CA6140車床831005撥叉零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“ca6140車床831005（第2組）撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備機械制造工藝學(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 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，工作過程：撥叉零件是在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔25m

2、m通過與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動，零件的兩個叉頭部位與滑移齒輪相配合。（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， 零件孔22mm的上下加工表面及花鍵孔25mm這一組加工表面包括：孔22mm的上下加工表面，孔22mm的內(nèi)表面，有粗糙度要求為ra小于等于6.3um，25mm的六齒花鍵孔，有粗糙度要求ra小于等于3.2um，擴兩端面孔，有粗糙度要求ra=6.3um;加工時以上下端面和外圓40mm為基準(zhǔn)面，有由于上下端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔22mm, 六齒花鍵孔25mm和擴孔；2，

3、孔22mm兩側(cè)的撥叉端面這一組加工表面包括：右側(cè)距離18mm的上下平面，ra=3.2um，有精銑平面的要求，左側(cè)距離為8mm的上下平面，ra=1.6um，同樣要求精銑；加工時以孔22mm，花鍵孔25 mm和上下平面為基準(zhǔn)定位加工；根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對于這兩組加工表面而言，可以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，并且保證它們的位置精度要求（三） 零件的尺寸圖 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式1：零件材料為ht200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件

4、結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。2：已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是20000件每年,故查表（15-2），可確定其為大批生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主，采用專用夾具，這樣投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。3：根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為ht200，毛坯的鑄造方法為金屬模機械造型（表15-4），鑄件尺寸公差等級為ct9級（表15-5）（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；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。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表

5、面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取22孔的不加工外輪廓底面作為粗基準(zhǔn)，利用圓柱來定位，另外四爪握住兩邊來限制六個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。（三）制定工藝路線制定工藝路線，在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線。可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案工序一 鑄坯。工序二 粗銑圓柱底面

6、。工序三 鉆圓柱成20的孔。工序四 擴鉸孔20到22。工序五 粗車圓柱孔口斜度為20度。工序六 粗銑右槽1側(cè)平面和高度為8mm（見圖）,粗銑高度為18mm的左槽2（見圖）。工序七 精銑槽1的上下面和和里面、側(cè)面，精洗槽2的上下面和里面。工序八 拉銷孔22成花鍵。工序九 去毛刺。工序十 檢驗。工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)01鑄件02粗銑下端面孔的外圓，上端面03鉆孔孔的外圓，下端面04擴孔22孔的外圓，下端面05車倒角，角度為20度孔的上下端面06銑左邊鍵槽，銑右邊鍵槽孔，下端面07精銑左右兩槽孔，下端面08拉花鍵槽孔的外圓，下端面9去毛刺10終檢2，選擇機床（1） 工序一，工序五，工序七均為銑表面，

7、可用xa5032銑床。（2） 工序三為鉆孔，擴孔工藝，可采用搖臂鉆床z305b。（3） 工序八為拉花鍵，采用普通拉床。 ( 4 ) 工序六用車床。3，選擇夾具:每個工序都可以采用專用的夾具,夾具后面再設(shè)計。4，選擇刀具:在銑床上用高速鋼立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，內(nèi)拉床選矩形齒花鍵拉刀5，選擇量具:精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50125，其余用游標(biāo)卡尺分度值為0.02（四）機械加工余量、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190210hb，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，分別確定各加工表面的機械加工余量、工

8、序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱工藝手冊銑削加工余量為：粗銑 2-4mm半精銑 1-2mm精銑 0-1mm2. 圓柱（40用鑄成）內(nèi)孔22用鉆和擴成，加工余量：擴孔 1.2mm3粗車加工余量： 粗 車 1.2mm 半精車 0.8mm4右凹槽:對于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現(xiàn)確定其加工余量取8mm。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸的精度要求，需要進行精銑槽的兩側(cè)面,加工余量取0.5mm。5.左凹槽:由于此平面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 (精度較高，it6級)，槽的深度為15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個表面

9、的粗糙度都為，在粗銑后精銑能達到粗糙度要求。6.孔：鉆孔其尺寸為20mm，加工余量取2mm,擴孔鉆，保留0.5mm的拉刀加工余量?？桌锏幕ㄦI槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。7，其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一 毛坯工序 用鑄造尺寸如毛坯圖（cad毛坯圖）工序二 銑圓柱下面1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。機床：銑床，xa5032臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑

10、削寬度ae=40mm,深度appcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.3mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tml/ vf=(40+40)/475=0.168min。工序三 以22孔底面為精基準(zhǔn)，鉆、擴22孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 ，所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 （2

11、）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。3.計算工時t=l/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .擴孔的切削用量如下：擴鉆： 工序五 以22孔底面為精基準(zhǔn)，倒20度角，用普通車床。工序六 以20孔為精基準(zhǔn)，粗銑兩槽的三個端面，保證槽1，槽2上下面粗早粗糙度小于3.2。1. 加工條件 粗銑上平面的槽，精銑上平面的槽兩側(cè)(1)粗銑上平面的槽： 由機械手冊可以直接查出銑削速度： 采用錯齒三面刃銑刀，。則計算工時(2)精銑上平面的槽兩側(cè)： 由

12、于是精加工銑削速度放大30，其值： 采用錯齒三面刃銑刀，則：計算工時2， 粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個面(1)粗銑下平面的槽： 由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用鑲齒三面刃銑刀，。則計算工時(2)精銑下平面的槽的三個面： 由于是精加工銑削速度放大30，其值： 采用鑲齒三面刃銑刀，。則計算工時工序八 拉銷花鍵 用拉刀拉銷花鍵單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度拉刀同時工作齒數(shù)切削工時花鍵孔的工序尺寸：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級表面粗糙度工序尺寸25mm拉花鍵1.8mmct86.4um24.8mm鉸孔0.2mm3.2um25mm工序九 去毛

13、刺工序十 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 夾具設(shè)計經(jīng)過仔細分析決定設(shè)計銑槽1，槽2銑床床卡具。在確定夾具設(shè)計方案時應(yīng)當(dāng)遵循的原則是： 確保工件的加工質(zhì)量； 工藝性好，結(jié)構(gòu)盡量簡單； 使用性好，操作省力高效； 定位、夾緊快速、準(zhǔn)確，能提高生產(chǎn)率； 經(jīng)濟性好，制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計方案。 確定定位方案，設(shè)計定位裝置。定位應(yīng)符合“六點定位原則”。定位元件盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件。 確定夾緊方案，設(shè)計夾緊機構(gòu)。夾緊可以用手動、氣動、液壓或其它動力源。重點應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，保證不破壞定位，不造成工件過量變形，不會有活動度為零的“機構(gòu)”，并且應(yīng)滿足生產(chǎn)率的要求。

14、確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其它機構(gòu)，如對刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計夾具體，將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起。 夾具精度分析。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上，標(biāo)注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度，然后計算定位誤差，根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求，是否合理。否則應(yīng)采取措施（如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準(zhǔn)，必要時甚至改變原設(shè)計方案），然后重新分析計算。 夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計算切削力大小，它是計算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法： 由經(jīng)驗公式算出； 由單位切削力算出； 由手冊上提供的諾模圖

15、（如m-p-n圖）查出。根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小，按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠，夾緊機構(gòu)（或元件）產(chǎn)生的實際夾緊力，一般應(yīng)為理論夾緊力的1.52.5倍。 （一）問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位提出具體的要求是一定的公差，定位要求較高。因此，本步的重點應(yīng)在保證工件的定位，來保證兩槽的尺寸。具體要求：1、保證槽1，槽2的尺寸。 2、保證圖中其它的標(biāo)尺寸。（二）分析資料 1：本到工序為中期加工，孔22尺寸公差比較大，所以可以得到保證，工件有合適的定位， 2：本工序加工的要求主要保證位置尺寸，對槽的要求很高。 3：大批生產(chǎn)，工藝并不很復(fù)雜，所以夾具應(yīng)當(dāng)簡化結(jié)構(gòu)，降低夾具設(shè)計成本與制造成本，提高經(jīng)濟效益4：切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。（三）確定結(jié)