撥叉設(shè)計(jì)說明書

1、 機(jī)械制造與自動化課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題: 設(shè)計(jì)”CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 設(shè)計(jì)要求： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 5. 課程設(shè)計(jì)說明書 1份一、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(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工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。二、零件的工藝分析1、零件的材料為HT20

2、0，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，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2大頭半圓孔553小頭孔端面、大頭半圓孔上下73端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。    由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2、確定生產(chǎn)類

3、型及加工余量   已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。1.按第五章第一節(jié)鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量（摘自GB/T6414-1999）確定求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長l60mm，寬73mm，高50mm，故最大輪廓尺寸為l60mm。選取公差等級CT 由表2-8（1），鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍812級，取為10級。求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，查表5-3，其中公差帶相對于基本尺寸按對稱分布。求機(jī)械加工余量等級

4、 由表5-5，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級范圍EG級，取為F級。求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為160mm、機(jī)械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1.5mm。求毛坯基本尺寸 8孔和M8螺紋孔較小，鑄成實(shí)心；撥插頭上表面屬單側(cè)加工，應(yīng)由式R=F+RMA+CT/2=50+1.5+2.8/2=52.9mm22孔屬內(nèi)腔加工，但鑄成實(shí)體撥叉腳兩側(cè)表面屬雙側(cè)加工，應(yīng)由式R=F+2RMA+CT/2=20+2×1.5+2.4/2=24.2mm求出。（但為方便生產(chǎn)鑄件，鑄成30mm）55孔屬內(nèi)腔加工，應(yīng)由式RF-2RMA

5、-CT/2=55-2×1.5-2.8/2=50.6mm項(xiàng)目小孔兩端上表面55孔8孔M8螺紋孔公差等級CT1010-加工面基本尺寸5055-鑄件尺寸公差2.82.8-機(jī)械加工余量等級FF-RMA1.51.5-毛坯基本尺寸52.950.600表1三、毛坯圖的繪制1、毛坯圖的表示 毛坯總余量確定以后，便可繪制毛坯圖。其表示方法如下：實(shí)線表示毛坯表面輪廓，以雙點(diǎn)劃線表示經(jīng)切削加工后的表面，在剖視圖上可用交叉線表示加工余量。毛坯圖上的尺寸值包括加工余量在內(nèi)。可在毛坯圖上注明成品尺寸（基本尺寸）但應(yīng)加括號。在毛坯圖上可用符號表示出機(jī)械加工工序的基準(zhǔn)。在毛坯圖上注有零件檢驗(yàn)的主要尺寸及其公差，次要

6、尺寸可不標(biāo)注公差。在毛坯圖上注有材料規(guī)格及必要的技術(shù)要求。如材料及規(guī)格、毛坯精度、熱處理及硬度、圓角半徑、分模面、起模斜度、內(nèi)部質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。2、毛坯圖的繪制方法 毛坯圖的繪制方法如下。用粗實(shí)線表示毛坯表面形狀，以雙點(diǎn)劃線表示經(jīng)切削加工后的表面。用雙點(diǎn)劃線畫出經(jīng)簡化了次要細(xì)節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得到毛坯輪廓，用粗實(shí)線表示。注意畫出某些特殊余塊，例如熱處理工藝夾頭、機(jī)械加工用的工藝搭子等。比例1：1。和一般零件圖一樣，為表達(dá)清楚某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可畫出必要的剖視圖、剖面圖。對于由實(shí)體上加工出來的槽和孔，不必專門剖切，因?yàn)槊鲌D只要求表達(dá)清

7、楚毛坯的結(jié)構(gòu)。四、繪制鑄件零件圖：五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)根據(jù)零件各表面加工順序的安排原則，“先基面后其他”、“先主后次”、“先粗后精”、“先面后孔”。在加工中，因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅虼藳]將粗精加工劃分開。零件表面加工方法的選擇小孔兩端上端面 表面粗糙度為Ra=3.2，根據(jù)表5-16，分為粗銑和半粗銑。22的小孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra=1.6，根據(jù)表5-15，分為鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸。8錐孔 未標(biāo)注尺寸公差，表面粗糙度為Ra=1.6，根據(jù)表5-15，分為鉆、鉸。中間上下兩端面 尺寸為20mm，公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra=3.2，根據(jù)表5-16，分為粗銑和半粗銑。73孔 公差等級為I

8、T13，表面粗糙度為Ra=6.3，根據(jù)表5-16，采用粗銑。55孔 公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra=3.2，根據(jù)表5-15，分為粗鏜、半精鏜。工序工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10粗銑小孔兩端上端面下表面半精銑小孔兩端上端面下表面20（車床）粗鏜中間55的孔 小孔上端面及兩端小孔外圓半精鏜中間55的孔 小孔上端面及兩端小孔外圓粗鏜中間大孔下部 小孔上端面及兩端小孔外圓半精鏜中間大孔下部 小孔上端面及兩端小孔外圓粗鏜中間大孔上部中間大孔下端面及小孔兩端外圓半精鏜中間大孔上部中間大孔下端面及小孔兩端外圓30鉆兩端小孔中間大孔、中間孔上端面及小孔一側(cè)外圓

9、擴(kuò)兩端小孔中間大孔、中間孔上端面及小孔一側(cè)外圓粗鉸兩端小孔中間大孔、中間孔上端面及小孔一側(cè)外圓精鉸兩端小孔中間大孔、中間孔上端面及小孔一側(cè)外圓40銑斷   小孔上端面及兩端小孔外圓 50鉆錐銷孔及螺紋孔、攻螺紋、精絞錐孔8中間大孔、中間孔上端面及小孔內(nèi)圓60去毛刺        70檢查 表 25.1選擇定位基準(zhǔn)：5.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：銑小頭孔兩端上端面時(shí)，以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。加工兩端小孔時(shí)，選中間孔為粗基準(zhǔn)。5.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，

10、依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的小孔上端面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。5.2制定工藝路線       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，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，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(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查課程設(shè)計(jì)指南，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：   5.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備      5.3.1 機(jī)床的

11、選擇：      工序10為銑平面，可采用X53T立式銑床      工序20采用Z550鉆床。      工序30采用T68臥式銑鏜床。      工序50用X61臥式銑床。   5.3.2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。      5.3.3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。    

12、  5.3.4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。     5.3.5其他：對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。5.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定5.4.1圓柱表面工序尺寸：  前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下： ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量1kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。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：小孔兩端上表面（50）

13、考慮其零件上表面有粗糙度要求，查金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)表4-32銑削加工余量為：粗銑 2.2mm半精銑 0.7mm2. 兩端小孔（22） 在毛坯上已鑄成實(shí)體，查金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)表5-42得工序尺寸加工余量：鉆孔 20mm擴(kuò)孔 1.8mm鉸孔 0.14mm精鉸 0.06mm3. 中間孔（55已鑄成50.6的孔），內(nèi)孔有粗糙度要求查金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)表4-27得工序尺寸加工余量：粗鏜 3mm半粗鏜 1.4mm4. 中間孔上下端面（73已鑄成50.6的孔，厚度20鑄成30），雙邊加工。查金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)表4-32，銑削加工余量為： 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 4.3 mm 半精銑

14、0.7 mm5錐銷孔及螺紋孔，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-52鉆直徑為7的孔，再用8的絲錐攻螺紋5.4.2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)。5.4.3確定切削用量及時(shí)間定額：工序10 以下表面為粗基準(zhǔn)，銑22孔上端面。5.4.4. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：銑22孔上端面。機(jī)床：X61臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（

15、后簡稱簡明手冊）取刀具直徑do=80mm。5.4.5 切削用量5.4.5.1銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4.3mm，一次走刀即可完成所需長度。5.4.5.2計(jì)算切削速度 按簡明手冊，V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=50.7m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5.4.6)校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>

16、Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=4.3mm，nc=150r/min,Vfc=475mm/s，V c=50.7m/min，f z=0.16mm/z。5.4.7計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。5.5.工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)55孔上下端面5.5.1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑50上端面。機(jī)床：XA5032立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)簡明手冊取刀具直徑do=80mm。5.

17、5.2. 切削用量5.5.2.1 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=0.7mm，一次走刀即可完成所需長度。5.5.2.2 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查簡明手冊f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命 查簡明手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查簡明手冊表3.8，壽命T=180min5.5.2.4 計(jì)算切削速度 按簡明手冊，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.1

18、4*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5.5.2.5校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=0.7mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。六、夾具設(shè)計(jì)   為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序30鉆22mm孔。本夾具將用于立式鉆床 Z535，刀具為麻花鉆，對使用兩個(gè)鉆套，加工完一個(gè)孔后，移動鉆床主軸，不需裝夾毛坯，即可加工第二個(gè)孔。6.1問題的提出      本夾具是用來鉆兩個(gè)22mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公