CA6140車床撥叉831007課程設(shè)計(jì)--機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

1、山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 機(jī)械課程設(shè)計(jì)作業(yè)題目： 機(jī)械撥叉夾具設(shè)計(jì) 專 業(yè) ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級 ：10機(jī)制5班姓 名 ：學(xué) 號 ：指 導(dǎo) 教 師 ：2013 年 12月 21 日山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書目錄設(shè)計(jì)清單03設(shè)計(jì)內(nèi)容03原始資料03一、零件分析04（一）零件的作用04（二）零件的工藝分析04二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)05（一）確定毛坯制造形式05（二）基面的選擇05（三）制定工藝路線06（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定08三、確定切削用量及基本工時10四、夾具設(shè)計(jì)15（一）任務(wù)的提出15（二）定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算15（三）夾緊方案

2、及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算18參考文獻(xiàn)21設(shè)計(jì)清單：1、零件圖 1張2、零件毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1套4、夾具設(shè)計(jì)1套5、課程設(shè)計(jì)說明書1套設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）畫零件圖（2）繪制毛坯圖（3）填寫機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（4）選擇夾具設(shè)計(jì)方案（5）繪制某一工序夾具草圖及零件圖（6）編寫課程設(shè)計(jì)說明書原始資料：撥叉零件圖831007，生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年。一、零件分析(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(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔語操作機(jī)構(gòu)相連，下方的55半孔則是用于所控制齒輪所在的軸

3、接觸。通過上方的力波動下方的齒輪變速。兩件鑄為一體，加工時分開。（二）.零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，和適合磨削，為此以下是撥叉需要加工表面以及加工表面之間的位置要求。需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小頭孔22mm以及與此孔相通的8mm的錐孔、M8螺紋孔；3.大頭半圓孔55mm；位置要求：小頭孔上端面與小頭空中心線的垂直度誤差為0.05mm，打孔的上下斷面與小頭孔的中心線的垂直度誤差為0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后依次作為粗基準(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)加工方

4、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)加工工藝均可保證。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，考慮到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件架構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選用鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，一直此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個，科確定該批撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段：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。（二）.基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面的選擇的正確與合理，可

5、以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常經(jīng)行。1.粗基準(zhǔn)的選擇：一零件的底面位置要定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外援表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣可以達(dá)到限制五個自由度，再加上垂直的一個機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。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，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，一粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔內(nèi)圓柱便面為輔助精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)河工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）.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

6、寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在聲場工齡一確認(rèn)為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能行機(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1. 粗銑40mm孔兩頭的端面.工序2. 鉆,鉸22mm孔至圖樣尺寸.工序3. 粗鏜中間孔上端面至26mm,周徑至71mm;粗鏜中間孔下端面至22mm;工序4. 精鏜中間孔上端面至21mm,周徑至73+0.5 0mm;精鏜中間孔下端面至20-0.07 -0.21mm.工序5. 粗鏜,半精鏜55mm孔至圖樣尺寸.工序6. 鉆8的錐銷孔到一半,然后與軸配做鉆通,在鉆M8mm的螺紋

7、孔,攻螺紋孔.工序7. 精銑兩頭孔端面至50mm工序8. 銑斷.工序9.去毛刺工序10.終檢.2工藝路線方案二工序1.粗銑40mm孔兩頭的端面, 精銑40mm孔兩頭的端面至圖樣尺寸.工序2.粗鏜73mm孔的上下端面工序3.粗鏜,半精鏜55mm孔至圖樣尺寸.工序4. 精鏜73mm孔的上下端面至圖樣尺寸.工序5.鉆、鉸22mm孔至圖樣尺寸.工序6.鉆M8螺紋孔,鉆8的錐銷孔到一半,攻螺紋孔.工序7.銑斷保證圖樣尺寸.工序8.去毛刺工序9.終檢.3.工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于: 方案一在加工三個面時都是用22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個面的位置度要求，這樣也

8、體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合原則。方案二先加工完22mm的孔有垂直度要求的前面在加工孔.而方案一恰恰相反,先加工完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三個方面.方案二的裝夾次數(shù)少,但在加工22mm孔的時候,最多只能保證一個面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。其他的工序尤為平常簡單，不必具體討論，這樣比較得一下工藝方案：工序1. 粗銑兩頭孔上端面至54.5mm工序2. 粗銑兩端孔下端面至51mm工序3. 鉆兩頭孔至20mm工序4. 精鉸兩端孔至22+0.021 0mm工序5. 精銑兩端孔上端面至50mm.工序6. 粗鏜中間孔下端面至26mm，周徑至

9、71mm，粗鏜中間孔上端面至22mm工序7. 粗鏜中間孔直徑至53mm工序8. 精鏜中間孔下端面至21mm周徑至73+0.5 0mm，精鏜中間孔上端面至20-0.07 -0.21mm.工序9. 精鏜中間孔直徑至55+0.4 0mm工序10. 鉆直徑為8mm的錐銷孔工序11. 鉆直徑為6.8mm的螺紋底孔工序12. 攻絲工序13. 銑斷工序14. 去毛刺工序15. 終檢(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定車床撥叉”零件材料為，毛坯重量為,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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.外圓表面（40mm及73

10、mm外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為在為鑄造即可。又因?yàn)樗鼈兪菍ΨQ的兩個零件最后還在需銑斷，故對40mm的軸線的尺寸偏差為1201.25的范圍內(nèi)。2.兩小孔220.21 0mm毛坯為實(shí)心，兩孔精度要求介于之間，參照切屑用量加工簡明手冊確定工序尺寸及余量：鉆孔：20mm20mm鉸孔；22+0.21 0mm2mm3.中間孔（55mm及73mm）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊和可知：孔的毛坯為49mm，73mm的孔是在55mm孔的基礎(chǔ)上鏜削加工得到，其軸向尺寸上下表面為33.5mm，由于對軸向尺寸要求不高，科直接鑄造得到，參照切屑用量加工簡明手冊確定73mm工序尺寸及余量

11、：粗鏜：71mm Z1=6 mm Z2=5mm精鏜：73mm Z=1mm參照切屑用量加工簡明手冊確定55mm工序尺寸及余量：粗鏜：53mm 2Z=4mm精鏜：55mm Z=1mm4.螺紋孔及錐銷孔兩孔都為實(shí)體參照切屑用量加工簡明手冊確定鉆8mm圓柱銷孔及8mm圓柱銷孔及螺紋攻絲。5.銑斷6.去毛刺7.終檢三、確定切削用量及基本工時工序1. 粗銑上端面至54.5mm(1)計(jì)算切削用量：采用高速鋼齒三面刃銑刀D=45mm，Z=4，f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min,（文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）則ns=1000v/D=1000*27/45=190

12、 r/min(2)選X52K立式銑床,由其參數(shù)校驗(yàn)得取n=190r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*45*190/1000=26.8 mm/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min 查機(jī)床說明書，選用fm=100mm/min基本時間tm=l+l1+l2/fm =0.45 min 其中l(wèi)1=3mm l2=2mm(3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡明手冊Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。工序2. 粗銑兩端孔下端面到51mmf=0.14-0.24mm/r , v=0.45m/s, D =45mm , Z=4（

13、文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）選X52K立式銑床,則ns=1000v/D=1000*27/45=190r/min取n=190r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*45*190/1000=26.8mm/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min基本時間tm=L/fm =0.252 min工序3. 鉆兩端孔至21.8mmf=0.39-0.47mm/r , v=18m/min, D =21.8mm。由于本零件在加工孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量系數(shù)應(yīng)乘以0.75，則 f=（0.39-0.47）*0.75=0.29-0.35（mm

14、/r）（文獻(xiàn)1表8-72、8-73 文獻(xiàn)2表3.1-6）nw=1000v/D=1000*18/21.8=263 r/min選Z535立式鉆床,取n=275 r/min （文獻(xiàn)2表4.2-14、4.2-15）所以實(shí)際速度是v=*21.8*275/1000=18.8 mm/min基本時間t =l+l1+l2/fm =0.84 min tm=2t=1.68 minl1=8mm l2=0mm工序4. 精鉸兩端孔至22+0.021 0mm 查機(jī)床說明書選取，f=0.57mm/r d=22mm ae=1mm （文獻(xiàn)1表8.2.3.3文獻(xiàn)2表3.1-17）nw=1000v/D=1000*5/(22)=51.

15、6 r/min 選Z535立式機(jī)床,取n=68r/min（文獻(xiàn)2表4.2-14、4.2-15）所以實(shí)際鉆削速度是v=22*68/1000=4.7mm/mint=(l+l1+l2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min工序5. 精銑兩頭孔上端面至50mmf=0.1 mm/r, v=1m/s, D =45mm, Z=4（文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）選X52K立式銑床,則nw=1000v/D=1000*60/45=424.6 r/min取n=475 r/min（文獻(xiàn)2表4.2-35、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=（*45*475）/1000=67.12mm

16、/minfm =f*n*z=0.1*4*475=190 mm/min基本時間tm=L/fm =0.24 min工序6.(1) 粗銑中間孔上端面至23mm周徑至71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）則nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min(2)選X52K立式銑床,由其參數(shù)校驗(yàn)得取n=375r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時間t總

17、=L/f=0.76min(2) 粗銑中間孔下端面至22mm周徑至71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =45mm , Z=4（文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）則nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min(2)選X52K立式銑床,由其參數(shù)校驗(yàn)得取n=375r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時間t總=L/f=0.76min工序7.(1) 精銑中間孔下端面至25mm周徑至73+0.5 0mmf=

18、0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）則nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min選X52K立式銑床,由其參數(shù)校驗(yàn)得取n=375r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時間t總=L/f=0.78min(2) 精銑中間孔下端面至20-0.07 -0.21mm周徑至73+0.5 0mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文

19、獻(xiàn)4表13-5，文獻(xiàn)1表8-98、8-99）則nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min(2)選X52K立式銑床,由其參數(shù)校驗(yàn)得取n=375r/min （文獻(xiàn)2表2.2.1、4.2-36）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本時間t總=L/f=0.78min工序8. 粗鏜中間孔中間段周徑至53mm f=0.5mm/r , v=100m/min（文獻(xiàn)1 表8-87）nw=1000v/D=1000*100/53=600 r/min選T740臥式鏜床,由于T740主軸轉(zhuǎn)速為

20、無級變速，所以取n=600r/min（文獻(xiàn)2表4.2-19、4.2-20）所以實(shí)際速度是v =*53*600/1000=99.9 mm/min基本時間 t=l/(f*n)= 28/(0.5*400)=0.14 min工序9. 精鏜中間孔直徑至55+0.4 0mmap=1mm, f=0.2 mm/r, v=100m/min, （文獻(xiàn)1 表8-88）則nw=1000v/D=1000*60/(55)=347.42 r/min選T740臥式鏜床,取n=347 r/min（文獻(xiàn)2表4.2-19、4.2-20）所以實(shí)際鏜削速度是v=*55*347/1000=60 mm/mint=(l+l1+l2)/(f*

21、n)=0.40 min工序10. 鉆M8錐銷孔f=0.5mm/r v=0.1m/s （文獻(xiàn)1表8-70、8-72）nw=1000v/D =(1000*6)/(8)=238 r/min 選Z535立式鉆床,取n=195r/min（文獻(xiàn)2表4.2-14、4.2-15）所以實(shí)際鉆削速度是v=*8*195/1000=4.9 mm/mint=(l+l1+l2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195）=0.4min工序11. 鉆M8螺紋孔刀具：7.5mm 麻花鉆f=1 mm/r v=0.1m/s（文獻(xiàn)1表8-70、8-72）則nw=1000v/D=(1000*6)/(7.5)=255 r/m

22、in選Z535立式鉆床,取n=195 r/min（文獻(xiàn)2表4.2-14、4.2-15）所以實(shí)際鉆削速度是v=*7.5*195/1000=4.6mm/minT=l/(f*n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min工序12. 攻絲 ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min （文獻(xiàn)3表1-172）則nw=1000v/D=(1000*6)/( 8)=238.9 r/min選Z535搖臂鉆床,取n=195 r/min（文獻(xiàn)2表4.2-14、4.2-15）所以實(shí)際鉆削速度是v=（*8*195）/1000=4.9 mm/minT=l/(f*n)=14/(1.25*195)=0.057 min工序13. 銑斷f=400 mm/z z=4個 v=0.1m/s（文獻(xiàn)4表13-5、13-9）nw=1000v/D=1000*0.1*60/(45)=42.46 r/min選X52K立式銑床,取n=30r/min（文獻(xiàn)2表4.2-35、4.2-36）所以實(shí)際鉆削速度是v=4