機械制造課程設計--ca6140車床撥叉

1、<p>　　機械制造技術基礎課程設計任務書</p><p>　　設計題目： “CA6140車床撥叉”零件的機械加工藝規(guī)程制定及</p><p>　　銑槽工序專用夾具的設計</p><p>　　一、零件分析…………………………………….Page1</p><p>　　二、設計條件…………………………………….Page2</p&g

2、t;<p>　　三、選擇毛坯的說明…………………………….Page3</p><p>　　四、選擇工藝基準的說明</p><p>　　1、粗基準的選擇………………………………….Page3</p><p>　　2、精基準的選擇…………………………………..Page3</p><p>　　五、各工藝方案的分析、對比與取舍</

3、p><p>　　1、工藝方案一……………………………………...Page4</p><p>　　2、工藝方案二……………………………………...Page4</p><p>　　3、工藝路線的比較與分析………………………...Page5</p><p>　　六、加工余量及工序尺寸的確定………………..Page6</p><p&g

4、t;　　七、確定切削用量的說明………………………...Page6</p><p>　　八、專用夾具設計方案的確定…………………..Page8</p><p>　　九、夾緊力的計算………………………………...Page9</p><p>　　十、設計小結…………………………………….Page11</p><p>　　十一、參考文獻…………………

5、……………….Page12</p><p><b>　　機械制造工藝學</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　設計題目: 設計“CA6140車床拔叉”零件的機械加工工藝規(guī)程</p><p>　　及夾具（大批量生產(chǎn)）</p><p>

6、　　設 計 者 賀少男</p><p><b>　　指導教師 </b></p><p><b>　?。ㄒ唬┝慵姆治?lt;/b></p><p>　　零件的作用：該撥叉用在CA6140的主軸上，和其他零件配合，在改變轉速的時候承受輕微的載荷，所以應該保證本零件的重要工作表面符合技術要求。</p>

7、<p>　　結構特點：該撥叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉桿類零件。</p><p>　　主要加工表面：該撥叉零件的主要加工表面是平面、內花鍵和槽系。</p><p><b>　　Page1</b></p><p><b>　　主要技術要求：</b></p><p>　　主要技術關鍵：一般

8、來說，保證平面的加工精度要比保證內花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉C來說，加工過程中的主要問題是保證內花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內花鍵和平面之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。</p><p><b>　?。ǘ┰O計條件</b></p><p>　　分析零件圖可知，撥叉頭前后兩端面和叉腳左右兩端面均要求切削加工，且撥叉頭的前端由肋板連接，這樣節(jié)省了材料，且提高了

9、撥叉在換檔時的剛度；另外，該零件除主要工作表面（撥叉腳部槽的兩端面、叉軸孔φ22mm（H12））和撥叉頭下臺階面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質保量地加工出來。</p><p><b>　　Page2</b></p><p>

10、　　（三）選擇毛坯的說明</p><p>　　撥叉C毛坯選擇金屬行澆鑄，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。</p><p>　?。ㄋ模┻x擇工藝基準的說明</p><p>　　基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。

11、否則，加工工藝過程中會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進行。</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></p><p>　　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。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側75×80的面為粗基準。</p&

12、gt;<p><b>　　精基準的選擇</b></p><p>　　精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統(tǒng)一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中采用專用夾具夾持。</p><p>　　（五）各工藝方案的分析、對比與取舍</p

13、><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使</p><p><b>　　Page3</b></p><p>　　工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。</p&

14、gt;<p><b>　　工序路線方案一：</b></p><p><b>　　工序1：鑄造；</b></p><p><b>　　工序2：時效處理；</b></p><p>　　工序3：粗銑、半精銑后端面；</p><p>　　工序4：粗銑、半精銑頂面；<

15、/p><p>　　工序5：鉆、擴Φ22孔；</p><p>　　工序6：車Φ22倒角；</p><p><b>　　工序7：拉花鍵孔；</b></p><p>　　工序8：銑18mm槽；</p><p>　　工序9：鉆M8底孔Φ6.7、攻絲M8、配鉆Φ5錐孔；</p><p>

16、<b>　　工序10：去刺；</b></p><p><b>　　工序11：檢驗；</b></p><p><b>　　工序路線方案二：</b></p><p><b>　　工序1：鑄造；</b></p><p><b>　　工序2：時效處理；&

17、lt;/b></p><p>　　工序3：粗銑、半精銑后端面；</p><p>　　工序4：鉆、擴Φ22孔；</p><p>　　工序5：車Φ22倒角；</p><p><b>　　工序6：拉花鍵孔；</b></p><p><b>　　Page4</b></p&

18、gt;<p>　　工序7：粗銑、半精銑頂面；</p><p>　　工序8：粗銑、半精銑18mm槽；</p><p>　　工序9：鉆M8底孔Φ6.7、攻絲M8、配鉆Φ5錐孔；</p><p><b>　　工序10：去刺；</b></p><p><b>　　工序11：檢驗；</b><

19、;/p><p>　　工藝路線的比較與分析：</p><p>　　1.工藝路線不同于第一條是將工序4、5、6，“鉆、擴Φ22孔，車倒角，拉花鍵”放在工序7“粗銑、半精銑頂面”和工序8“銑槽”之前，雖不滿足“先面后孔”的加工順序，而且多了一次裝夾，但以加</p><p>　　工后的花鍵孔為精基準加工頂面和槽，可以滿足其位置度要求，綜上</p><p>

20、;　　所述，第二種工藝路線比較合理。</p><p><b>　　2.熱處理工序</b></p><p>　　鑄件為了消除殘余應力，需在粗加工前、后各安排一次時效處理，在半精加工前各安排一次時效處理。</p><p><b>　　3.輔助工序</b></p><p>　　在精加工后，安排去毛刺、終檢

21、工序。</p><p>　　綜上所述，該撥叉工序的安排順序為：基準加工----主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工----主要表面半精加工和次要表面加工----熱處理----主要表面精加工。</p><p><b>　　Page5</b></p><p>　　(六) 加工余量及工序尺寸的確定</p><p>　　“撥叉

22、”零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用“金屬模機械砂型”鑄造的方法進行毛坯的制造。</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　參照《機械加工工藝手冊》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互換性與技術測量》表1-8，可以查得：</p><

23、p>　　鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p>　　查《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為：</p><p>　　加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲</p><p><b>　　鉆孔： </b></p><p>　　攻絲：攻2-M8螺紋孔

24、。 </p><p>　　(七) 確定切削用量的說明</p><p><b>　　工序：鉆孔并攻絲</b></p><p><b>　　機床：鉆床</b></p><p>　　刀具：根據(jù)參照《機械加工工藝手冊》表4.3-9硬質合金錐柄麻花鉆頭。</p><p><b&g

25、t;　　Page6</b></p><p><b>　　1．鉆孔</b></p><p>　　鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。</p><p><b>　　鉆削深度：</b></p><p>　　進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取</p&

26、gt;<p>　　切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取</p><p><b>　　機床主軸轉速，有：</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　按照《機械加工工藝手冊》表3.1-31取</p><p><b>　　所以實際切削速度：

27、</b></p><p>　　2．攻2-M8螺紋通孔</p><p><b>　　刀具：釩鋼機動絲錐</b></p><p>　　進給量：查《機械加工工藝手冊》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量</p><p>　　切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取</p><

28、p><b>　　機床主軸轉速：，取</b></p><p><b>　　絲錐回轉轉速：取</b></p><p><b>　　實際切削速度： </b></p><p><b>　　Page7</b></p><p>　　(八) 專用夾具設計方案的確

29、定</p><p>　　3.2.1 研究原始質料</p><p>　　利用本夾具主要用來鉆兩個6.7mm孔并攻M8螺紋。加工時應保證螺紋孔與側面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。</p><p>　　3.2.2 定位基準的選擇</p><p>　　由

30、零件圖可知：兩螺紋孔與側面有位置要求，在對螺紋孔進行加工前，花鍵孔已進行了拉削加工。因此，選底側面定位，花鍵內圓孔定心限制了除在X軸的旋轉自由度以外的所有自由度，從而來滿足螺紋孔與端面的位置要求。</p><p>　　3.2.3夾具方案的設計選擇</p><p>　　方案一：利用移動彎壓板夾緊。</p><p>　　方案二：采用夾緊定位一體，即在定位心軸上加工一段螺

31、栓，利用螺栓、螺母夾緊。</p><p>　　方案三：采用兩短圓錐銷裝夾在花鍵孔兩端，兩短圓錐銷利用氣壓夾緊并定位。</p><p>　　根據(jù)任務書要求，兩螺紋孔分布在零件兩端，利用心軸上加工螺栓來夾緊，其夾緊剛度比較低，且夾緊、定位在一起相互有一定影響。方案三中，夾緊力比較理想，但夾具裝備比較復雜，成本也高，因此選用方案一采用移動彎壓板夾緊，夾緊、定位分開，且夾具裝備簡單。壓板形狀見圖4

32、.2。</p><p><b>　　Page8</b></p><p>　　圖4.2 鉆孔用移動彎壓板</p><p>　　(九) 夾緊力的計算</p><p>　　刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） </p><p>　　刀具有關幾何參數(shù)： </p>

33、<p>　　由《機床夾具設計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式：</p><p><b>　　式（2.1）</b></p><p>　　查《機床夾具設計手冊》表得：</p><p>　　對于灰鑄鐵： 式（2.2）</p><p>&l

34、t;b>　　取 ， 即</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　Page9</b></p><p>　　由《金屬切削刀具》表1-2可得：</p><p>　　垂直切削力 ：（對稱銑削） 式（2.3）</p>&l

35、t;p><b>　　背向力：</b></p><p>　　根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：</p><p><b>　　式（2.4）</b></p><p>　　安全系數(shù)K可按

36、下式計算：</p><p><b>　　式（2.5）</b></p><p>　　式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： </p><p>　　所以 式（2.6）</p><p><b>　　式（2.7）</b></p><p&

37、gt;<b>　　式（2.8）</b></p><p>　　由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。</p><p>　　單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：</p><p><b>　　式（2.9）</b></p><p><b>

38、;　　Page10</b></p><p>　　式中參數(shù)由《機床夾具設計手冊》可查得：</p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　螺旋夾緊力：</b></p><p><b>　　易得：</b></p><p&g

39、t;　　經(jīng)過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用螺旋夾緊機構工作是可靠的。</p><p><b>　　(十) 設計小結</b></p><p>　　本夾具用于在鉆床上加工拔叉上端面的兩螺紋孔。工件以側面和花鍵內孔為定位基準，在擋銷和定位塊上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋移動彎壓板機構夾緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠。</p><p>

40、;<b>　　Page11</b></p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 李旦，邵東向，王杰．機床專用夾具圖冊[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005。</p><p>　　[2] 貴州工學院機械制造工藝教研室．機床夾具結構圖冊[M]，貴陽：貴州任命出版社，1983。<

41、/p><p><b>　　[3] </b></p><p>　　[4] 陳宏鈞．實用機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2003。</p><p>　　[5] 李洪．機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。</p><p>　　[6] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標準出版社，19

42、94。</p><p>　　[7] 強毅．設計圖實用標準手冊[M]，北京：科學出版社，2000。</p><p>　　[8] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2001。</p><p>　　[9] 四川省機械工業(yè)局．復雜刀具設計手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1979。</p><p>　　[10] 東北重型機械學院

43、，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學．機床夾具設計手冊[M]，上海：上?？茖W技術出版社，1980。</p><p>　　[11] 李慶余，張佳．機械制造裝備設計 [M]，北京：機械工業(yè)出版社，2003。</p><p>　　[12] 廖念釗，莫雨松，李碩根．互換性與技術測量[M]，中國計量出版社，2000：9-19。</p><p>　　[13] 王光斗，王春福．

44、機床夾具設計手冊[M]，上海科學技術出版社，2000。</p><p>　　[14] 何玉林，沈榮輝，賀元成．機械制圖[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2000。</p><p>　　[15] 鄧文英．金屬工藝學[M]，北京：高等教育出版社，2001。</p><p><b>　　Page12</b></p><p><