CA6140車床拔叉機(jī)械設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目撥叉（CA6140車床）零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)成績指導(dǎo)教師職稱設(shè)計(jì)時(shí)間裝袋清單： 1零件圖 2毛坯圖 3夾具裝配圖和零件圖（一個(gè)零件） 4機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡（一個(gè)工序） 5設(shè)計(jì)說明書 6其它目錄序言. 11. 零件的分析 11.1.零件的作用 .11.2.零件的技術(shù)要求.11.3.零件的工藝分析.22. 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì).22.1. 確定毛坯的制造形式.22.2. 基面的選擇.22.3. 制定工藝路線.32.4. 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 4 2.5. 確立切削用量及基本工時(shí).53. 夾具設(shè)計(jì).123.1. 問題的提

2、出.123.2. 夾具設(shè)計(jì).124. 參考文獻(xiàn).145. 小結(jié).14序言機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程以及其他的基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上進(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,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。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。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo)。1. 零件的分析1.1.零件的作用：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(dòng)按照工作者的要求

3、進(jìn)行工作。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使齒輪滑移時(shí)如果該面的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪將得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面和滑移齒輪的配合精度要求很高。1.2零件的技術(shù)要求撥叉零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級(jí)表面粗糙度(Ra)形位公差/mm25孔左端面75×403.20.10A5錐孔522孔22H121.625孔25H71.6螺紋孔頂面80×303.2M8螺孔銑18H11槽42×18H113.21.3.零件的工藝分析：CA6140撥叉共有三組加工表面：1.3.1. 25mm的

4、孔，以及25mm的圓柱兩端面，其主要加工表面為25mm的通孔。1.3.2.銑18 H11槽這一組加工表面包括：此槽的端面，槽的地面，槽的兩側(cè)面。1.3.3.以M8螺孔為中心的加工表面這組加工表面包括：長80×30的螺紋孔頂面，M8的螺孔這兩組加工表面之間又一定的位置要求，主要是：1.3.3.1.長80×30的螺紋孔頂面和25mm孔中心平行度公差為0.10mm1.3.3.2.18 H11槽與25mm孔中心垂直度公差為0.082.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1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，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。待加工表面機(jī)械加

5、工余量為2mm，公差等級(jí)CT8。2.2.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。基面選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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1. 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(gè)不加工表面的工件，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(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25mm孔的不加工左側(cè)面和底面作為粗基準(zhǔn)，利用兩個(gè)支撐板和兩個(gè)支撐釘定位，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。2.2.2. 精基準(zhǔn)的選擇。

6、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，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(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)成本盡量下降工藝路線方案：工序一 以左側(cè)面和底面粗定位，加工80×30臺(tái)階面工序二 以臺(tái)階面為精基準(zhǔn)擴(kuò)22孔工序三 倒角0.5×15 0工序四 以右端面和22孔定位加工75×40面工序五 以22孔左側(cè)面為基準(zhǔn)粗銑1

7、8H11槽工序六 拉花鍵25工序七 精銑18H11槽工序八 鉆5錐孔工序九 鉆螺紋孔M6×2工序十 攻螺紋孔M8×2撥叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1銑80×30臺(tái)階面立式銑床鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺2擴(kuò)22孔立式鉆床錐柄擴(kuò)孔鉆內(nèi)徑千分尺3倒角0.5×15°立式鉆床600單倒角立式銑刀內(nèi)徑千分尺4銑75×40面立式銑床鑲齒面銑刀游標(biāo)卡尺5粗銑18H11槽臥式銑床鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺6拉花鍵25臥式拉床矩形花鍵拉刀內(nèi)徑千分尺7精銑18H11槽立式銑床鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺8鉆5錐孔立式鉆床直柄麻花鉆內(nèi)徑千分尺

8、9鉆螺紋孔M6×2立式鉆床高速鋼螺母絲錐內(nèi)徑千分尺10攻螺紋2M8立式鉆床高速鋼螺母絲錐內(nèi)徑千分尺2.4 機(jī)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，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。依題目:Q=5000件,m=1件/臺(tái),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備用率a%和廢品率b%分別去4%和0.7% 代入公式得: N=5000臺(tái)/年*(1+4%)*(1+0.7%)=5200件/年所以,查得該撥叉成產(chǎn)類型為中批量.據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.4.1外圓表面（40）考慮

9、其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2.4.2 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向21mm的距離，余量為3mm工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 2 .5mm ；精銑 0.5 mm 2.4.3內(nèi)孔（22已鑄成17的孔）查工藝手冊表2.22.5，為了節(jié)省材料，取22孔已鑄成孔長度為80余量為2(雙邊加工)，即鑄成孔直徑為17mm。 工序尺寸加工余量：(22-17)/2=2.5mm2.4.4外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（40端面）。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下稱工藝手冊）表3.126，取82mm，端面長度余量為2

10、（單邊加工）2.4.5. 拉花鍵孔25工序加工余量：2mm2.4.6.銑18H11槽加工余量 鑄出槽底面面至中心線17mm的距離，余量為2mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 1.5mm；半精銑 0.5 mm2.4.7.錐孔5鉆孔至4.8mm，精絞孔0.2mm2.4.8.螺紋孔鉆螺紋孔6 攻螺紋8 2.4.9. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。2.5.確立切削用量及基本工時(shí)2.5.1.工序一 銑80×30臺(tái)階深面該工序有3mm的加工余量，為達(dá)到要求的表面粗糙度，分兩個(gè)工步，工步2.5.1

11、.1粗銑臺(tái)階面，工步2精銑。機(jī)床： X53k立式銑床。刀具：高速鑲?cè)嫒秀姷?.5.1.2. 切削用量2.5.1.2.1.背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1取為2.5，工步2的背吃刀量ap2取3-2.5=0.5。1.5.1.2.2.進(jìn)給量的確定機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.200.40mm/z。粗銑時(shí)，選較大量f=0.40mm/z，精銑時(shí)選較小值0.20mmz。2.5.1.2.3.查后刀面最大磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊表8，壽命T=180min2.5.1.2.4.計(jì)算切削速度 按切削手冊表142.5.1.2.4.1. 粗銑時(shí)切削速度取小值60m/n,由n=1000/d可求得該工

12、序銑刀速度，n=1000*60min/*80mm=238.9r/min,參照表4-15所列X53K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=235r/min,可求的該工序?qū)嶋H銑削速度v=nd/1000=235*80/1000=59m/min。2.5.1.2.4.2. 精銑時(shí)取較大的切削速度110m/min，由n=1000v/d=1000*110/*80=437.9r/min, 參照表4-15所列X53K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=475r/min,可求得該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=475*80/1000=119.3m/min。 2.5.1.2.5計(jì)算基本工時(shí)粗加工時(shí) tm1（L+L1+

13、L2）/ fM1=(80+36)/0.4*10*235=0.12min精加工時(shí) tm2（L+L1+ L2）/ fM2=(80+36)/0.2*10*475=0.12min2.5.2.工序二 擴(kuò)孔22 2.5.2.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=22mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z535鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.5.2.2.選擇切削用量 2.5.2.2.1決定進(jìn)給量 查切削手冊表5鉆頭進(jìn)給量 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z535K機(jī)床已有的進(jìn)給量 2.5.2.2.2計(jì)算工時(shí)選擇n=600r/min所以2.5.3.

14、工序三 倒角0.5×1502.5.3.1選擇刀具和設(shè)備機(jī)床：X525立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae>60,深度ap<=4,齒數(shù)z=1,故據(jù)切削手冊取刀具直徑do=125mm。2.5.3.2. 切削用量2.5.3.2.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=0.3mm，一次走刀即可完成所需長度。2.5.3.2.2.查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min2.5.3.2.3.計(jì)算切削速度 按切削手冊，將f降一級(jí)為f=0.5 mm/z。查得 Vc110mm/s，n=252r/mi

15、n,Vf=577mm/s據(jù)X525銑床參數(shù)，選擇nc=235r/min,Vfc=600mm/s,則實(shí)際切削速度V c=600.4 mm/s,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。2.5.3.2.4.計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果ap=0.3mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.2.5.4.工序四 以另一端面的兩側(cè)面為粗基準(zhǔn)，銑端面75×402.5.4.1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：銑銑端面75×40機(jī)床：

16、 X53K立式銑床。刀具：高速鋼鑲齒套面銑刀2.5.4.2.計(jì)算切削用量。2.5.4.2.1.銑削深度 該工序有2的加工余量，分粗精兩步工步加工，工步1粗加工，ap1=1.6mm；工步2精加工，ap2=(2-1.6)mm=0.4mm。均一次走刀完成所需長度。2.5.4.2.2每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.200.40mm /z，粗銑時(shí)選擇f1=0.40，精銑時(shí)選擇f2=0.20。2.5.4.2.3查后刀面最大磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊表8，壽命T=180min2.5.4.2.4.計(jì)算切削速度 按切削手冊表14， 2.5.4.2.4.1. 粗銑時(shí)切削速度取小值60m/n,

17、由n=1000/d可求得該工序銑刀速度，n=1000*60min/*80mm=238.9r/min,參照表4-15所列X53K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=235r/min,可求的該工序?qū)嶋H銑削速度v=nd/1000=235*80/1000=59m/min。2.5.4.2.4.2. 精銑時(shí)取較大的切削速度110m/min，由n=1000v/d=1000*110/*80=437.9r/min, 參照表4-15所列X53K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=475r/min,可求得該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=475*80/1000=119.3m/min。2.5.4.2.5.計(jì)算基本工時(shí)粗

18、加工時(shí) tm1（L+L1+ L2）/ fM1=(75+30)/0.4*10*235=0.11min精加工時(shí) tm2（L+L1+ L2）/ fM2=(75+30)/0.2*10*475=0.11min2.5.5工序五 粗銑18H11槽2.5.5.1選擇設(shè)備刀具機(jī)床： x62臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀2.5.5.2. 切削用量2.5.5.2.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2.5.5.2.2每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.140.24mm /z。由于是粗銑，選較大量f=0.24 mm/z。2.5.5.2.3查后刀面最大

19、磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊表8，壽命T=180min2.5.5.2.4計(jì)算切削速度 查機(jī)械切削用量手冊，推薦速度為60110，粗加工取較小值，V=60m/min，主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/d=1000*60/*100=191.1r/min, 參照表4-18所列X62型臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=190r/min，可求該工序?qū)嶋H銑削速度v=nd/1000=190*100/1000=59.7m/min.2.5.5.2.5計(jì)算基本工時(shí)tm（L+L1+ L2）/ fM=0.11min。2.5.6.工序六 拉花鍵孔25孔2.5.6.1選擇刀具設(shè)備選擇25花鍵拉刀，臥式拉床。2.5.6.2切削用量2.

20、5.6.2.1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,2.5.6.2.2拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時(shí) 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； 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工時(shí) Tm=1.5×

21、;80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)2.5.7.工序七 精銑18H11槽2.5.7.1刀具加工設(shè)備選擇機(jī)床： X53k臥式銑床。刀具：高速鑲?cè)嫒秀姷?.5.7.2. 切削用量2.5.7.2.1.銑削深度 該工序加工余量為0.5，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2.5.7.2.2.每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。由于是精銑，選較小量f=0.14 mm/z。2.5.7.2.3.查后刀面最大磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊表8，壽命T=180min2.

22、5.7.2.4.計(jì)算切削速度 按切削手冊表14， V=192 m/min n=375 r/min 2.5.7.2.5.計(jì)算基本工時(shí)tm2.5.8.工序八 鉆錐孔5以25孔左端面為精基準(zhǔn)，鉆、精鉸5孔2.5.8.1選擇鉆床及鉆頭選擇X53K鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，2.5.8.2.選擇切削用量 2.5.8.2.1.決定進(jìn)給量由do=4.8mm,查切削手冊表5 按鉆頭 按機(jī)床強(qiáng)度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 2.5.8.2.2.耐用度查2表9T=4500s=75min2.5.8.2.3.主軸轉(zhuǎn)速及切削速度查1表10.1-2n=50

23、-2000r/min 取n=1000r/min. v=nd/1000=72.22m/min2.5.8.2.4.計(jì)算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：精鉸：選高速鋼鉸刀 tm2=L/nf=（80+12）/1.3*1000=0.07min2.5.9.工序九 鉆螺紋孔62.5.9.1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=6mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z525鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.5.9.2.選擇切削用量 2.5.9.2.1.決定進(jìn)給量 查切削手冊表5鉆頭進(jìn)給量 按鉆頭強(qiáng)度選擇

24、按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z5163A機(jī)床已有的進(jìn)給量 2.5.9.2.2.計(jì)算工時(shí)選擇n=600r/min所以2.5.10.工序十 攻螺紋孔M82.5.10.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼螺母絲錐，選擇Z525鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.5.10.2.選擇切削用量 2.5.10.2.1.決定進(jìn)給量 查切削手冊表5鉆頭進(jìn)給量 ,按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇, 最終決定選擇Z525機(jī)床已有的進(jìn)給量 2.5.10.2.2.計(jì)算工時(shí)選擇n=600r/min所以3.夾具設(shè)計(jì)3.1.問題的提出本夾具用于在臥式銑床上粗加工撥叉的18H11槽，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)

25、率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。3.2. 夾具設(shè)計(jì)3.2.1. 定位基準(zhǔn)的選擇 工件以22H12的孔、左邊已加工的75×40端面為定位基準(zhǔn)，采用長銷、浮動(dòng)支承和擋銷實(shí)現(xiàn)完全定位。采用汽缸有斜楔推動(dòng)導(dǎo)桿上升，帶動(dòng)杠桿使壓塊夾緊工件。汽缸松開后，可抽開壓塊以便工件的裝卸。3.2.2.夾緊力的計(jì)算 由于夾緊力的方向和切削力的方向垂直，所以夾緊力FJ=KF/f1=1920.6N夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，3.2.3.