車床撥叉83007機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中批生產(chǎn)機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書題目：CA6140車床撥叉831007機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（中批生產(chǎn)）院 系：機(jī)械與電子工程系班 級(jí)：10機(jī)制（1）班姓 名：陳林學(xué) 號(hào)：51001011011指導(dǎo)教師：劉春景日 期：2013.10.15目錄第一章 零件分析21.1零件的作用21.2零件的工藝性分析和零件圖的審查3第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.1確定毛坯的制造形式52.2基面的選擇5粗基準(zhǔn)的選擇5精基準(zhǔn)的選擇5加工階段的劃分5工序的集中和分散6加工原則62.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定7第三章 制定工藝路線93.1工藝路線方案一93.2工藝路線方案二113.3工藝方案的比較及分析143.4

2、確定切削用量及基本工時(shí)16設(shè)計(jì)心得22參考文獻(xiàn)23第一章 零件分析1.1零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。1.2零件的工藝性分析和零件圖的審查零件的材料為HT200，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 2.大頭半圓孔55

3、 3.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，可以粗加小頭孔端面，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。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式確定毛坯種類：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，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

4、冊(cè)）選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。2.2基面的選擇定位基準(zhǔn)是影響撥叉零件加工精度的關(guān)鍵因素?；鶞?zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)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(duì)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22 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)40作主要定位面，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。2.3.2精基準(zhǔn)的

5、選擇精基準(zhǔn)的選擇。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，應(yīng)該進(jìn)行尺寸互算。2.3.3加工階段的劃分該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個(gè)階段。2.3.4工序的集中和分散本撥叉選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。2.3.5加工原則1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)撥叉下端面2）遵循“先

6、粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原則. 4）遵循“先面后孔”原則.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6,生產(chǎn)類型為中批生產(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73mm外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對(duì)稱的兩個(gè)零件最后還需銑斷，故對(duì)40mm的中心軸線的尺寸偏差為120±1.25的范圍內(nèi)。2. 兩小孔毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求界于IT7IT8之間，參

7、照切屑加工簡明實(shí)用手冊(cè)表8-21確定工序尺寸及余量：鉆孔：21.8mm 2Z=21.8mm鉸孔：mm 2Z=0.2mm3.中間孔（55mm及73mm）中間孔尺寸相對(duì)較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-13得：孔的鑄造毛坯為49. 73的孔是在55孔的基礎(chǔ)之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對(duì)軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照切屑加工簡明實(shí)用手冊(cè)表8-95確定73mm工序尺寸及余量：粗銑：71mm Z=4mm精銑：73mm Z=1mm參照切屑加工簡明實(shí)用手冊(cè)表8-95確定55mm工序尺寸及余量：粗 鏜：53mm 2Z=4mm半精鏜：54mm精 鏜：55mm 4.

8、螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實(shí)體。參照切屑加工簡明實(shí)用手冊(cè)表8-70確定鉆8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷第三章 制定工藝路線制定工藝路線得出發(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。3.1工藝路線方案一工序 1： 以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。工序 2： 以40下表面粗銑上表面。工序 3：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序 4：鉆22的孔。工序5：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 6：

9、粗鏜55的孔。工序 7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序 8： 粗鏜55孔的上端面。工序 9： 半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。為保證設(shè)計(jì)尺寸20在工序6至工序9應(yīng)該進(jìn)行尺寸鏈換算，由于零件的定位基準(zhǔn)是40的上表面，進(jìn)行尺寸鏈換算如下：（1）確定自由公差等級(jí)（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P27頁 表1.424）（2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計(jì)算工序尺寸A： 增環(huán)： 50 0 -0.1 減環(huán)： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環(huán)： 5 0.294 -0

10、.03 由計(jì)算可得A的基本尺寸為5，上偏差.為0.294，下偏差為0.03時(shí)，才能保證設(shè)計(jì)尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。工序 13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。 在加工M8螺紋時(shí)，為保證工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)重合，需要進(jìn)行尺寸鏈換算。 （1）確定自由公差等級(jí)（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P27頁 表1.424）（2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計(jì)算工序尺寸A：增環(huán)： 30 -0.36 -0.52 減環(huán)： 10 +0.36 0 封閉環(huán)：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差

11、為-0.52是才的保證M8螺紋的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗(yàn)3.2工藝路線方案二工序1：鉆22的孔。工序2：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 3： 以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗銑下表面。工序 5：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序6：粗鏜55的孔。工序7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序 8：粗鏜55孔的上端面, 73。工序9：半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面, 73。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。為保證設(shè)計(jì)尺寸在工序6 -工序9應(yīng)

12、進(jìn)行尺寸鏈換算.（1）確定自由公差等級(jí)（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P27頁 表1.424）（2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖 列豎式：計(jì)算工序尺寸A： 增環(huán)： 50 0 -0.1 減環(huán)： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環(huán)： 5 0.294 -0.03 由計(jì)算可得A的基本尺寸為5，上偏差.為0.294，下偏差為0.03時(shí)，才能保證設(shè)計(jì)尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。工序 13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。為保證加工M8螺紋時(shí)，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，進(jìn)行尺寸鏈換算. （1） 確定自由公差等

13、級(jí)（查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)P27頁 表1.424）（2） 確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計(jì)算工序尺寸A： 增環(huán)： 30 -0.36 -0.52 減環(huán)： 10 +0.36 0 封閉環(huán)：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差為-0.52是才的保證M8螺紋的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗(yàn)。3.3工藝方案的比較及分析上述兩方案:方案一：是先加工內(nèi)孔22, 再以22孔為基準(zhǔn)加工55內(nèi)孔,而方案二：先鏜孔55,以底面及22外圓面為基準(zhǔn)，再以55內(nèi)孔及上平面加工22孔。由零件圖可知22孔的設(shè)計(jì)基為準(zhǔn)55孔的中心線，

14、所以加工22孔時(shí)定位基準(zhǔn)最好為55孔的中心線，可保證其加工的位子精度，符合中批生產(chǎn)要求,方案二較為合理。最終工藝路線工序1：鉆22的孔。工序2：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 3： 以40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗銑下表面。工序 5：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序6：粗鏜55的孔。工序7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序 8：粗鏜55孔的上端面, 73。工序9：半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面, 73。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。（以40上

15、平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)）工序13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。工序14： 切斷。工序15： 檢驗(yàn)。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定: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最小最大55IT12鑄件7.0CT12粗鏜4.0IT126.30.956.8半精鏜3.0IT103.22.93.2520IT7鉆20IT1117.8918擴(kuò)1.8IT106.31.7161.910粗鉸0.14IT83.20.1070.224精鉸0.06IT71.60.0390.0932

16、、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最小最大鑄件5.0CT1201粗銑40孔下端面4.058121.57.7502粗銑40孔上端面4.054121.57.7503精銑40孔上端面4.05081.86.3804粗鏜55孔的上下端面4.026120.751.28305精鏜55孔的上下端面1.0X22080.751.2833.4確定切削用量及基本工時(shí)工序粗銑40mm孔的兩頭的端面。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑兩頭端面至51mm、粗銑大孔端面至30mm。機(jī)床：X5032立式銑床參數(shù)。刀具：涂層

17、硬質(zhì)合金盤銑刀45mm，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°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。b.計(jì)算切削用量1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計(jì)算切削速度 按指導(dǎo)教程V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K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=1.06m/s,

18、實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300×10)=0.16mm/z。3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查指導(dǎo)教程Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=9.4s。工序 鉆、鉸兩端22mm孔之圖樣尺寸。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：鉆孔至21.8mm，精鉸至22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6m。機(jī)床：Z353臺(tái)式鉆床。刀具：YG8硬

19、質(zhì)合金麻花鉆21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角12°、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、° °、°。YG8硬質(zhì)合金鉸刀22mm。b.計(jì)算切削用量1）查指導(dǎo)教程 。 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 。2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查指導(dǎo)教程）為0.5.mm，壽命3）切削速度查指導(dǎo)教程 修正系數(shù) 故。查指導(dǎo)教程機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為。故實(shí)際的切削速度。4) 計(jì)算基本工時(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。鉆和精鉸的切削用量如下：鉆孔： 。精鉸： 。工序-工

20、序 粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至20mm,周徑至73mm。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；保證粗糙度Ra=3.2m；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至保證20mm,周徑至73mm，保證端面粗糙度Ra=3.2m，保證孔壁粗糙度Ra=6.3m。

21、機(jī)床：X63臥式銑床。刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀45mm，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°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。b.計(jì)算切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計(jì)算切削速度 按簡明手冊(cè)V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s據(jù)X5032立式銑床參數(shù)，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度 V c=3.14×80×

22、;750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=750/(300×10)=0.25mm/z。3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查指導(dǎo)教程Pcc=2kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）計(jì)算基本工時(shí)粗銑中間孔上端面至25 mm，周徑至71mm；tm1=L/ Vf=13s粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；tm2=L/ Vf=13s精銑小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精銑中間孔上端面至周徑至73mm，tm

23、4= L/ Vf=10s；精銑中間孔下端面至周徑至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜中間孔至53mm、半精鏜中間孔至54mm、精鏜中間孔至55mm。機(jī)床：T616臥式鏜床。刀具：YG8硬質(zhì)合金鏜刀。b.計(jì)算切削用量單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據(jù)指導(dǎo)教程4.2-20查得，取 。根據(jù)指導(dǎo)教程4.2-21查得，?。骸.計(jì)算切削基本工時(shí)：同理，當(dāng)?shù)诙?，第三次時(shí)，進(jìn)給量和，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取64r/min，切削基本工時(shí)分別為100s和80s。

24、工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：先鉆8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進(jìn)去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時(shí)在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。機(jī)床：組合機(jī)床。刀具：8mm麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。b.計(jì)算切削用量1）鉆8mm的錐銷孔根據(jù)切削手冊(cè)查得，進(jìn)給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查指導(dǎo)教程表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為： 計(jì)算切削基本工時(shí)：2)鉆M8的螺紋孔刀具：7.