機械制造工藝學課程設計說明書-設計“ CA6140車床撥叉（831003）”零件的機械加工工藝規(guī)程及機床夾具（2000件年）

機械制造工藝學課程設計說明書設計題目：設計“CA6140車床撥叉831003”零件的機械加工工藝規(guī)程及機床夾具（2000件/年）開始日期：2015年6月22日完成日期：2015年7月8日學生姓名：學號：指導教師：學校名稱：重慶理工重慶理工大學機械制造工藝學課程設計任務書設計題目：設計“CA6140車床撥叉（831003）”零件的機械加工工藝規(guī)程及機床夾具（2000件/年）生產(chǎn)綱領：2000件/年內(nèi)容：1、零件圖........................................................1張2、毛坯圖........................................................1張3、1張4、套5、張6、張7、設計說明書.................................................1份班級學號：學生：指導教師：2015年6月18日目錄第一章零件的分析1.1零件的用途 ....................................................................... 1.2零件的工藝分析 第二章工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 2.2基準面的選擇 2.3制定工藝路線 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 2.5確定切削用量及基本工時 第三章專用夾具的設計 參考文獻 致謝 第一章、零件的分析（一）、零件的用途題目給定的零件是C6140撥叉它位于車床變速機構中，主要其換擋作用。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達到要求的主軸轉速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時?；讫X輪就達不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進行正確有效的嚙合。從而影響整個傳動系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達到很高的配合精度。、確定生產(chǎn)類型

按照設計任務書CA6140撥叉（831003）;零件年生產(chǎn)量為2000件，若取備品率為8%，廢品率為1%，所以該零件的生產(chǎn)綱領為：N=Qn(1+%+%)=20001(1+8%+1%)=2180（件）

可見，年生產(chǎn)量為2180臺，屬于輕型機械，根據(jù)《機械制造工藝學課程設計指導書P133表5-8，由生產(chǎn)綱領與生產(chǎn)類型關系可確定該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。（三）、零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。A端面和與A端面垂直的花鍵底孔以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括?25+0.230mm的三齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2×750到角和距中心線為27mm的平面。第二章、工藝規(guī)程設計（1）、確定毛坯的制造形式此次所設計的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因為生產(chǎn)綱領為大批量生產(chǎn)。因為零件形狀簡單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。（2）、基準面的選擇1、精基準的選擇：為了保證定位基準和加工工藝基準重合，所以選擇零件的左端面為精基準。2、粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于撥動滑移齒輪的右端面。所以以Φ40的外圓表面為粗基準。（3）、加工表面的加工方案工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備基準選擇1銑粗銑-精銑端面DX6132硬質(zhì)合金端面銑刀Ф40外圓端面為粗基準2鉆、擴、锪鉆花鍵底孔ф20mm、擴花鍵底孔ф22mm、锪D端面倒角Z525高速鋼直柄麻花鉆硬質(zhì)合金錐柄擴孔鉆錐柄錐面锪鉆D面A面底孔中心3锪锪E面花鍵底孔倒角Z525錐柄錐面锪鉆花鍵底孔中心4拉拉花鍵孔L6110高速鋼花鍵拉刀花鍵孔中心、D面5銑粗銑A表面XA6132硬質(zhì)合金端銑刀花鍵孔中心6銑粗銑18H11槽XA6132硬質(zhì)合金直齒三面刃銑刀花鍵孔中心、D面7銑精銑A表面XA6132硬質(zhì)合金端銑刀花鍵孔中心8銑精銑18H11槽XA6132硬質(zhì)合金直齒三面刃銑刀花鍵孔中心、D面9鉆鉆螺紋底孔2×ф6.8mmZ525高速鋼錐柄麻花鉆D面10攻攻螺紋2×M8mmSB408M8細柄機用絲錐螺紋底孔中心11檢驗（4）、制定工藝路線工藝路線方案一：工序一：鑄造毛坯；工序二：粗、精銑左端面D面，工序三：鉆孔并擴花鍵底孔Φ22并锪2×75°倒角；工序四：拉花鍵孔Φ25H7工序五：粗精銑底面A面；工序六:粗銑平面工序七：粗銑槽；工序八:精銑平面工序九:精銑槽工序十：鉆螺紋孔；工序十一：攻螺紋工序十二：去毛刺；工序十三：終檢，入庫。工藝路線方案二：工序一：鑄造毛坯；工序二：粗、精銑左端面D面，工序四：拉花鍵Φ25H7工序五：粗銑底面A面及18H11槽；工序六：精銑底面A面及18H11槽；工序七：鉆螺紋孔；攻螺紋工序八：去毛刺；工序九：鉆孔并擴花鍵底孔Φ22并锪2×75°倒角；比較兩種工序加工方案，考慮到加工過程中先面后孔，粗精分開，保證加工要求，縮短加工工時提高加工效率，故采用第一種加工方案。（5）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。根據(jù)上述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，工序尺寸以及毛坯尺寸。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《機械制造技術基礎課程設計指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等級為8~10級，，取為10級。求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由《機械制造技術基礎課程設計指南》中表5-3可查得尺寸公差為CT=3.2mm求機械加工余量由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-5查得機械加工余量等級范圍為D~F，取為h級求RAM（要求的機械加工余量）對所有的加工表面取同一數(shù)值，由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機械加工余量為h級，得RAM數(shù)值為2mm。求毛坯尺寸2-M8通孔較小鑄成實心；C、D面單側加工，應由《機械制造技術基礎課程設計指南》式5-2求出，即：R=F+RAM±CT/2=82±1.6mmD面為單側加工，毛坯尺寸由機械制造技術基礎課程設計指南》式5-1求出，即：R=F+RAM±CT/2=74±1.6mm為了簡化鑄件的形狀取R＝75mm1、C面的單邊總加工余量為Z＝3.6mm。查《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-49精加工余量a=1.0mm，故粗加工余量為Z＝2.6m。2、D面的總加工余量為Z=3.0mm，D面精加工余量同C面a＝1mm，故D面粗加工余量Z＝2mm。3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)空尺寸為。由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-42確定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴孔：22mm拉花鍵孔(6-25H7**6H9)4、銑18H11槽由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z＝3.0mm，粗銑后公差為+0.18～+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11）。4.5確定切削用量及基本工時工序一：鑄造毛坯工序三鉆Φ22花鍵底孔，擴花鍵底孔Φ22倒2×75o倒角一、鉆Φ20的孔。決定進給量由《機械加工工藝手冊》表3.3-5選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do＝20mm。由《機械加工工藝手冊》表3.4-1查得鑄鐵的硬度大于200HBS，查得進給量f=0.43~0.53mm/r，由于Yd＝80/20＝4查得修正系數(shù)Ktf＝0.95則f＝0.41～0.50mm/r。由《機械加工工藝手冊》表3.4-3可查得鉆頭強度允許的進給量為f＝1.75mm/r。由《機械加工工藝手冊》表3.4-4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《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-64查得進給機構允許的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.48，由《機械加工工藝手冊》表3.4-15查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F＝5510N小于Fmax，故可用。確定鉆頭的磨鈍標準及壽命。由《機械加工工藝手冊》表3.4-7查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。確定切削速度＝286.6r/min由《機械加工工藝手冊》表3.4-8取n＝272r/min則實際切削速度Vc＝＝＝17.1m/min。檢驗機床扭矩及功率由《機械加工工藝手冊》表3.4-15可查得f0.5mm/r時，Mc＝48.26Nm。當nc＝272r/min時，由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-68可查得Mm＝144.2Nm。由《機械加工工藝手冊》表3.4-15查得Pc＝1.27kw，Pe＝2.6×0.81＝7.76kw，因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。所以得f＝0.48mm/r，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。計算基本工時：tm＝由《機械加工工藝手冊》表2.1-99查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故：tm＝＝＝0.69mim。輔助時間為（0.15-0.2）tm，取0.2tm，所以輔助時間為0.1min。二、擴20孔。1、確定背吃刀量由《機械制造技術基礎課程設計指南》表5-41查得背吃刀量為2mm。2、確定進給量由《機械加工工藝手冊》表3.4-5得查的f＝0.6～0.7mm/r。根據(jù)機床說明書取f＝0.62mm/r3、計算切削速度＝5.7～8.5m/min由此可知主軸的的轉速：n＝123r/min根據(jù)機床說明書取n＝140r/min，則實際切削速度v＝＝9.67m/min4、計算切削工時由《機械加工工藝手冊》表3.5.1查得tm＝，式中各參數(shù)：L=80mm，L1＝1.707～2.107，取L1＝2mm。故tm＝0.8min輔助時間為（0.15-0.2）tm，取0.2tm，所以輔助時間為0.1min。三、锪d面倒角在同一工序中，锪倒角轉速和擴孔轉速相同n=140r/min；v＝＝11.43m/min.手動走刀，切削深度為2mm。工序五：拉花鍵孔由《機械加工工藝手冊》表4.1-21拉刀的齒升量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒升量為0.04～0.10mm，取齒升量為0.06mm。拉削速度由《機械加工工藝手冊》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度為級的花鍵拉削速度Vc＝4.5～3.5m/min取Vc＝3m/min拉削級別由《機械加工工藝手冊》表4.1－66查得。拉削加工工時t＝式中Zb為單面余量Zb＝＝1.5mmL為拉削表明長度L＝80mm為拉削系數(shù)，?。?.2K考慮機床返回行程系數(shù)取k＝1.4v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)z＝L/PP為拉刀齒距P＝（1.25~1.5）＝1.35＝12mm所以拉刀同時工作齒數(shù)為z＝L/P=80/127所以t＝＝0.16min第三章專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)分析決定設計第七道工序精銑80×30平面的銑床專用夾具。夾具設計1、定位基準的選擇由零件圖知，80×30的表面與花鍵孔軸心線有平行度要求，其設計基準是花鍵孔中心線，為了使基準不重合誤差為零，故選擇以花鍵孔中心線為主要定位基準。2、切削力及夾緊力的計算刀具：選擇硬質(zhì)合金面銑刀d=50mm，齒數(shù)z=3，由《機械加工工藝手冊》第二版查的銑削時切削力的公式為F=由《機械加工工藝手冊》第二版表1.6-10查的a=1mm，d=50mm，C=54.5，X=0.9，y=0.74，u=1，w=0，q=1.0，n=375，a=30mm，f=0.06,把各數(shù)據(jù)代入以上公式算的F=24.2N.由《機械加工工藝手冊》第二版表1.6-10查得個銑削分力的經(jīng)驗比值分別為：1.00-1.20以及0.20-0.30。所以分別取1.1和0.3。水平分力：F=1.1F=26.62N垂直分力：F=0.3F=7.26N在計算切削分力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K=KKKK式中K為基本安全系數(shù)，1.5；K為加工性質(zhì)系數(shù)，1.1：K為刀具鈍化系數(shù)，1.1：K為斷續(xù)切削系數(shù)，1.1；則F=