機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)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、河北理工大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)“撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量5000件）內(nèi)容：（1）零件圖 1張 （2）毛坯圖 1張 （3）機(jī)械加工工藝卡 1套 （4）夾具總裝圖 1張 （5）夾具零件圖 1張 （6）課程設(shè)計(jì)說明書 1份 全套cad圖紙，聯(lián)系153893706班級： 03機(jī)設(shè)2班 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 2007-3機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)“撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量5000件）設(shè)計(jì)人： 指導(dǎo)教師： 河北理工大學(xué) 機(jī)械制造教研室 2007-3-20設(shè) 計(jì) 說 明本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，

2、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(jì)之前對所學(xué)各課程的一次綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)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，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是ca6140車床的齒輪撥叉。它安裝在花鍵軸上，用于傳遞運(yùn)動(dòng)，對車庫的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。此零件通過花鍵孔與花鍵軸的配合，固定在花鍵軸上，通過花鍵導(dǎo)向，撥動(dòng)小叉頭，使

3、撥叉在花鍵軸上滑動(dòng)，控制齒輪的嚙合與分離，從而起到調(diào)速的作用。 （二） 零件的工藝分析ca6140車床撥叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以25mm花鍵孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25mm的六齒花鍵孔，花鍵孔兩端15°倒角，兩叉槽的底平面。2.以靠近小叉槽平面的基面的加工表面這一組加工表面包括：小叉槽的兩側(cè)面，大叉槽的兩側(cè)面，由以上分析可知，對于兩組加工表面而言，可以去加工一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為ht200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零

4、件結(jié)構(gòu)又比較簡單，考慮加工成本和性能要求故用鑄造方式成形。一方面ht200有非常好的鑄造性能，還具有減振性，纖小摩擦，以保證其他部件不被磨損，本次設(shè)計(jì)要求達(dá)到大批量生產(chǎn)的水平，故采用金屬模砂型機(jī)械造型，這對于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量也是有利的。（二） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓做為粗基準(zhǔn)是合理的。按照有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的

5、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(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取40mm的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一v形塊支承這個(gè)表面，作主要定位面，限制4個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制1個(gè)自由度，再用一擋板擋住40的一側(cè)面，限制最后一個(gè)自由度，達(dá)到完全定位的目的,然后進(jìn)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(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本設(shè)計(jì)的精基準(zhǔn)，可按照基準(zhǔn)重合原則選擇，25mm花鍵孔中心線作為精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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(lǐng)已確定的情況

6、下,可以采用萬能機(jī)床配以專用夾具,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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 銑40mm的一側(cè)端面。工序二 銑小槽外端面。工序三 銑小槽工序四 銑大槽工序五 鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔22mm 工序六 鏜花鍵底孔22mm工序七 拉花鍵孔工序八 倒2*15°角。工序九 清洗，去毛刺工序十 終檢2.工藝路線方案二工序一 粗銑40mm的一側(cè)端面工序二 銑小槽外端面工序三 鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔22mm工序四 鏜花鍵底孔22工序五 拉花鍵孔工序六 倒2×15°角工序七 銑小槽工序八 銑大槽工序九 清洗去毛刺工序十 終檢

7、。3.工藝方案的比較與分析 方案二是先加工以花鍵孔為中心的一組表面，然后再加工其他表面。方案一正好相反，想加工40mm的端面再加工叉槽。由比較可見，方案二更容易保證零件的尺寸。因此最后的加工路線確定如下：工序一 銑40mm一側(cè)端面，以40mm的另一面作為粗基準(zhǔn)，選用x63w銑床和專用夾具。工序二 銑小槽外端面，選用銑床x60工序三 鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔22mm以40mm的外圓柱面的基準(zhǔn)，選用z525鉆床及專用夾具。工序四 鏜22mm花鍵底孔，以40mm的外圓柱面為基準(zhǔn)，選用tt40金剛鏜床及專用夾具工序五 拉花鍵孔25mm選用l6110。工序六 倒角2*15°雙側(cè)。采用150°

8、;锪鉆。工序七 銑小槽，以22mm內(nèi)圓柱面為基準(zhǔn)，選用銑床x60。工序八 銑大槽以22mm內(nèi)圓柱面為基準(zhǔn)，選用銑床x60工序九 清洗去毛刺。工序十 終檢。工序改進(jìn)后，工作效率和加工精度都大大提高了。以上過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ”ca6140車床撥叉”；零件材料為ht200，硬度190210hb，毛坯重量1kg，生產(chǎn)件數(shù)為4000件，類型大批量，鑄造毛坯，采用金屬砂型機(jī)械造型。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.花鍵孔外端面的加工余量（計(jì)算長度為70mm，精度選擇it12，偏差為） 查工藝

9、手冊表2.22.5，ct為8-10取ct為9級。ma：g，再查工藝手冊表2.2-4，加工余量為3.0mm再查工藝手冊表2.2-1鑄件尺寸公差值為2.2mm 粗加工后精銑余量查工藝手冊表2.3-21為1.0mm銑削公差按加工精度itb級，因此可知本工序的加工尺寸偏差為：-0.046mm毛坯名義尺寸：70+3=73mm毛坯最大尺寸：73+1.5=74.5mm毛坯最小尺寸：73-0.7=72.3mm精銑后最大尺寸：70+1=71mm精銑后最小尺寸：70-0.3=70.7mm 2. 花鍵孔（6-25*22*6）要求花鍵孔的外徑定心，故采用拉削加工。 內(nèi)孔尺寸為22見圖樣參照工藝手冊表2.3-9 確定孔

10、的加工余量分配：鉆孔：22mm 擴(kuò)鉆：21.8mm 鏜孔：22mm拉花鍵孔： 6-25*22*6花鍵孔要求外徑定心，拉削時(shí)的加工余量參照工藝手冊表2.3-19取2z=1mm3.小槽端面，要求該面的中心線的距離為27mm，粗糙度值ra：3.2，故采用粗銑后精銑，精銑的加工余量為1mm4小槽：查工藝手冊表2.3-22 槽長：40mm，槽寬：8mm，槽深：8mm 粗銑后半精銑：2.0mm 半精銑后精銑：0.7mm5大槽：查工藝手冊表2.3-22 槽長：40mm 槽寬：18mm 槽深：23mm 工序間余量可查得： 粗銑后半精銑余量：3.0mm 半精銑后精銑余量：1mm （五）確立切削用量及基本工時(shí)工序

11、一：銑花鍵孔的一側(cè)端面，保證長度尺寸為70mm。粗糙度值ra3.2um 參考切削手冊表3.3，fz=01.5-0.3 切削速度：參照切削手冊確定v=15-21m/min 取v=20m/min 刀具采用變速鋼鑲齒三面刃銑刀63mm齒數(shù)z=16則： = 先采用x63w銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書工藝手冊表4.2-39 取=118r/min則實(shí)際的切削速度為：當(dāng)=118r/min時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量： 查工藝手冊4.2-39則=75m/min，故直接選用該值。切削加工時(shí)：查工藝手冊表6.2-7銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算公 式：當(dāng)主偏角kr90°時(shí)l1=0.5（d-）+（1-2）=7l2=1-3 取l

12、2=2mmtm=0.6min精銑時(shí)為減少輔助時(shí)間，采用相同的機(jī)床及轉(zhuǎn)速切深為：1mm切削工時(shí)同樣為：0.6min工序二：銑小槽外端面 該工序采用花鍵孔定位，保證長度為27mm，粗糙度值：ra=3.2um 參考切削手冊表3.3 fz=0.25-0.3mm/z 切削速度參照切削手冊?。簐=20m/min 刀具采用高速鋼三面刃銑刀63mm齒數(shù)z=16 則：= 現(xiàn)采用x63w銑床 =118r/min 故實(shí)際的切削速度： 當(dāng)=118r/min時(shí)，工作臺進(jìn)給量fm=75mm/min 切削工時(shí)：tm=0.6min本工序與第一道工序基本相同，有利于提高機(jī)床的使用效率，提高生產(chǎn)率。工序三：鉆孔并擴(kuò)鉆花鍵底孔1

13、鉆孔20 刀具：標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，圓柱粗錐柄20mm 零件材料為ht200查手冊可得硬度hbs200 查表切削手冊表7.9進(jìn)給量f=0.13-0.17mm/r 根據(jù)零件的相關(guān)尺寸，本道工序選用機(jī)床為z525 再根據(jù)機(jī)床說明書選?。篺=0.5mm/r 切削速度：根據(jù)切削手冊查得：v=20m/min所以：=根據(jù)z525鉆床的說明書?。?=272r/min故實(shí)際的切削速度為：切削工時(shí)：工藝手冊表6.2-5鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算公式tm=由零件的工藝尺寸可知：l=70mml1=ctgkr+（1-2）=18mm l2=1-4取l2=1mmtm=0.7min故本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：tm=0.7min 2 擴(kuò)鉆21.8

14、mm采用刀具：21.8專用擴(kuò)孔鉆機(jī)床仍然選用z525進(jìn)給量為：f=01.3-0.17mm/r機(jī)床說明書機(jī)床z525的進(jìn)給范圍0.1-0.81mm/r取f=0.8mm/r機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速選取n=272r/min切削速度為：機(jī)動(dòng)工時(shí)：查工藝手冊表6.2-5鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算公式：tm=由零件圖可知：l=70mml1=ctgkr+1=2.6 l2=2-4mm取l2=2mm故切削工時(shí)：tm=0.4min由以上計(jì)算可知本工序的機(jī)動(dòng)工時(shí)為：tm=tm1+tm2=0.7+0.4=1.1min工序四：精鏜22mm花鍵底孔由于孔的直徑比較小，又屬于是精加工，故：選用機(jī)床：t740金剛鏜床單邊余量為：z=0.1mm一

15、次鏜去全部余量ap=0.1mm進(jìn)給量f=0.1mm/r根據(jù)相關(guān)手冊，確定金剛鏜床的切削速度為v=100m/min=由于t740金剛鏜床主軸轉(zhuǎn)速為無級調(diào)速，故以上轉(zhuǎn)速可以作為加工工時(shí)使用的轉(zhuǎn)速。切削工時(shí)：查工藝手冊表6.2-1車削和鏜削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式：tm=l=70mm l1=+（2-3）=3mm l2=3mmtm=0.5min工序五：拉花鍵孔 機(jī)床選擇：l6110臥式拉床 刀具選擇：矩形齒花鍵拉刀，拉刀總長760mm 單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm/s 切削工時(shí)：t= 式中：zb：單面余量1.5mm（由22拉削至25） l：拉削長度：70mm ：考慮校

16、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k=1.4 z：拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z= p：拉刀齒距 p=（1.25-1.5）=12mm所以拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=6則 t=0.14min工序六 倒角2*15°雙面，采用150°锪鉆 為縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)相同 機(jī)床：z525 轉(zhuǎn)速：272r/min 手動(dòng)進(jìn)給，切削工時(shí)較短。 工序七 銑小槽 該槽的尺寸為：槽長40mm 槽寬 槽深8mm 加工余量： 粗銑后半精銑2.0mm 偏差：+0.09mm 半精銑后精銑0.7mm 偏差：+0.03mm1 粗銑小槽機(jī)床選擇：x60銑床刀具選擇：高速鋼直柄立銑刀d=6mm

17、 z=3查工藝手冊根據(jù)x60機(jī)床說明書，選擇進(jìn)給量45mm/minf=45mm/min主軸轉(zhuǎn)速選擇為1120r/min則實(shí)際切削速度為：切削工時(shí)：查工藝手冊表6.2-7銑削機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算公式：tm=l1=0.5d+2=5m l2=2m tm=1min2 精銑由于是在同一機(jī)床進(jìn)行加工，可選用相同的進(jìn)給量及主軸轉(zhuǎn)速刀具：高速鋼直柄立銑刀 d=8mm z=6所以所用機(jī)動(dòng)工時(shí)基本相同 t=1min工序八 銑大槽 槽長40mm 槽寬18mm 槽深23mm1 粗銑機(jī)床：x63臥式銑床刀具：細(xì)齒直柄立銑刀 銑刀直徑d=16mmz=6 銑削速度v=20-25m/min f=0.10-0.05mm/齒 則：=根

18、據(jù)機(jī)床使用說明書取=375r/min工作臺的進(jìn)給量fm應(yīng)為：fm=fznw=0.1*6*375=225mm/min切削工時(shí)：tm=0.2min2精銑精銑時(shí)由于是在同一機(jī)床進(jìn)行加工，可選用相同的進(jìn)給量及主軸轉(zhuǎn)速所以tm=0.2min三、 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)加用專用夾具。經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第八道工序中粗銑半精銑，及精銑大槽的銑床夾具。本夾具將用于x63立式銑床。刀具為直柄立銑刀。（一） 問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位需要基準(zhǔn)孔和平面保證垂直度，定位要求比較高。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在保證垂直度上。還應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率。（二） 夾具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇22mm孔為基準(zhǔn)，即以一面上一心軸（自由度限制數(shù)：4）配合以一菱形銷（自由度限制數(shù)：1）及支承釘（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用鉤行壓板進(jìn)行卡緊。2 切削力和卡緊力計(jì)算刀具為直柄立銑刀9mm，齒數(shù)為4。f=cf=119，ap=1.5mm，xf=1.0，fz=0.1mm，yf=0.75，ae=23mm，uf=0.85，d0=9mm，wf=-0.13，qf=0.73，z=4取系數(shù) k1=1.2，k2=1.2，k3=1.0，k4=1.0。k=k1k2k3k4=1.44則實(shí)際夾緊力為 f=k1