撥叉零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)說明書

1、 目錄1、零 件 的 分 析 .31.1 零件的作用 .31.2 零件的工藝分析 .31.3 位置要求： .32、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) .52.1 確定毛坯的制造形式 .52.2 基面的選擇 .52.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇： .52.2.2 精基準(zhǔn)的選擇： .52.3 制定工藝路線 .62.3.1 工藝路線方案一： .62.3.2 工藝路線方案二 .62.3.3 工藝方案的比較與分析 .72.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:.83、 確定切削用量及基本工時(shí) .103.1 工序 .103.2 工序 .113.3 工序 .123.4 工序 .133.5 工序 V .143.6 工序 .15

2、3.7 工序 .153.8 工序 .164、夾具設(shè)計(jì) .174.1 問題的提出 .174.2 夾具設(shè)計(jì) .184.2.1 定位基準(zhǔn)選擇 .184.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算 .184.2.3 定位誤差分析 .18參考文獻(xiàn):.1911 零 件 的 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 22mm 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的55mm 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 零件的工藝分析零件的材

3、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。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mm 以及與此孔相通的mm 的錐銷孔、0.0210228螺紋孔；8M3.大頭半圓孔mm；551.3 位置要求：小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔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2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

4、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32 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200?？紤]到零件在機(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)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級 CT9 級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000件/年，可確定該撥叉生產(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。2.2 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?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(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

5、有甚者，還會造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。2.2.1 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)。這樣就可以達(dá)到限制五個(gè)自由度，再加上垂直的一個(gè)機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。2.2.2 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)小頭孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不4重合時(shí)，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)。2.3 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、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。

6、再生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，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。2.3.1 工藝路線方案一：工序 1 粗銑 40mm 孔的兩頭的端面，73mm 孔的上下端面。工序 2 精銑 40mm 孔的兩頭的端面，73mm 孔的上下端面。工序 3 粗鏜、半精鏜、精鏜 55mm 孔至圖樣尺寸。工序 4 鉆、擴(kuò)、鉸兩端 22mm 孔至圖樣尺寸。工序 5 鉆 M8 的螺紋孔，鉆 8mm 的錐銷孔鉆到一半，攻 M8的螺紋。工序 6 倒角，4R5mm。工序 7 銑斷保證圖樣尺寸。工序 8 去毛刺，檢驗(yàn)。2.3.2 工藝路線方

7、案二工序 1 以毛坯底邊為基準(zhǔn)， 鉆 20mm 孔, 擴(kuò)孔至 21.8mm, 鉸孔至 22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。5工序 2 以底端面為基準(zhǔn)，銑 40mm 上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與 22 的垂直度為 0.05。工序 3 以 40 為精基準(zhǔn)，鏜 55+0.5 0，鏜 73+0.5 0 保證其尺寸和粗糙度，與 22 孔的垂直度為 0.07。工序 4 以孔 40 為精基準(zhǔn)，鉆孔至 7mm, 鉸孔至 8mm 確?？變?nèi)粗糙度為 1.6。工序 5 以 22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 7mm 孔。工序 6 以 40 上端面為精基準(zhǔn)，攻 M8mm 螺紋。工序 7 倒角，4R5mm。工序 8 以

8、22 孔為精基準(zhǔn)，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4mm，使其粗糙度為 6.3。工序 9 去毛刺，檢驗(yàn)。2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工完與 22mm 的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完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(gè)面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工 22mm 的時(shí)候最多只能保證一個(gè)面定位面與之的垂直度要求。其他兩個(gè)面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個(gè)面時(shí)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(gè)面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合的原則。這樣一比較最終的工藝方案

9、為：工序 1 以毛坯底邊為基準(zhǔn)， 鉆 20mm 孔, 擴(kuò)孔至 21.8mm, 鉸孔至 22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。工序 2 以底端面為基準(zhǔn)，銑 40mm 上端面，保證其尺寸要求6及粗糙度，與 22 的垂直度為 0.05。工序 3 以 40mm 為精基準(zhǔn)，鏜 55+0.5 0mm，鏜 73+0.5 0mm 保證其尺寸和粗糙度，與 22mm 孔的垂直度為 0.07。工序 4 以孔 40 為精基準(zhǔn)，鉆孔至 7mm, 鉸孔至 8 確保孔內(nèi)粗糙度為 1.6。工序 5 以 22mm 孔為精基準(zhǔn)，鉆 7mm 孔。工序 6 以 40mm 上端面為精基準(zhǔn)，攻 M8mm 螺紋。工序 7 倒角，4R5

10、mm。工序 8 以 22mm 孔為精基準(zhǔn)，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4mm，使其粗糙度為 6.3。工序 9 去毛刺。工序 10 檢驗(yàn)。2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定: “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 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。又因它們是對稱的兩個(gè)零件最后還需銑斷，故對 40mm 的中心軸線的尺寸偏差為 1201.25mm 的范圍內(nèi)。2. 兩小孔m

11、m。0.21022毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求界于 IT7IT8 之間，參照切屑加7工簡明實(shí)用手冊表 8-21 確定工序尺寸及余量：鉆孔 21.8mm 2Z=21.8mm鉸孔 mm 2Z=0.2mm0.210223.中間孔（55mm 及 73mm）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊表1-13 得：孔的鑄造毛坯為 49mm、 73mm 的孔是在 55mm 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 35mm，由于其對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)用手冊表 8-95 確定 73mm 工序尺寸及余量：粗銑 71mm Z=4mm精銑 73mm Z=1mm參

12、照切屑加工簡明實(shí)用手冊表 8-95 確定 55mm 工序尺寸及余量粗鏜 53mm2Z=4mm半精鏜：54mm精 鏜：55mm 4.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)用手冊表 8-70 確定鉆 8mm 螺紋孔和8mm 圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷83 確定切削用量及基本工時(shí)3.1 工序 1 以毛坯底邊為基準(zhǔn)，鉆 20mm 孔, 擴(kuò)孔至 21.8mm, 鉸孔至22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。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：Z

13、512 臺式鉆床。刀具：YG8 硬質(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obl=3mm、棱帶長度 、 、。mml5 . 11120210030YG8 硬質(zhì)合金鉸刀 22mm。計(jì)算切削用量查切削用量簡明手冊 。 rmmf/1 . 1 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇，rmmf/75. 1rmmf/53. 0最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 。rmmf/1 . 1鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.5.mm，壽命min60T9切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) rmmvc/120 . 1TVK 故。0 . 1

14、MVK0 . 1tvK0 . 1Kxv0 . 11vK10apvKrmmvc/12，查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為min/46510000rdvns。故實(shí)際的切削速度。min/460rncsmndvsc/52. 010000計(jì)算基本工時(shí) snfLtm745. 127210303.2 工序 2 以底端面為基準(zhǔn)，銑 40mm 上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與 22mm 的垂直度為 0.05。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：X52K 立式銑床參數(shù)。刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銑刀 45mm，選

15、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。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 按簡明手冊V c=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC10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=3.1480475/1000=1.06m/s,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(3001

16、0)=0.16mm/z。（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 PcmPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。3.3 工序 3 以 40 為精基準(zhǔn)，鏜 55+0.5 0mm，鏜 73+0.5 0mm 保證其尺寸和粗糙度，與 22mm 孔的垂直度為 0.07。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 22mm，周徑至 71mm；粗銑中間孔下端面至 24mm，周徑至 71mm；精銑兩頭孔的端面至50

17、mm；保證粗糙度 Ra=3.2m；精銑中間孔上端面至 20mm，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。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。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11刀即可完成所需長度。（2）計(jì)算切削速度 按簡明手冊V c=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC算得 Vc98mm

18、/s，n=780r/min,Vf=490mm/s據(jù) X52K 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=3.1480750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。（3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡明手冊Pcc=2kw,而機(jī)床所能提供功率為 PcmPcc。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。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

19、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，tm4= L/Vf=10s；精銑中間孔下端面至周徑至 73mm，tm5= L/Vf=10s。3.4 工序 4粗鏜、半精鏜、精鏜 55mm 孔至圖樣尺寸。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。12機(jī)床：T616 臥式鏜床。刀具：YG8 硬質(zhì)合金鏜刀。計(jì)算切削用量單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據(jù),3mmZ mmap2簡明

20、手冊4.2-20 查得，取 。根據(jù)簡明手冊4.2-21rmmf/1查得，?。?。min/245rn 3.計(jì)算切削基本工時(shí)：sfLtmm3052. 02001212同理，當(dāng)?shù)诙危谌螘r(shí)，進(jìn)給量mmap6 . 0mmap4 . 0和，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取 64r/min，切削基rmmf/3 . 0rmmf/12. 0本工時(shí)分別為 100s 和 80s。3.5 工序 5以孔 40 為精基準(zhǔn)，鉆孔至 7, 鉸孔至 8 確保孔內(nèi)粗糙度為1.6。加工條件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機(jī)床：組合機(jī)床。刀具：8mm 麻花鉆、7mm 麻花鉆計(jì)算切削用量根據(jù)切削手冊查得

21、，進(jìn)給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取ff=0.3mm/z，v=5m/min，則：min/1998510001000rdvnws13查簡明手冊表 4.2-15，取。所以實(shí)際切削速min/195rnw度為：smndvww/1 . 0100019581000計(jì)算切削基本工時(shí)：sfyltmm3222. 0195463.6 工序 6 以 22 孔為精基準(zhǔn)，鉆 7 孔。加工條件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機(jī)床：組合機(jī)床。刀具：7mm 麻花鉆、8mm 的絲錐。計(jì)算切削用量刀具：7mm 麻花鉆。根據(jù)切削手冊查得，進(jìn)給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取ff=0

22、.3mm/z，v=5m/min，則：min/2125 . 7510001000rdvnws查簡明手冊表 4.2-15，取。所以實(shí)際切削速min/195rnw度為：smndvww/1 . 010001955 . 71000計(jì)算切削基本工時(shí)：sfyltmm323 . 019546143.7 工序 7 以 40 上端面為精基準(zhǔn)，攻 M8 螺紋。加工條件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機(jī)床：組合機(jī)床。刀具：8mm 的絲錐。切削用量刀具：絲錐 M6，P=1mm切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：smv/1 . 0，按機(jī)床使用說明書選?。?，則 min/219rnsm

23、in/195rnw；機(jī)動(dòng)時(shí)，smv/1 . 0mml1046計(jì)算切削基本工時(shí)：sfyltmm323 . 0195463.8 工序 8 倒角，4R5mm。以 22mm 孔為精基準(zhǔn)，將兩件兩件銑斷，銑斷量為 4，使其粗糙度為 6.3加工條件工件材料：HT200，硬度 190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。刀具：YG 硬質(zhì)合金圓盤銑刀，厚度為 4mm。 機(jī)床：組合機(jī)床。計(jì)算切削用量查切削手冊 ，選擇進(jìn)給量為：,切削速度為：rmmf/3 . 015，則：smv/1min/10073110001000rdvnws根據(jù)簡明手冊表 4.2-39，取，故實(shí)際切削速min/100rnw度為：smndvww/11000100731000查切削手冊表 4.2-40，剛好有。min/400mmfm計(jì)算切削基本工時(shí)：sfyltmm12640030724 夾具設(shè)計(jì)4.1 問題的提出本夾具是用來銑 73 的面,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,16因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公差