直徑do=20mm，刀磨形式為修磨雙錐及橫刃，因此切削速度V=16m/min ,n=1000V/D=255r/min, 由機床技術(shù)資料得和255r/min接近的是300r/min,因此n取300r/min實際=18.8 m/min。d、基本工時，=L/nf=(80+10)/300x0.72=0.42 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+

17、=10mm 批量生產(chǎn)時，輔助時間可以按照基本時間的百分比來求，因此取輔助時間為0.45min 2）鉸孔刀具直徑do=22mm；刀具幾何參數(shù)同上。由于擴孔和鉆孔的直徑相差不大，因此選擇相同的主軸轉(zhuǎn)速，因此切削速度V=20.7m/min，由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上=0.42min 輔助時間按基本加工時間的百分比計算，因此輔助時間為0.4min。工序.粗銑、精銑中間孔下臺階73孔1)刀具的選擇 已知長度方向的加工余量為3mm ，故分粗銑和精銑加工。選用專用特制刀具，直徑73的鑲齒套式面銑刀。2)進給量粗銑：查得,加工材料為鑄鐵,硬度為180H

18、Bs,則可查得進給量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。精銑：查得，擇精加工時主軸進給量f=0.4mm/r3）切削速度粗銑：查得d020mm,加工灰鑄鐵,銑鉆材料為硬質(zhì)合金時,銑鉆壽命T=210min,得計算公式為,根據(jù)加工材料查表得Cv=109,Zv=0.2,Xv=0,Yv=0.5,m=0.45代入公式計算得結(jié)果為：Vc=25m/min,又因為Vc為10-15m/min.取Vc=15m/min,則n=1000Vc/(d0)=100015/3.1473=65.4r/min.根據(jù)表選擇主軸轉(zhuǎn)速n=63r/min,此時Vc=3.14

19、d.n/1000=14.4m/min=0.24m/s即粗加工是確定的主軸轉(zhuǎn)速為n=63r/min,進給量f=0.62mm/r.切削速度Vc=0.24m/s精銑：經(jīng)查表后的 m/min.則n=100031.2/31.473=136r/min根據(jù)表選擇得n=125r/min,此時Vc=3.1473125/1000=28.7m/min=0.48m/s即精加工時確定主軸轉(zhuǎn)速n=125r/min,進給量f=0.4mm/r,切削速度=0.48m/s。5） 基本工時粗銑： L=4mm,n=63r/min f=0.62mm/r,l=2mm, =(4+2)/(630.62)=0.154=9.2s.查機械制造工藝

20、設計簡明手冊表得裝夾工件的時間=0.05min。精銑：，L=4mm，l=2mm，n=125r/min，f=0.4mm/r，則查P211表得裝夾工件的時間=0.05min。單件時間定額：基本時間Tj=Tm1+Tm2=0.154+0.12=0.274min，取輔助時間：Tf=Tf1+Tf2(裝夾工件時間)+Tx1（卸下工件時間）+Tx2（主軸開始轉(zhuǎn)動時間）+Td（對刀時間）+Tb（變換進給時間）+Tq（清除切屑時間）=0.052+0.042+0.02+0.03+0.02+0.03=0.28min單件時間定額Td=Tj+Tf=0.274+0.28=0.554min=33.24s工序. 粗銑、精銑中間

21、孔下臺階73孔 （同工序）工序.粗鏜、半精鏜55mm孔1）刀具：材料為HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。故采用T616臥式鏜床，YG8硬質(zhì)合金鏜刀。2）切削用量：單邊余量Z=2.5mm，可確定粗鏜ap=2mm。根據(jù)簡明手冊查得，取 f=0.62mm/s， n=200r/min 。精鏜時ap=0.5mm，取f1=0.3mm/s，n=125r/min3）基本工時粗鏜： min輔助時間按基本加工時間的百分比計算，因此輔助時間Ta為0.2min精鏜：min輔助時間按照基本時間的百分比計算，因此取輔助時間Ta為0.50min。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通

22、，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。1）刀具：工件材料為HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，采用8mm麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。2）加工要求：先鉆8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配做加工，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M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。3）切削用量鉆8mm的錐銷孔根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：鉆M8的螺紋孔刀具：7.5mm麻花鉆。根據(jù)切削手冊查

23、得，進給量為0.180.33mm/r現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：攻M8x1mm的螺紋刀具：絲錐M6，P=1mm切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機床使用說明書選?。?，則 ；4）基本工時：，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，fm=0.22mm/s鉆8mm的錐銷孔：鉆M8的螺紋孔：攻M8x1mm的螺紋：工序 銑斷保證圖樣尺寸1)刀具：要求銑斷后保證兩邊對稱相等，選取質(zhì)合金圓盤銑刀，厚度為4mm。2）進給量：查切削手冊，選擇進給量為：,切削速度為：，則：根據(jù)簡明手冊，取，故實際切削速度為：查

24、切削手冊表4.2-40，剛好有。計算切削基本工時：工序 去毛刺，檢查。4.4填寫工序卡片：見“機械加工工序卡片”5、專用機床夾具的設計5.1夾具設計任務 此夾具設計是為銑斷工件。該工序限制了6個自由度，另加豎直方向的夾緊裝置。此外，夾具還要保證工件能快速裝夾和卸下，采用浮動杠桿同時夾緊左右端面，以提高生產(chǎn)率。由于銑斷需確定刀具位置，因此需要對刀塊。5.2定位方案的確定1）定位分析 該工序以已加工的上表面和兩個22孔定位，采用“一面兩銷”的定位方法，限制了6個自由度：一個平面限制沿Z軸方向的移動、繞X軸、Y軸的轉(zhuǎn)動，三個自由度，一個短圓柱銷限制了沿X軸、Y軸方向的移動，兩個自由度，一個短菱形銷限制了繞Z軸的轉(zhuǎn)動，一個自由的。示意圖如下：2）定位元件的選擇 根據(jù)上述分析，選擇短圓柱銷和短菱形銷為定位元件，用緊固螺母、螺栓、浮動杠桿、壓板為夾緊元件。5.3加緊方案的設計1）夾緊力方向、作用點： 因為以工件上表面定位，所以可設置加緊方向向下，且不會與銑刀發(fā)生干涉，作用點選為40兩小頭孔端面上。2）夾緊機構(gòu)的選擇： 根據(jù)工件特點，可選用緊固螺母、螺栓、浮動杠桿、壓板為夾緊元件，結(jié)構(gòu)簡單，夾緊