機械加工工藝設計說明書課件

1、北華航天工業(yè)學院機械制造技術基礎課程設計說明書題目：撥叉零件的機械加工工藝設計及專用夾具設計 學生姓名: * 學 號： * 班 級： * 系 別： * 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： *8 成 績： 目 錄（1） 機械加工工藝設計1.撥叉零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.1 1.1撥叉零件的作用.1 1.2 撥叉零件的技術要求.1 1.3 撥叉零件的生產(chǎn)類型.12 確定毛坯，繪制毛坯簡圖.1 2.1確定毛坯生產(chǎn)類型.1 2.2繼續(xù)加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.1 2.3繪制撥叉鑄造毛坯見圖.23、擬定撥叉工藝路線.2 3.1定位基準的選擇.2 3.1.1粗基準的選擇.2 3.

2、1.2精基準的選擇.2 3.2 、表面加工方法的確定.3 3.3、加工階段的劃分.3 3.4、工序的集中與分散.3 3.5、工序順序的安排.3 3.6 、工藝路線確定.44、機床設備及工藝裝備的選用.4 4.1 、機床設備選用.4 4.2 工藝裝備的選用.45、機械加工余量，工序尺寸及公差的確定.46、切削用量、時間定額的計算.6 6.1.工序三：粗-精銑左端面.6 6.1.1粗銑左端面至81mm.6 6.1.2 精銑左端面至80mm，表面粗糙度Ra=3.2um.7 6.2工序四：鉆-擴22H12孔.86.2.1鉆20孔.86.2.2擴孔22H12.10 6.3工序五：拉內(nèi)花鍵孔.11 6.4

3、工序六：粗-精銑底槽內(nèi)側面和底面.11 6.4.1粗銑底槽.11 6.4.2精銑底槽.12 6.5工序七：粗-精銑上表面.13 6.5.1以花鍵孔中心線為基準粗銑上頂面.13 6.5.2以花鍵孔中心線為基準精銑上頂面.14 6.6工序八：鉆2×7孔.14 6.7工序九：攻絲.16 （二）機床專用夾具設計1、銑床專用夾具設計.17 1.1確定夾具的結構方案.17 1.1.1確定定位方案.17 1.1.2為縮短輔助時間，夾緊采用手動螺紋夾緊。.172、夾具裝配圖的繪制.183 、夾具操作的簡要說明.18參考文獻.19 （1）機械加工工藝設計1. 撥叉零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1撥

4、叉零件的作用題目所給零件是CA6140撥叉，它位于車床變速機構中，主要起換擋作用，使主軸的回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的轉(zhuǎn)速和扭矩的作用。1.2 撥叉零件的技術要求該撥叉零件的加工表面主要有：25H7內(nèi)花鍵孔；Ra為3.2的上端面；Ra為3.2的18H11底槽；2-M8的螺紋孔。（1）表面粗糙度Ra為3.2的左端面；（2）上表面與25H7軸線的平行度公差為0.1mm，表面粗糙度Ra為3.2。 （3）花鍵大徑表面粗糙度要求Ra為1.6（4）通槽內(nèi)側表面與25H7軸線的垂直度公差為0.08mm，表面粗糙度Ra為3.2µm。1.3 撥叉零件的生產(chǎn)類型由任務書設計要求，該撥叉零件的

5、生產(chǎn)類型為中批或大批量生產(chǎn)。2 確定毛坯，繪制毛坯簡圖2.1確定毛坯生產(chǎn)類型 由于該撥叉零件材料為HT200，零件為大排量生產(chǎn)，故采用金屬型機器鑄造成型，以提高生產(chǎn)率，保證毛坯加工精度。2.2繼續(xù)加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原材料及加工工藝，由機械加工工藝手冊表3.1-21、表3.1-24、表3.1-26、表3.1-27可確定各加工表面的機械加工余量。工序尺寸和毛坯尺寸如下。毛坯鑄出后進行回火處理，該種鑄件的尺寸公差CT為810級，加工余量等級MA為57級。故取CT為9級，MA為6級。用查表法確定各表面加工余量及公差，如表2-1所示。 表2-1撥叉零件各表面總余量及公差加工表面（

6、mm）零件尺寸（mm）總余量（mm）毛坯尺寸（mm）公差CT（mm）左端面805.0852.2上表面304.5331.8底溝槽354.5401.82.3繪制撥叉鑄造毛坯見圖3、擬定撥叉工藝路線3.1定位基準的選擇3.1.1粗基準的選擇 按照粗基準的選擇原則，按重要表面原則，選定右端面和側面作粗基準。3.1.2精基準的選擇 精基準應滿足基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準，互為基準等原則。所選的精基準應能保證定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。該撥叉零件根據(jù)形位公差的要求，選擇花鍵中心線為精基準。3.2 、表面加工方法的確定 該撥叉零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，及錐孔，內(nèi)倒角等。根據(jù)零件

7、圖上各表面的尺寸精度及表面粗糙度確定各表面加工方法的選擇如下：加工表面尺寸精度等級表面粗糙度加工方案左端面IT126.3粗銑-精銑22H12預制孔IT103.2鉆-擴孔25H7內(nèi)花鍵孔IT81.6拉底槽內(nèi)表面及底面IT103.2粗銑-精銑上表面IT103.2粗銑-精銑2×M8螺紋孔鉆-攻絲3.3、加工階段的劃分該撥叉空間的表面質(zhì)量要求較高，總體可分為粗銑加工和半精銑加工，以保證各表面加工精度的要求；然后對主要的加工表面金學峰加工在半精加工階段完成次要表面、槽、螺紋孔的加工。3.4、工序的集中與分散選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為中、大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配

8、以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.5、工序順序的安排（1）遵循先基準后其他原則；（2）遵循先粗后精原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；（3）遵循先主后次原則，先加工內(nèi)花鍵孔，后加工各表面及底槽；（4）遵循先面后孔原則，銑完端面后再鉆2×M8螺紋孔。3.6 、工藝路線確定工序一：鑄造工序二：熱處理工序三：粗-精銑左端面；工序四：鉆-擴22H12孔工序五：拉內(nèi)花鍵孔；工序六：粗-精銑底槽內(nèi)側面和底面；工序七：粗-精銑上表面；工序八：鉆2&#

9、215;7孔工序九：攻絲；工序十：鉆-擴5錐銷孔；工序十一：去毛刺；工序十二：清洗；工序十三：檢驗。4、機床設備及工藝裝備的選用4.1 、機床設備選用根據(jù)實際加工條件，銑削時選用X51立式銑床和X5032立式升降臺銑床，內(nèi)花鍵孔加工選用臥式拉床，預制孔及2×M8螺紋孔的加工使用Z525鉆床。4.2 工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具，夾具和量具。撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所選用的夾具為專用夾具，5、機械加工余量，工序尺寸及公差的確定撥叉生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造件毛坯，其加工余量和工序尺寸及公差的確定依次為：（1）加工左端面 粗-精銑左端面，采用端面銑刀、游標卡尺；（2

10、）22H12內(nèi)花鍵預制孔的加工22H12內(nèi)花鍵預制孔的加工使用直柄麻花鉆，擴孔鉆、卡尺和塞規(guī)；（3）底槽的加工采用三面刃銑刀，還將用到卡規(guī)、游標卡尺；（4）上表面的加工上表面的加工由粗銑和精銑兩次完成，采用端面銑刀和游標卡尺；（5）鉆2×M8螺紋孔先用麻花鉆鉆孔為2×7后用絲錐攻絲完成2×M8螺紋孔加工。根據(jù)原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以公差。（1）根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。選取公差等級CT由機械加工工藝手冊中表3.1-24可查得毛坯件的公差等級為810級，取為

11、9級。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由機械加工工藝手冊中表3.2-21可查得尺寸公差為CT=2.2mm機械加工余量由機械加工工藝手冊表2.1-26查得機械加工余量等級范圍為57，取為6級由機械加工工藝手冊表2.1-27查得最大輪廓尺寸為80mm的零件機械加工余量為6級時，MA數(shù)值為5mm。故毛坯最大尺寸：80 + 5 + 2.2 = 87.2mm毛坯最小尺寸：80 +5 - 2.2 = 82.8mm 選定毛坯尺寸為85,0mm粗銑后毛坯尺寸為80 + 1= 81mm，精銑后達到要求尺寸為80mm表面粗糙度Ra=3.2µm。（2）加工預制孔，由于沒有將預制孔鑄出，其內(nèi)空尺寸為

12、22H12。由機械加工工藝手冊表5-42卻定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴孔：22mm（3）18H11槽的偏差即加工余量由于槽未鑄出，雙邊加工余量2Z = 4.5mm，則Z = 4.5/2 = 2.25mm槽深的加工余量為2.0mm，粗銑后兩邊工序尺寸為18-2=16mm，精銑后達到設計要求18H11。6、切削用量、時間定額的計算各工序切削用量和時間定額的計算依次如下：6.1.工序三：粗-精銑左端面6.1.1粗銑左端面至81mm（1）加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為4 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap4 mm。（2）切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.120選擇高速鋼立

13、銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由機械加工工藝手冊表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度為v18.29m/min，每齒進給量為0.0630.102 mm/r則主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min取n460r/min， 由此可得Vf0.09×3×460124.2 mm/min（3）銑削加工工時的計算 由機械加工工藝手冊表2.194可查得 t 式中i為進給次數(shù)i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm 則t5.86 min6.1.2 精銑左端面至80mm，表面粗糙度Ra=3.2um（1）加工背吃刀量ap

14、的確定 由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm（2）進給量的確定 由精銑加工工藝手冊表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時同一銑刀和機床。銑削寬度為aw3 mm是的每齒進給量為0.080.05 mm/z，因為表精度要求較高故fz0.06 mm/z（3）切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.175查得銑刀磨鈍標準查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。由機械加工工藝手冊表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機械加工工藝手冊表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速：437.9 r/min 取n460 r/min。 則Vffz&#

15、215;z×n0.06×3×460 = 82.8 mm/min（4）計算銑削加工工時 由上面可知 t 式中 lw、l1、l2與上述所相同。 30/310 將各參數(shù)代入上式可得： t×10 11 min6.2工序四：鉆-擴22H12孔6.2.1鉆20孔 （1）決定進給量 由切削用量簡明手冊表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS由切削用量簡明手冊查得進給量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系數(shù)Ktf0.95則f0.410.50mm/r。由切削用量簡明手冊表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f1.75mm

16、/r。從切削用量簡明手冊表2.9可知機床進給機構強度所允許的鉆削進給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進給機構允許的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量簡明手冊表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fmax，故可用。（2）確定鉆頭的磨鈍標準及壽命。由切削用量簡明手冊表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=60mim。 （3）確定切削速度 286.6r/min 由切削用量簡明手冊表2.35取n272r/min則實際切削速度Vc17.1 m/min。（4）檢驗機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表2.20可查得f0

17、.5 mm/r時，Mc76.81Nm。當nc272r/min時由切削用量簡明手冊表2.35可查得Mm144.2 N·m。 由切削用量簡明手冊表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.6×0.817.76 kw。 因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。計算基本工時： tm 由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故： tm0.69 mim。6.2.2擴孔22H12（1）確定背吃刀量由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為2mm。（2）確定進給量由切削用量簡明手冊查的f0.60.7m

18、m/r。根據(jù)機床說明書取f=0.62mm/r。（3）計算切削速度5.78.5 m/min由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n82.5r/min根據(jù)機床說明書取n140r/min，則實際切削速度 v9.67 m/min（4）計算切削工時 由切削用量簡明手冊表2.5可查得Kv3060，取Kv45。由機械加工工藝手冊表3.5.1查得tm，式中各參數(shù)：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故 tm0.8min6.3工序五：拉內(nèi)花鍵孔 由機械加工工藝手冊表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.040.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由機械加工工藝手冊表4.1

19、65查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削級別由機械加工工藝手冊表4.166查得，拉削速度為級的花鍵拉削速度為 Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min拉削加工工時 t 式中Zb為單面余量Zb 1.5 mm L為拉削表明長度 L80 mm 為拉削系數(shù)，取1.2 K 考慮機床返回行程系數(shù)取 k1.4 v為拉削速度 fz為拉刀單面齒開量 z為拉刀同時工作齒數(shù)zL/P P為拉刀齒距 P（1.251.5）1.3512 mm所以拉刀同時工作齒數(shù)為 zL/P=80/127所以 t0.16 min6.4工序六：粗-精銑底槽內(nèi)側面和底面；6.4.1粗銑底槽（1）機床刀具的選擇 選擇高速鋼立銑刀，

20、銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3銑床選用X51 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap30 mm。（2）切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為 V1829 m/min 每齒進給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min 根據(jù)機床說明書可取n460 r/min。則實際轉(zhuǎn)速為 Vffznz0.09×3×460 124.2 mm/min（3）切削加工工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 0.82 min6.

21、4.2精銑底槽（1）選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap5 mm。（2）確定進給量 由機械加工工藝手冊表2.1-72查得每齒進給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。 由機械加工工藝手冊表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min（3）切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-92查得V22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速 n=437.9 r/min 根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n460 r/min。 則 Vffznz82.8 mm/min = = 1.23min6.5工序七：粗-精銑上表面；6.5.

22、1以花鍵孔中心線為基準粗銑上頂面（1）背吃刀量的確定 因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故ap=z=2mm。（2）進給量的確定 選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺銑床。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z（3）銑削速度的確定由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=6010m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為。 n1000Vc/D238.8437.9r/min VffzZn477.6875.6r/mm故取n300r/min ，Vf480mm/min

23、。（4）切削工時： 由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim6.5.2以花鍵孔中心線為基準精銑上頂面（1）背吃刀量的確定由實用機械加工工藝手冊表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap1mm。（2）進給量的確定選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由實用機械加工工藝手冊表11-92要求表面粗糙度為Ra=3.2um查得每轉(zhuǎn)進給量為0.51.0故取0.5mm/r（3）銑削速度的確定由實用機械加工工藝手冊查得銑削速度為60110m/min則機床主軸轉(zhuǎn)速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，則Vf150mm/min（4）計算

24、切削工時由切削用量簡明手冊表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。則 t 0.61mim6.6工序八：鉆2×7孔（1）選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡明手冊表2.7查得進給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f0.86mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9機床進給機構所允許的鉆削進給量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說明書取f0.36mm/r。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命由切削用量簡明手冊表2.12查得磨鈍標準為0.50.8壽命為T35min。（3）確定切削速度 由切削用量簡

25、明手冊表2.15查得切削速度為V18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n818.9 r/min。由Z525鉆床說明書由就近原則取n680 r/min。故實際切削速度為v14.9 m/min（4）校核機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420×72×0.360.8×1 1298.3 N Mc0.206×72×0.360.8×14.5 Nm Pc0.32 KW 根據(jù)Z525機床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8×0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機床的各個相應的參數(shù)，故機床符合要求。（5）計算鉆削加工工時 由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量和超切量y的值為6 mm。故 t 0.07 min故加工兩個孔的時間為2t=0.14min6.7工序九：攻絲；（1）進給量：查機械加工工藝手冊表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量（2）切削速度： 參照機械加工工藝手冊表2.4-105，取機床主軸轉(zhuǎn)速： ?。?）絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速： 取 實際切削速度： （4）被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：，加工數(shù)為2機動時間 （二）機床專用夾具設計1、銑床專用夾具設計已知工件材料為HT200，毛坯為