機械制造課程設(shè)計 ---ca6140機床上的撥叉設(shè)計

1、<p><b>　　零件的分析</b></p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是CA6140機床上的撥叉，他位于機床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機床的變速。</p><p>　　2、零件的工藝分析：</p><p>　　CA6140車床共有四處加

2、工表面，其間有一定位置要求。</p><p><b>　　分述如下：</b></p><p>　　1、以φ25孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：φ25的孔，以及其右端面。</p><p>　　2、以φ55為中心的加工表面</p><p><b>　　3、斜面的加

3、工</b></p><p><b>　　4、撥槽的加工</b></p><p>　　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。</p><p>　　二. 工藝規(guī)程設(shè)計</p><p>　　1、確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件的材料為HT

4、200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復雜，所以用鑄造的形式進行毛坯的制造。</p><p><b>　　2、基面的選擇</b></p><p>　　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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。</p><p&

5、gt;　　（1）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φ25孔的內(nèi)表面作為定位基準，利用一短銷大平面，限制5個自由度，再以一個菱形銷限制最后1個自由度，達到完全定位,再用螺栓夾緊，然后進行銑削。</p><p>　?。?）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

6、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，此處不再重復。</p><p><b>　　3、制訂工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(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)考慮經(jīng)濟效果，以便使生

7、產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　　1）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔，以Φ40外圓和其端面為基準。</p><p>　　2）銑φ55的叉口及上、下端面，以Φ25的孔定位，以兩個面作為基準。</p><p>　　3）切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀。</p><p>　　4）粗、半精鏜的內(nèi)孔，以Φ25的孔定位，以兩個面作為基準。</p&

8、gt;<p>　　5）粗銑35×3的上表面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位。</p><p>　　6）銑40×16的槽，以Φ25的孔定位。</p><p><b>　　7）檢查</b></p><p>　　4、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　零件材料為HT20

9、0，硬度170~220HBS，毛坯重量約1.12kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬模鑄造毛坯。</p><p>　　根據(jù)資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　1）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔</p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7~IT9之間，參照《設(shè)計指導教程》P41確定工序尺寸及余

10、量為：</p><p><b>　　鉆孔φ23.5mm</b></p><p>　　擴孔φ24.7mm Z=1.2 mm</p><p>　　鉸孔φ25.0mm Z=0.3mm</p><p>　　銑φ55的叉

11、口及上、下端面</p><p>　　因為斷面的粗糙度為3.2，所以粗銑再精銑。參照《設(shè)計指導教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗銑φ55的叉口及上、下端面 Z=3.0mm</p><p>　　精銑φ55的叉口及上、下端面。 Z=1.0mm</p>

12、<p><b>　　切斷φ55的叉口</b></p><p><b>　　粗、半精鏜的內(nèi)孔</b></p><p>　　因為內(nèi)孔的粗糙度為3.2，所以粗鏜再精鏜。參照《設(shè)計指導教程》P42確定工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗鏜φ51mm的內(nèi)孔到φ53.5mm Z=2.5mm&

13、lt;/p><p>　　半精鏜φ53.5mm的內(nèi)孔φ55mm Z=1.5mm</p><p><b>　　銑35×3的上表面</b></p><p>　　因為斷面的粗糙度為6.4，所以只需粗銑。參照《設(shè)計指導教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>

14、　　粗銑35×3的上表面 Z=3.0mm</p><p>　　銑40×16槽外表面</p><p>　　因為斷面的粗糙度為6.4，所以粗銑再精銑。參照《設(shè)計指導教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗銑40×16槽外表面

15、 Z=3.0mm</p><p>　　精銑40×16槽外表面 Z=1.0mm</p><p>　　5、確定切削用量及基本工時</p><p>　　1）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ25孔</p><p><b>　　1、加工條件</b></p&g

16、t;<p>　　工件材料：灰鑄鐵HT200</p><p>　　加工要求：鉆Φ25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6 μm；先鉆Φ23的孔在擴Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。</p><p>　　機床：Z5125A立式鉆床。</p><p>　　刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴刀，鉸刀。</p><p>

17、<b>　　2、計算切削用量</b></p><p><b>　　鉆Φ23的孔。</b></p><p><b>　?、龠M給量</b></p><p>　　查《機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導》P47表2-23鉆孔進給量f為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時屬于低剛度零件，故進

18、給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.25mm/r。此工序采用Φ23的麻花鉆。所以進給量f= 0.25mm/z</p><p><b>　　鉆削速度</b></p><p>　　切削速度：根據(jù)手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。</p><p

19、>　　根據(jù)手冊nw=300r/min,故切削速度為</p><p><b>　　切削工時</b></p><p>　　l=23mm，l1=13.2mm.</p><p>　　查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：</p><p><b>　　擴孔</b></p>

20、;<p><b>　　進給量　</b></p><p>　　查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進給量,并根據(jù)機床規(guī)格選取</p><p>　　F=0.3 mm/z</p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p>　　擴孔鉆擴孔的切削速度,根

21、據(jù)《工藝手冊》表28-2確定為V=0.4V 鉆</p><p>　　其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故V=0.4×21.67=8.668m/min</p><p>　　按機床選取nw=195r/min.</p><p><b>　　③切削工時</b></p><p>　　切削工時切入L1=1.

22、8mm,切出L2=1.5mm</p><p><b>　　粗鉸孔</b></p><p><b>　　進給量</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故</p><p>　　F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r</p

23、><p>　　V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min</p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p>　　按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度</p><p><b>　　③切削工時</b></p><p>　　切削工時,切

24、入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.</p><p><b>　　精鉸孔</b></p><p><b>　　進給量</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/2~1/3,故</p><p>　　F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm

25、/r</p><p>　　V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min</p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p>　　按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度</p><p><b>　　③切削工時</b></p><p>

26、　　切削工時,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.</p><p>　　2）銑φ55的叉口及上、下端面</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　確定進給量</b></p><p>　　采用端銑刀，齒數(shù)4，每齒進給量=0.15mm/z，故進給量f=0.6mm

27、</p><p><b>　　確定銑削速度：</b></p><p><b>　　（m/min） </b></p><p>　　查得切削速度為9~18m/min，根據(jù)實際情況查表得V=15 m/min</p><p><b>　　2、切削工時</b></p>&

28、lt;p>　　引入L1=2mm，引出L2=2mm，L=75mm。</p><p>　　查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：</p><p>　　=（L+L1+L2）/V=(2+2+75)/15=5.3s</p><p>　　3）切斷φ55的叉口</p><p>　　4）粗、半精鏜的內(nèi)孔</p>&l

29、t;p>　　1、選擇刀具:查表《機械加工工藝手冊》表 11.2-10</p><p>　　選擇莫式錐柄3 刀桿直徑D=30 高速鋼刀頭</p><p><b>　　2、選擇切削用量</b></p><p>　　有《工藝手冊》表2.3-10得</p><p>　　粗鏜φ53.5，2Z=3.5</p>&

30、lt;p>　　半精鏜φ55+0.4 2Z=1.5</p><p>　　3、（1）粗鏜孔至φ53.5</p><p>　　單邊余量Z=1.75mm</p><p>　　一次鏜去全部余量ap=3.5 mm （3~8）</p><p>　　進給量f=0.52 mm/r （0.3~1.0）</p><p>　　根據(jù)有關(guān)

31、手冊確定臥式鏜床的切削速度 為v=35m/min （20~35m/min）</p><p>　　nw =1000v /π d=1000×35 / 3.14×50 =223r/min</p><p>　　查表4.2-20 T68臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min </p>

32、<p>　　切削工時 L=12，,L2=3，,L3=4</p><p>　　t1=L / nf =(12+3+4)/（250×0.52）=0.13min</p><p>　　（2）半精鏜孔φ55+0.40</p><p>　　切削用量 ap=1.5 （1.5~3）</p><p>　　單邊余量Z=0.1mm 一次公差去全

33、部余量ap＝0.2mm</p><p>　　進給量 f =0.2mm/r （0.2~0.8）</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊,確定臥式鏜床切割進度v=40m/min (25~40)</p><p>　　查表4.2-20 T68臥式鏜床（主電動機=1.1kw，總?cè)萘?.16kw）</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速n =360r/min&l

34、t;/p><p>　　切削工時 L=12,L2=3,L3=4</p><p>　　t 2=L/ nf=( 12+3+4)X8/（ 360×0.2）=1.85min</p><p>　　5）粗銑35×3的上表面</p><p>　　采用端銑刀，齒數(shù)4，粗糙度為6.3，選擇粗銑，經(jīng)濟精度等級IT12,采用立式銑床（表1-8 《機械

35、制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程》）。</p><p><b>　　背吃刀量的選擇</b></p><p>　　加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，=3mm。</p><p><b>　　決定每齒進給量</b></p><p>　　X51機床功率為4.5kw，取0.15~0.3，又粗糙度是6.3，則取=

36、0.15m/z（表5-7、5-8 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程》）。故進給量f=0.6mm/r。</p><p><b>　　確定切削速度</b></p><p>　?。╩/min）（《切削用量簡明手冊》），的范圍在9~18m/min，考慮到實際情況取15m/min。</p><p><b>　　切削工時</b>&l

37、t;/p><p>　　L=35,l1=16,l2=1~3,取l2=1,=84mm/min,則由公式=（L+l1+l2）/=37.1s。輔助時間=（0.15~0.2），取=0.15，則=5.5s。</p><p>　　6）銑40×16的槽</p><p>　　1、選擇切削用量 X5032銑床 高速鋼三面刃銑刀 </p><p>

38、<b>　　確定銑削寬度</b></p><p>　　由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 </p><p><b>　　確定每齒進給量</b></p><p>　　X5032銑床功率為，由《機械加工工藝手冊》表2.1-71查得取每齒進給量為0.15mm，背吃刀量為2mm，查得=0.15~0.25mm/z，取。則總的進

39、給量為f=1.5mm/z。</p><p><b>　　確定切削速度</b></p><p><b>　　當 時 </b></p><p><b>　　各修正系數(shù)為：</b></p><p>　　故 mm/s</p><p>

40、;<b>　　r/s</b></p><p><b>　　mm/s</b></p><p>　　2、切削工時：由《機械加工工藝手冊》表2.1-99查得</p><p>　　切入行程L1=0.5d+(0.5~1)=0.5*16+(0.5~1)=9mm；</p><p>　　切出行程L2=1~2，取L2

41、=2mm； </p><p>　　=（L+L1+L2）/v=(40+9+2)/1.24=41.2s</p><p><b>　　三、夾具設(shè)計</b></p><p>　　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(shè)計專用夾具。</p><p>　　經(jīng)過與指導老師的協(xié)商，決定設(shè)計第六道工序———銑40

42、5;16的槽的銑床夾具。本夾具將用于X5032立式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，對槽進行加工。</p><p>　?。ㄒ唬┒ㄎ换鶞实倪x擇</p><p>　　由零件圖可知，16mm槽對孔有垂直度要求，則用孔來定位，再用短銷大平面來限制五個自由度，加菱形銷來輔助，用螺紋夾緊。實際就變?yōu)槎啼N大平面和菱形銷定位的夾具。</p><p>　?。ǘ┣邢髁皧A緊力的計算&

43、lt;/p><p>　　切削刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，則</p><p><b>　　主切削力 </b></p><p>　　由《切削用量簡明手冊》P110查得</p><p>　　計算結(jié)果得 = 2448N</p><p>　　由于切削力對夾緊力影響不大，故夾緊力只需達到將工件固

44、定即可。</p><p><b>　　（三）定位誤差分析</b></p><p>　?。?） 定位元件尺寸及公差確定</p><p>　　夾具的主要定位元件為孔的定位銷，孔與銷間隙配合。</p><p>　?。?）工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最

45、大間隙量。本夾具是用來在立式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin </p><p>　　基準位移誤差△y：由于孔和銷都有制造誤差，為工件裝卸方便還有最小間隙</p><p>　　由制造誤差引起的△

46、y＝(Dmax－dmin)/2－（Dmin-dmax)/2</p><p>　　=(0.023+0.020)/2=0.0215<0.08</p><p><b>　　在垂直度要求范圍內(nèi)</b></p><p>　　本工序采用一定位銷大平面，一菱形銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而菱形銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底板的水平力

47、，因此，工件不在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當能滿足定位要求。</p><p><b>　　四、心得體會</b></p><p>　　本學期末我們進行了機械制造的課程設(shè)計，總體來說，我們組分配的任務(wù)難度不算很大。由于考試時間安排與課程設(shè)計發(fā)生沖突，將近一周的時間我們都在復習，這種情況大家都很無奈，所以在考試結(jié)束以后，大家都

48、抓緊時間進行本次課程設(shè)計，終于在規(guī)定時間內(nèi)順利完成。</p><p>　　對于本次課設(shè)，自己感覺收獲很多，在制造課上一些沒有真正掌握的東西通過課程設(shè)計得到了理解和掌握。再是，本次課程設(shè)計，讓我學會了如何查閱文獻，如何在字典一般的資料書中快速有效找到自己需要的數(shù)據(jù)，在這一方面我們都得到了一定的鍛煉。在本次課程設(shè)計過程中老師給我的設(shè)計方案提出了很多建議并指導我改正了設(shè)計中的錯誤，很感謝老師的幫助。總體來說，本次課程設(shè)

49、計完成的很順利，達到了預期的目的。</p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　1、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 范孝良主編 電子工業(yè)出版社</p><p>　　2、《機床夾具手冊》 林文煥主編 國防工業(yè)出版社</p><p>　　3、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 崇凱主編 化學工業(yè)出版社</

50、p><p>　　4、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導》 劉長青主編 華中科技大學出版社</p><p>　　5、《機械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）》 陳立新主編 中國電力出版社</p><p>　　6、《機械加工工藝手冊（第二版）》 王先逵主編 機械工業(yè)出版社</p><p>　　7、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導教程》 鄒青主編 機械工業(yè)出版社<