撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

1、撥叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)1前言      機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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。   就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的建設(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(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。2零件的分析2.

2、1零件的作用   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(dòng)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(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。2.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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：2.2.1小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2.2.2大頭半圓孔2.2.3撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，

3、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(méi)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。3 確定生產(chǎn)類型   已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)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。4確定毛坯4.1 確定毛坯種類

4、：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)（后稱指導(dǎo)手冊(cè)）選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。4.2 確定鑄件加工余量及形狀：      機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)325頁(yè)表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：   簡(jiǎn)圖       加工面代號(hào)    基本尺寸    

5、;加工余量等級(jí)    加工余量    說(shuō)明       D1    22mm    G    3.02    孔降一級(jí)雙側(cè)加工       D2   55mm    G    3.02    孔降一級(jí)雙側(cè)加工       T2    73mm   &

6、#160;    3    單側(cè)加工       T3    50mm    G    2.5    單側(cè)加工       T4    73mm        3    單側(cè)加工       表 14.3繪制鑄件零件圖：5工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5.1選擇定位基準(zhǔn)：工序  

7、60;工序內(nèi)容    定位基準(zhǔn)    工序    工序內(nèi)容    定位基準(zhǔn)    010    粗銑兩端小頭孔上端面    T1及小頭孔外圓    090    擴(kuò)中間孔    T1及小頭孔外圓    020    粗銑中間孔上端面    T1及小頭孔外圓    100    半精鏜中間孔 

8、0;  T1及小頭孔外圓    030    粗銑中間孔下端面    T3及小頭孔外圓    110    鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋    T1及小頭孔    040    精銑兩端小頭孔上端面    T1及小頭孔外圓    120    銑斷    T1、D1    050    精銑中間孔上端面 &#

9、160;  T1及小頭孔外圓    130    去毛刺        060    精銑中間孔下端面    T3及小頭孔外圓    140    檢查        070    擴(kuò)兩端小頭孔    T1及小頭孔外圓    150    若某道工序有誤返工       

10、0;080    精鉸兩端小頭孔    T1及小頭孔外圓       表 25.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：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)。  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，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外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，

11、在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)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。查指導(dǎo)手冊(cè)，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)床的選擇：      工序010060均為銑平面，可采用XA5032立式銑床。      工序070080采用Z550鉆床。      工序090100采用鏜床。    &

12、#160; 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。      工序120采用銑斷機(jī)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。      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(duì)垂直

13、度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)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：加工表面    加工內(nèi)容    加工余量    精度等級(jí)    工序尺寸    表面粗糙度    工序余量                 

14、          最小    最大    （D2）    鑄件    6    CT9                       擴(kuò)孔    5.8    IT12        6.3    2.0    

15、;6.25       半精鏜    0.2    IT10        3.2    0.05    0.25       擴(kuò)孔    5.84    IT12        6.3    2.0    6.25       精鉸孔 &

16、#160;  0.06    IT7        1.6    0.05    0.25       表 35.4.2 平面工序尺寸：工序號(hào)    工序內(nèi)容    加工余量    基本尺寸    經(jīng)濟(jì)精度    工序尺寸偏差    工序余量            &#

17、160;              最小    最大       鑄件    2.5        CT9                010    粗銑兩端小頭孔上端面    2    50.5    12      

18、;  1.60    3.60    020    粗銑中間孔上端面    2.5    27    12        1.65    6.5    030    粗銑中間孔下端面    2.5    21    12        1.75    

19、;6.5    040    精銑兩端小頭孔上端面    0.5    50    11        0. 35    1.16    050    精銑中間孔上端面    0.5    20.5    10        0.47    1.12    0

20、60    精銑中間孔下端面    0.5    20    10        0.47    1.12       表 45.4.3確定切削用量及時(shí)間定額：工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑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：粗銑22孔上端面。機(jī)床：XA5032立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae&l

21、t;=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（后簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)明手冊(cè)）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過(guò)渡刃寬b=1mm。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=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。5.4.5.2計(jì)算切削速度 按簡(jiǎn)明手冊(cè)，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/mi

22、n,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*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。5.4.6)校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡(jiǎn)明手冊(cè)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=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/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

23、條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑55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(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)簡(jiǎn)明手冊(cè)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過(guò)渡刃寬b=1mm。5.5.2. 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=1.0mm，一次走刀即可完成所需

24、長(zhǎng)度。5.5.2.2 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查簡(jiǎn)明手冊(cè)f=0.140.24mm/z。由于是對(duì)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(jiǎn)明手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.8，壽命T=180min5.5.2.4 計(jì)算切削速度 按簡(jiǎn)明手冊(cè)，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=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*

25、10)=0.16mm/z。5.5.2.5校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡(jiǎn)明手冊(cè)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=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。5.5.2.6計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸22孔，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。5.5.3. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12°，二重刃長(zhǎng)度b=2.5m

26、m,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° 5.5.4.選擇切削用量5.5.4.1）決定進(jìn)給量查切   所以，   按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。5.5.4.2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡(jiǎn)明手冊(cè)）為0.5.mm，壽命5.5.4.3）切削速度查切   修正系數(shù)     故。查簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度5.5.5.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

27、輔助時(shí)間。   擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：   擴(kuò)鉆：        精鉸：     5.6.工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜55孔。5.6.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o11°，二重刃長(zhǎng)度b=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° 5.6.2.選擇切削用量5.6.2.1）決定進(jìn)給量查簡(jiǎn)明手冊(cè)     按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇

28、最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。5.6.2.2鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡(jiǎn)明手冊(cè)）為0.81.2mm，壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查簡(jiǎn)明手冊(cè)）為0.9.mm，壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡(jiǎn)明手冊(cè)）為.mm，壽命5.6.2.3切削速度查切   修正系數(shù)     故。查簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度   擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下：   擴(kuò)鉆：        半精鉸：     5.6.3.計(jì)算工時(shí)      所有工步工時(shí)相同。6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)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序110鉆2-錐銷孔。本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩根麻花鉆，對(duì)兩個(gè)孔同時(shí)加工。6.1問(wèn)題的提出