機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計-撥叉831008加工工藝及銑47°斜面深10夾具設(shè)計

目錄TOC\o"1-3"\h\u32110第1章引言 零件分析零件的作用題目所給的零件是撥叉，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。零件的Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，Φ50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。圖2-1撥叉零件圖零件工藝分析撥叉零件材料HT200，由零件圖知，小頭孔Φ20粗糙度Ra1.6；大頭半圓孔Ф50粗糙度Ra3.2；Φ32端面粗糙度Ra3.2；Φ72端面粗糙度Ra3.2；47°深10斜面粗糙度Ra12.5；M6螺紋粗糙度Ra12.5；Φ8錐銷孔粗糙度Ra1.6。大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm；小頭孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05m。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。確定毛坯確定毛坯種類撥叉零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運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。確定鑄件加工余量及形狀“CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.12kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：Ф72兩端面的加工余量Ф72兩端面表面粗糙度Ra3.2，屬于12級精度，精度等級MA-H，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=5.0mm，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=4.0mm半精銑單邊余量Z=0.5mmФ32端面的加工余量Ф70兩端面表面粗糙度Ra3.2，屬于12級精度，精度等級MA-H，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=5.0mm，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.0mm半精銑單邊余量Z=0.5mmФ20H7孔的加工余量Ф20H7孔，因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，孔表面粗糙度為Ra1.6，屬于7級精度，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-8知，首先鉆孔至Ф18，再擴(kuò)Ф18孔至Ф19.8，最后鉸Ф19.8孔至Ф20H7方能滿足其精度要求。Ф50H7孔的加工余量Ф55H7孔表面粗糙為Ra3.2，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.5mm，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7知，需要經(jīng)過粗車——半精車方能滿足其精度要求。粗車單邊余量Z=2.0mm半精車單邊余量Z=0.5mm撥叉?zhèn)让娴募庸び嗔繐懿鎮(zhèn)让姹砻娲植诙萊a6.3，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=4.0mm，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-7知，需要一步粗銑即可滿足其精度要求。47°深10斜面的加工余量因加工余量不大，且不易鑄造出，故采用實心鑄造，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-6知，知經(jīng)過一步銑削即可滿足其精度要求。M6螺紋的加工余量因螺紋加工余量不大，且不易鑄造出，故采用鑄造，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，需要走刀兩次方能滿足其精度要求。即鉆M6螺紋底孔Φ5.1，再攻M6螺紋。Φ8錐銷孔的加工余量因Φ8錐銷孔加工余量不大，且不易鑄造出，故采用鑄造，再由《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8知，需要走刀兩次方能滿足其精度要求。即鉆孔至Φ7.8、再鉸Φ7.8孔至Φ8.圖3-1撥叉毛坯圖

工藝規(guī)程設(shè)計選擇定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇①如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。②如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。③如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。④選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。⑤粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。重點考慮到既要保證在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，選用撥叉2-Ф32外圓面及其端面作為定位粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇①用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。②當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。③當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。④為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。⑤有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求,對于精基準(zhǔn)而言，主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，選用2-Φ20H7孔及其端面作為定位精基準(zhǔn)。制定加工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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工序01：木模手工砂型工序02：時效處理工序03：粗銑Φ32頂面、Φ72頂面工序04：粗銑Φ32底面、Φ72底面工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ20孔工序06：粗鏜、精鏜Φ50孔工序07：精銑Φ32頂面、Φ72頂面工序08：精銑Φ32底面、Φ72底面工序09：銑47°斜面深10工序10：鉆、攻2-M6螺紋工序11：銑斷工序12：裝配后鉆鉸Φ8錐孔工序13：去毛刺工序14：檢驗至圖紙要求工序15：包裝、入庫工時計算工序03：粗銑Φ32頂面、Φ72頂面工步一：粗銑Φ32頂面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工步二：粗銑Φ72頂面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工序04：粗銑Φ32底面、Φ72底面工步一：粗銑Φ32底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工步二：粗銑Φ72底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工序05：鉆、擴(kuò)、鉸Φ20孔工步一：鉆孔至Φ18確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機(jī)動工時為 工步二：擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8利用擴(kuò)孔鉆將Φ18孔至Φ19.8，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機(jī)動工時為 工步三：鉸Φ19.8孔至Φ20H7確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機(jī)動工時為 工序06：粗鏜、精鏜Φ50孔工步一：粗鏜Φ43孔至Φ49所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。確定切削深度=3.0確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為25mm時，=0.025～8mm/r按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.26mm/r確定切削速度按表1.27的計算公式確定式=300，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則70m/min≈455r/min按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=12mm，=3.0mm，=2mm，=0，=0.26mm/r,，工步二：精鏜Φ49孔至Φ50所選刀具為YT5硬質(zhì)合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度=0.52）確定進(jìn)給量根據(jù)表1.5，當(dāng)精鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為25mm時，=0.025～8mm/r按T68機(jī)床的進(jìn)給量（表4.2-21），選擇=0.13mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式=500，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則≈117m/min≈745r/min按T68機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=12mm，=0.5mm，=2mm，=0，=0.13mm/r,，工序07：精銑Φ32頂面、Φ72頂面工步一：精銑Φ32頂面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50當(dāng)＝750r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工步二：精銑Φ72頂面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50當(dāng)＝750r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工序08：精銑Φ32底面、Φ72底面工步一：精銑Φ32底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?50當(dāng)＝750r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工步二：精銑Φ72底面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝750當(dāng)＝750r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時——工作臺直徑工序09：銑47°斜面深101.選擇刀具刀具選取圓柱銑刀，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計算工時切削工時：，，，則機(jī)動工時為工序10：鉆、攻2-M6螺紋工步一：鉆2-M6螺紋底孔Φ5.1選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）624r/min按機(jī)床選取n=600r/min切削工時：，，，則機(jī)動工時為工步二：攻2-M6螺紋選擇M6mm高速鋼機(jī)用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r（《切削》表2.15）637r/min按機(jī)床選取n=600r/min切削工時：，，，則機(jī)動工時為工序11：銑斷1.選擇刀具刀具選取鋸片銑刀，2.決定銑削用量每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00當(dāng)＝600r/min時按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時：，，，則機(jī)動工時為工序12：裝配后鉆鉸Φ8錐孔工步一：鉆Φ7.8孔確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機(jī)動工時為 工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機(jī)動工時為銑47°斜面夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序09：銑47°斜面深10的夾具設(shè)計問題的提出本夾具主要用于銑47°斜面深10，粗糙度為Ra12.5，精度要求不高，故設(shè)計夾具主要考慮生產(chǎn)效率，精度則不予考慮。定位分析以CA6140車床撥叉Φ32頂面及2-Φ20孔定位，定位分析如下：CA6140車床撥叉Φ32頂面作為第一定位基準(zhǔn)，與心軸Φ30端面相相配合，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動。CA6140車床撥叉Φ20孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ20外圓相配合，限制兩個自由度即X軸移動和Y軸移動。CA6140車床撥叉另一Φ20孔作為第三定位基準(zhǔn)，與削邊軸Φ20外圓相配合，限制兩個自由度即Z軸轉(zhuǎn)動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。切削力和夾緊力的計算（1）刀具：采用圓柱銑刀機(jī)床：X51立式銑床由[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(jī)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=6mm，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?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為[s]=3.5~4取[s]=4得滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，定位誤差分析(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差（式5-1）式中：————心軸孔的最大偏差————心軸孔的最小偏差————心軸定位孔與心軸最小配合間隙代入（式5-1）得：==(2)轉(zhuǎn)角誤差（式5-2）式中：————心軸孔的最大偏差————心軸孔的最小偏差————心軸定位孔與心軸最小配合間隙————削邊軸孔的最大偏差————削邊軸孔的最小偏差————削邊軸定位孔與削邊軸最小配合間隙其中：則代入（式5-2）得：則：≈0.00405°

總結(jié)課程設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的課程設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了課程設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們以后的課程設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次課程設(shè)計的機(jī)會，它將是我們踏入社會的關(guān)鍵一步。致謝這次課程設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在