機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 撥叉課程設(shè)計報告書

./目錄TOC\o"1-2"\h\u17964一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1308641、零件的作用 1117932、零件的工藝分析 1271243、零件的生產(chǎn)類型 26600二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計毛坯圖 2137651、選擇毛坯 275682、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 214425三、選擇加工方法,制定工藝路線 485002、零件表面加工方法的選擇 5276293、制訂工藝路線 510517四、工序設(shè)計 8210111、選擇加工設(shè)備與工藝裝備 8195592、確定工序尺寸 1031089五、確定切削用量及基本時間 11272511、工序10切削用量及基本時間的確定。 1126842、工序20切削用量及基本時間的確定。 12324833、定位方案 1523324六、參考文獻 1613656七、總結(jié) 17.一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定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。零件上方的孔與操縱機構(gòu)相連,下方的半孔則是用于與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1零件圖2、零件的工藝分析撥叉〔CA6140車床共有三處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下：1以為中心的加工表面這一組加工表面包括：孔的表面,以及其上端面,上端面與孔有位置要求,孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐銷孔,一個M8的螺紋孔。這兩個都沒有高的位置度要求。2、以為中心的加工表面這一組加工表面包括：孔的表面,以及其上下兩個臺階面。這兩組表面有一定的位置度要求,即的孔上下兩個端面與的孔有垂直度要求。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加工另外一組。3、零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Q=12000件/年N=Qn〔1+a%〔1+b%零件是CA6140車床的撥叉,質(zhì)量為1kg,查表2-1〔生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系可知其屬輕型零件,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。二、選擇毛坯,確定毛坯尺寸,設(shè)計毛坯圖1、選擇毛坯零件材料為HT200,毛坯重量約1.0Kg生產(chǎn)大批?？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,故選擇砂型鑄造機器造型毛坯。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差參見參考文獻[1]第五章第一節(jié)《鑄件尺寸公差與機械加工余量〔摘自GB/T6414-1999》確定,步驟如下1>由于工件較小,為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起,同時加工。2>鑄件的圓角半徑按參見參考文獻[2]表1-16選擇砂型鑄造R=3-5mm。

3>兩孔,考慮其孔徑較小鑄造困難,為簡化鑄造毛坯外型,現(xiàn)直接將φ40圓柱鑄成實心的。4求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸,長160mm,寬73mm,高50mm,故最大輪廓尺寸為160mm。5選取公差等級CT由參見參考文獻[1]表5-1,鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得公差等級CT圍8~12,取為10級。6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,由表5-3查得,公差帶相對于基本尺寸對稱分布。7求機械加工余量等級由由參見參考文獻,鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得機械加工余量等級圍E~G級,取為F級。8求RMA〔要求的機械加工余量對所有加工表面取同一個數(shù)值,由由參見參考文獻[1]表5-4查最大輪廓尺寸為160mm、機械加工余量等級為F級,得RMA數(shù)值為1.5mm。9求毛坯基本尺寸和M8孔較小,鑄成實心；圓筒上頂面單側(cè)加工,應(yīng)由式求出,即孔屬于腔加工,應(yīng)由式〔5-3求出,即撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表表2.1撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量項目圓筒上頂面孔、和M8孔圓柱及臺階公差等級CT1010加工面基本尺寸5055鑄件尺寸公差2.82.8機械加工余量等級FFRMA1.51.5毛坯基本尺寸52.950.60厚303、設(shè)計毛坯圖根據(jù)以上各步分析得毛坯圖如下：三、選擇加工方法,制定工藝路線1、定位基準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)無常進行?！?粗基準的選擇。對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準。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。根據(jù)這個基準選擇原則,現(xiàn)選取φ40圓柱的不加工外輪廓表面作為粗基準,利用零件下底面支承限制3個自由度,兩塊V形塊夾緊這兩個φ40圓柱面作主要定位面再限制3個自由度,達到完全定位,然后進行車削。〔2精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算,這在以后還要專門計算。2、零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有孔、端面、臺階面、小孔、螺紋等,材料為鑄鐵。以形位公差和粗糙度要求,參考參考文獻[1]有關(guān)資料,其加工方法選擇如下。1孔公差等級為IT13,表面粗糙度為Ra3.2,需粗鏜、半精鏜。2臺階孔公差等級為IT13,表面粗糙度為Ra6.3,需粗鏜。3端面為未注公差尺寸,表面粗糙度為Ra3.2,需粗車、半精車4孔公差等級為IT7,表面粗糙度為Ra1.6,需進行鉆、擴、粗鉸、精鉸3、制訂工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當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)當考慮經(jīng)濟效益,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1工藝路線方案一:工序00鑄造毛坯

工序10鉆、擴、粗鉸、精鉸兩孔工序20粗車、半精車端面工序30粗鏜、半精鏜孔工序40粗鏜臺階面工序50鉆錐孔φ8及M8底孔工序60攻螺紋M8工序70磨撥叉圓柱端面,對孔垂直度0.05工序80銑斷使之為兩個零件工序90校正撥叉腳端面,對孔垂直度0.07工序100撥叉腳局部淬火,硬度工序110去毛刺工序120清洗工序130終檢2工藝路線方案二:工序00鑄造毛坯

工序10粗車、半精車端面工序20鉆、擴、粗鉸、精鉸兩孔工序30粗鏜、半精鏜孔工序40粗鏜臺階面工序50鉆錐孔φ8及M8底孔工序60攻螺紋M8工序70磨撥叉圓柱端面,對孔垂直度0.05工序80銑斷使之為兩個零件工序90校正撥叉腳端面,對孔垂直度0.07工序100撥叉腳局部淬火,硬度工序110去毛刺工序120清洗工序130終檢3、工藝方案比較分析:上述兩方案:方案一是先加工孔,再以孔為基準加工頂面,然后加工孔等；而方案二先加工頂面,以頂面為基準加工兩臺階面及和孔.由方案一可見孔為基準加工頂面,精度易于保證,但加工臺階面時不符合定位基準與設(shè)計基準重合原則且需另外設(shè)計一套夾具。由方案二可見圓柱端面為基準加工其他各面更合理,且仍可用前面所用的夾具,而且也能很好地保證垂直度要求,保證便于定位加工,符合中批生產(chǎn)要求,較為合理。因此,最后的加工路線確定如下：工序00鑄造毛坯工序10粗車、半精車上端面,以下底面為粗基準工序20鉆、擴、粗鉸、精鉸兩孔,以上端面為精基準工序30粗鏜、半精鏜孔,以上端面為精基準工序40粗鏜臺階面,以上端面為精基準工序50鉆錐孔φ8及M8底孔,以上端面為精基準工序60攻螺紋M8工序70磨撥叉圓柱端面,對孔垂直度0.05,以孔軸線為基準工序80銑斷使之為兩個零件,以孔軸線為基準工序90校正撥叉腳端面,對孔垂直度0.07,以孔軸線為基準工序100撥叉腳局部淬火,硬度工序110去毛刺工序120清洗工序130終檢四、工序設(shè)計1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備1選擇機床根據(jù)不同的工序選擇機床a、工序10、30、40是粗車和半精車。各工序的步數(shù)不多,成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,選用C630車床即可。b、工序20是鉆、擴、粗鉸、精鉸孔。由于加工的零件外廓尺寸不大,故宜在車床上進行加工,因此仍可選用C630車床。c、工序50、60是鉆孔、攻螺紋。選用Z525型立式鉆床。d、工序70是磨端面。選用M7120A磨床。e、工序80是銑斷端面。選用立式銑床X5012。2選擇刀具根據(jù)不同的工序選擇刀具。在車床上加工的工序,一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。這里選用普通車刀。在工序20中鉆、擴、鉸孔,選用直柄麻花鉆、錐柄擴孔鉆和錐柄用鉸刀。工序50、60是鉆孔、攻螺紋。選用直柄麻花鉆和細柄機用絲錐。工序70是磨端面。刀具為砂輪。工序80是銑斷端面。選用直柄立銑刀。3選擇量具本零件屬成批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點,參考有關(guān)資料,選擇如下。工序加工面尺寸尺寸精度量具10車上頂面保證尺寸50mm0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺201、鉆孔至0.001分度值0.001,測量量程10-50,徑千分尺2、擴孔至0.001分度值0.001,測量量程10-50,徑千分尺3、粗鉸孔至,精鉸孔達要求0.001分度值0.001,測量量程10-50,徑千分尺30車孔至圖樣要求0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺40車上下臺階孔保證尺寸0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺501、鉆孔0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺2、鉆螺紋孔的底孔0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺60攻螺紋孔螺紋直徑8,粗牙1.25,螺紋塞規(guī)70磨撥叉圓柱端面,對孔垂直度0.050.01垂直度測量儀80銑斷使之為兩個零件0.1讀數(shù)值0.05,測量圍0-125,三角游標卡尺90校正撥叉腳端面,對孔垂直度0.070.01垂直度測量儀100撥叉腳局部淬火,硬度0.01硬度計確定工序尺寸加工表面工序雙〔單邊余量公序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精車上頂面保證尺寸50mm1.9〔單1〔單5150Ra6.3Ra3.21、鉆孔至10Ra12.52、擴孔至0.9Ra6.33、粗鉸孔至,精鉸孔達要求0.070.03Ra3.2Ra1.62、車孔至圖樣要求3.41.1Ra6.3Ra3.23、車上下臺階孔保證尺寸23Ra6.3五、確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、,再確定。1、工序10切削用量及基本時間的確定?！?切削用量本工序為粗車、半精車圓柱端面。已知加工材料為HT200,機床為C630,工位夾具為專用車床夾具。由于車床C630的中心高280mm,故選刀桿尺寸為BXH=20mmX30mm.1粗車圓柱端面時a、確定背吃刀量粗車單邊余量為1.9mm,則=1.9mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻,在粗車鑄鐵、刀桿尺寸為BXH=20mmX30mm、,工件直徑為40mm時,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻1,當用YG6硬質(zhì)合金刀切削灰鑄鐵,=1.9mm,時,切削速度。查參考文獻,車床C630接近轉(zhuǎn)速為750r/min,取故實際的切削速度2半精車圓柱端面時a、確定背吃刀量粗車單邊余量為1mm,則=1mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻,在半精車鑄鐵、表面粗糙度Ra=3.2、刀尖圓弧半徑時,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻,當用YG6硬質(zhì)合金刀切削灰鑄鐵,=1mm,時,切削速度。查參考文獻,車床C630接近轉(zhuǎn)速為945r/min,取故實際的切削速度〔2基本時間1確定粗車圓柱端面的基本時間。車端面基本時間式中,則Tji=2×〔20+2÷0.42÷750×60=8.4″2確定半精車圓柱端面的基本時間。車端面基本時間式中,則Tj2=2×22×60÷0.3÷945＝9.4″3>確定輔助時間輔助時間大約為粗車的和半精車的。4>工序工時總工序時間為2、工序20切削用量及基本時間的確定?！?切削用量本工序為鉆、擴、粗鉸、精鉸。已知加工材料為HT200,機床為C630,工位夾具為專用車床夾具。1鉆孔至時a、確定背吃刀量根據(jù)參考文獻[1]表5-42查得鉆頭直徑應(yīng)該選用,則=10mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻[1]表5-127,在高速鋼鉆頭鉆孔時進給量,鉆頭直徑,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻,當用硬質(zhì)合金鉆頭鉆削灰鑄鐵,時,切削速度,取切削速度。查參考文獻[1]表5-56,車床C630轉(zhuǎn)速最高為945r/min,取故實際的切削速度2擴孔至時a、確定背吃刀量擴孔雙邊余量為1.8mm,則=0.9mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻,在高速鋼和硬質(zhì)合金擴孔,擴孔鉆直徑,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻擴鉆與擴孔的切削用量,切削速度,取切削速度。查參考文獻,車床C630轉(zhuǎn)速最高為478r/min,取故實際的切削速度3粗鉸孔至a、確定背吃刀量鉸孔雙邊余量為0.14mm,則=0.07mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻[1]表5-136,在硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔,鉸刀直徑,背吃刀量時,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻,在硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔,鉸刀直徑,,選擇。查參考文獻,車床C630轉(zhuǎn)速最高為149r/min,取故實際的切削速度4精鉸孔至a、確定背吃刀量鉸孔雙邊余量為0.06mm,則=0.03mmb、確定進給量根據(jù)參考文獻[1]表5-136,在硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔,鉸刀直徑,背吃刀量時,,選擇c、確定切削速度根據(jù)參考文獻,在硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔,鉸刀直徑,,選擇。查參考文獻,車床C630轉(zhuǎn)速最高為149r/min,取故實際的切削速度〔2基本時間1確定鉆孔至的基本時間。根據(jù)參考文獻,鉆孔和鉆中心孔的基本時間式中,則Tj1=2×62×60÷0.8÷945=4.92″2確定擴孔至的基本時間。根據(jù)參考文獻,擴鉆、擴孔和鉸圓柱孔的基本時間式中,則Tj2=52.9×60÷1.0÷478=6.6″3確定粗鉸孔至的基本時間。根據(jù)參考文獻,擴鉆、擴孔和鉸圓柱孔的基本時間式中,則Tj3=52.07×60÷0.4÷149=52.4″4確定精鉸孔至的基本時間。根據(jù)參考文獻,擴鉆、擴孔和鉸圓柱孔的基本時間式中,則Tj4=52.03×60÷0.25÷149=83.8″5>確定輔助時間查參考文獻[2]表4-106得輔助時間大約為鉆孔的、擴孔的、粗鉸孔的和精鉸孔的。6>工序工時總工序時間為Tj=Tj1+Tj2+Tj3+Tj4+T輔=4.92″＋52.4″＋83.8″＋1′24″＋2′40″＋8′10″＋1′20″=16′2″3、定位方案方案一：工件以下底面及兩個圓柱面為定位基準,采用平面與V形塊組合定位方案,在燕尾槽平面上定位,限制3個自由度,另外固定V形塊限制2個自由度,活動V形塊限制1個自由度。共限制六個自由度。由活動V形塊進行夾緊。燕尾槽可在導(dǎo)軌上滑動,且導(dǎo)軌兩端使用擋銷定位,中間使用定位銷定位,從而實現(xiàn)三位移動定位。方案二：工件以下底面及兩個表面為定位基準,采用一平面兩銷的組合定位方案,在燕尾槽平面上定位,限制3個自由度,另外一個短圓柱銷限制2個自由度,菱形銷限制1個自由度。共限制六個自由度。由偏心夾緊機構(gòu)進行夾緊。燕尾槽可在導(dǎo)軌上滑動,且導(dǎo)軌兩端使用擋銷定位,中間使用定位銷定位,從而實現(xiàn)三位移動