設(shè)計“ca6140車床撥叉型號861002”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備

重慶工商大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目設(shè)計“CA6140車床撥叉，型號861002”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：目錄序言零件的分析…………1零件的作用…....1零件的工藝分析………………....2工藝規(guī)程的設(shè)計………3確定毛坯的制造形式……………….3基面的選擇…....3制定工藝路線…..3機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定..5確立切削用量及基本工時…………..7夾具設(shè)計……...…...13問題的提出……13夾具設(shè)計…….13參考文獻(xiàn)………….17序言機械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計使我們學(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.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 一、零件的分析零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動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φ25孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以φ25mm孔這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為φ25H7mm通孔。2.以φ60mm這一組加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的兩個端面。主要是φ60H12的孔。3.銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4.以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：φ60孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0.1mm.。16H11mm的槽與φ25H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25EQ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φ42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,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。1.工藝路線方案一工序一粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25、φ60孔工序二粗、精銑φ60、φ25孔下端面。工序三粗、精銑φ25孔上端面工序四粗、精銑φ60孔上端面工序五切斷。工序六銑螺紋孔端面。工序七鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八攻M22×1.5螺紋。工序九粗銑半精銑精銑槽所在的端面工序十粗銑半精銑精銑16H11的槽。工序十一檢查。上面的工序加工不太合理，因為由經(jīng)驗告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個方案。2.工藝路線方案二工序一粗、精銑φ25孔上端面。工序二粗、精銑φ25孔下端面。工序三鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔。工序四鉆、擴、鉸、精鉸φ60孔。工序五粗、精銑φ60孔上端面工序六粗、精銑φ60孔下端面。工序七切斷。工序八銑螺紋孔端面。工序九鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序十攻M22×1.5螺紋。工序十一粗銑半精銑精銑槽所在的端面工序十二粗、半精銑精銑16H11的槽。工序十三檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導(dǎo)致效率較低。再看另一方案。3.工藝路線方案三工序一粗、精銑φ25孔上端面。工序二粗、精銑φ25孔下端面。工序三鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔。工序四鉆、擴、鉸、精鉸φ60孔。工序五粗、精銑φ60孔上端面工序六粗、精銑φ60孔下端面。工序七銑螺紋孔端面。工序八鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九攻M22×1.5螺紋。工序十粗銑半精銑精銑槽所在的端面。工序十一粗、半精銑精銑16H11的槽。工序十二切斷。工序十三檢查。此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足，所以這個方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素，得到以下我的工藝路線。4.工藝路線方案四工序一以φ42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ25孔下端面。工序二精銑φ25孔上下端面。工序三以φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔,孔的精度達(dá)到IT7。工序四以φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ60孔上下端面。工序五以φ25孔為精基準(zhǔn)，精銑φ60孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序六以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸φ60孔，保證空的精度達(dá)到IT8。工序七以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。工序八以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆φ20孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆一個φ20孔，攻M22×1.5螺紋。工序十以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。工序十一以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對孔的垂直度誤差是0.08。工序十二兩件銑斷工序十三檢查。雖然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工φ60、φ25孔是精度要求所致。以上工藝過程詳見圖3。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圓表面（φ42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 2.外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表3.1～26，取φ25，φ60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑2半精銑0 3.內(nèi)孔（φ60已鑄成φ50的孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取φ60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為50mm 工序尺寸加工余量：鉆孔5 擴孔0.鉸孔0.1 精鉸0mm同上，零件φ25的孔也已鑄出φ15的孔。工序尺寸加工余量：鉆孔至φ23余量為8mm擴孔鉆1.8mm粗鉸孔0.14mm精鉸孔0.4.槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。工序尺寸加工余量：粗銑端面2.1mm半精銑0.7mm精銑0.2mm5.螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4mm工序尺寸加工余量：粗銑頂面3.1mm半精銑0.7mm精銑0.2mm 6.其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時工序一以φ42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ25孔上下端面。1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=200~241,鑄造。加工要求：粗銑φ25孔上下端面。機床：X53立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1.52.切削用量1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm2）每齒進(jìn)給量機床功率為10kw。查《切削手冊》f=0.08~0.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.153）查后刀面最大磨損及壽命查《機械切削用量手冊》表8，壽命T=180min4）計算切削速度按《2》表14，V=1.84n=7.32=6.445）計算基本工時tm＝L/Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二精銑φ25孔上下端面。1.加工條件工件材料：HT200,σb=0.16GPaHB=200~241,鑄造。加工要求：精銑φ25上下端面。機床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。2.切削用量1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1.02）每齒進(jìn)給量機床功率為7.5kw。查《切削手冊》表5f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14mm3）查后刀面最大磨損及壽命查《切削手冊》表8，壽命T=180min4）計算切削速度按《切削手冊》表14，查得Vf＝6.44mm/s，5）計算基本工時tm＝L+182/Vf=(2+182)/6.44=5.9min。工序三以φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔，孔的精度達(dá)到IT7。1.選擇鉆床及鉆頭選擇Z5125A鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量由do=23mm,查《2》表5按鉆頭按機床強度查[1]表10.1-2選擇最終決定選擇機床已有的進(jìn)給量（2）耐用度查[2]表9T=4500s=75min（3）切削速度查《1》表10.1-2n=50-2000r/min取n=1000r/min.３.計算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：選高速鋼擴孔鉆鉸孔：選高速鋼鉸刀精鉸：選高速鋼鉸刀工序四以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、粗鏜、精鏜φ60孔，保證孔的精度達(dá)到IT7。1.選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z5163A鉆床n=22.4~1000r/min,f=0.063~1.2mm/r.2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《2》表5鉆頭進(jìn)給量按鉆頭強度選擇按機床強度選擇最終決定選擇Z5163A機床已有的進(jìn)給量（2）計算工時選擇n=600r/min所以３.選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀，粗鏜時do=59.9mm選擇臥式鏜床T68,粗鏜時v=20-35m/min,f=0.3-1.0精鏜時v=15-30m/min,f=0.15-0.5mm/r工序五粗銑半精銑精銑槽16H11的端面1.選擇機床刀具選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼Yab端銑刀2.切削用量查2表5f=0.14~0.24mm/rT=180min取f=0.15mm/rv=1.84m/minn=7.32r/min3.計算工時半精銑工序六精銑槽16H11本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。選擇機床及刀具機床x61W型萬能銑床刀具錯齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查[1]表8國家標(biāo)準(zhǔn)GB1118D=160mmd=40mmL=16mm齒數(shù)z=24計算切削用量由[1]表9.4—1和[3]查得走刀量f=0.67mm/r銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由[1]表9.4—6查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.2~0.3表9.4—7查得耐用度為T=150min切削速度由[1]式3.2查表9.4—8得其中：修正系數(shù)m=0.5代入上式，可得v=49.5m/min=0.82m/s確定機床主軸速度由[3]按機床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33r/s所以實際切削速度為計算切削工時工序七銑螺紋孔頂面1.選擇機床及刀具機床：X53K立式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。2.切削用量1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1.52）刀具耐用度查《2》表壽命T=180min。3）計算切削速度查[2]得Vc＝0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf=1.42工序八兩件銑斷三、夾具設(shè)計設(shè)計工序——精銑槽16H11的夾具。問題的提出本夾具要用于精銑槽16H11，對槽16H11的要求有：槽寬16H11精度等級為IT12級，槽深8H12精度等級為IT12級，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應(yīng)首先考慮保證槽的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。夾具設(shè)計定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ25孔的端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。切削力和夾緊力計算（1）刀具：高速鋼錯齒三面刃銑刀φ160mmz=24機床：x61W型萬能銑床由[3]所列公式得查表9.4—8得其中：修正系數(shù)z=24代入上式，可得F=889.4N因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5為加工性質(zhì)系數(shù)1.1為刀具鈍化系數(shù)1.1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以（2）夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機由其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+GG為工件自重夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料45鋼性能級數(shù)為6.8級螺釘疲勞極限：極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍?/p>