ca6140撥叉課程設(shè)計---撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及銑床夾具設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及銑床夾具設(shè)計</p><p>　　設(shè)計題目：設(shè)計“CA6140車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（大批量生產(chǎn)）</p><p><b>　　目

2、錄</b></p><p>　　目錄……………………………………………………………1</p><p>　　摘要……………………………………………………………2</p><p>　　1.緒論.………………………………………………3</p><p>　　1.1課題背景及意義……………………………………5</p><

3、p>　　1.2CA6140型普通車床簡介…………………………………6</p><p>　　1.3夾具的發(fā)展趨勢…………………7</p><p>　　1.4撥叉的加工工藝……………………………………………8</p><p>　　1.5小結(jié)…………………………………………………………</p><p>　　2.撥叉C的加工工藝規(guī)程設(shè)計…………

4、………………………8</p><p>　　2.1零件的分析……………………………………9</p><p>　　2.1.1零件的作用………………………………………………</p><p>　　2.2確定生產(chǎn)類型…………………………………………………9</p><p>　　2.3確定毛坯…………………………………………………9</p>

5、<p>　　2.3.1確定毛坯種類</p><p>　　2.3.2確定鑄件加工余量及形狀</p><p>　　2.3.3繪制鑄件零件圖</p><p>　　2.4工藝工程設(shè)計…………………………………………10</p><p>　　2.4.1選擇定位基準</p><p>　　2.4.2制定工藝路線</

6、p><p>　　2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備</p><p>　　2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p><p>　　2.5確定切削用量及基本尺寸………………………………10</p><p><b>　　2.6小結(jié)</b></p><p>　　3.銑床專用夾具設(shè)計…………………………

7、………………10</p><p>　　3.1銑床夾具…………………………………………………11</p><p>　　3.11銑床夾具的主要類型……………………………………11</p><p>　　3.12銑床夾具設(shè)計要點……………………………………11</p><p>　　3.2夾緊裝置…………………………………………………12</p&

8、gt;<p>　　3.2.1夾緊裝置的組成…………………………………………12</p><p>　　3.2.2對夾緊裝置的基本要求…………………………………12</p><p>　　3.2.3夾緊力的作用點及其方向</p><p>　　3.2.4基本夾具結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　3.3夾具的設(shè)計</b&g

9、t;</p><p>　　3.4.1定位基準的選擇</p><p>　　3.4.2制定夾具方案</p><p>　　3.4.3夾具元件的選擇</p><p>　　3.4.4定位元件的選擇</p><p><b>　　3.5小結(jié)</b></p><p>　　4.結(jié)論……………

10、………………………………………13</p><p>　　5.致謝…………………………………………………………13</p><p>　　6.參考文獻……………………………………………………14</p><p>　　機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　

11、　序言...................................3</p><p>　　一.零件的分析..........................3</p><p>　　1.1零件的作用............................3</p><p>　　1.2零件的工藝分析........................4</p

12、><p>　　二.工藝規(guī)程設(shè)計........................5</p><p>　　2.1確定毛坯制造形式......................5</p><p>　　2.2基面選擇..............................5</p><p>　　2.3工藝路線方案....................

13、......6</p><p>　　2.4機床的選擇............................6</p><p>　　2.5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定....7</p><p>　　2.6夾具設(shè)計..............................11</p><p>　　三.參考文獻..............

14、..............13</p><p>　　四.小結(jié)................................14</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜

15、合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以下目的：</p><p>　　1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一

16、般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。</p><p>　　3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1.1零件的作用</b></p>

17、;<p>　　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，工作過程：撥叉零件是在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔Φ25mm通過與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動，零件的兩個叉頭部位與滑移齒輪相配合。</p><p>　　1.2零件的工藝分析</p><p>　　零件共有兩處加工表面分述如

18、下：</p><p>　　1.零件上Ø22花鍵底孔及其兩端的2x150倒角、Ø25mm的六齒方花鍵孔。</p><p>　　這一組加工表面包括：花鍵底孔Φ22mm的上下加工表面，孔Φ22mm的內(nèi)表面，有粗糙度要求為Ra=6.3um，公差要求為0.28；花鍵底孔Φ22mm兩端的2*150倒角有粗糙度要求為Ra=6.3um；Φ25mm的六齒花鍵孔，上下兩端面有粗糙度要求Ra

19、= 3.2um及公差要求為0.01，底面有粗糙度要求為Ra=1.6um。</p><p>　　加工時以左右兩端面和外圓Φ40mm為基準面，有由于左右端面須加工，根據(jù)“基準先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準的原則），再加工孔Φ22mm及其兩端的2x150倒角和 六齒花鍵孔Φ25mm。</p><p>　　2.距花鍵底孔中心線27mm的上表面、距花鍵底孔中心線19mm上端寬8mm的

20、槽和距花鍵底孔中心線50mm下端寬18mm的槽</p><p>　　這一組加工表面包括：距花鍵底孔中心線27mm的上表面有粗糙度要求Ra=3.2um；距花鍵底孔中心線19mm上端寬8mm的槽底有粗糙度要求Ra=6.3um，槽兩側(cè)面有粗糙度要求Ra=1.6um，槽兩側(cè)面同時有公差要求為0.03mm；距花鍵底孔中心線50mm下端寬18mm的槽兩側(cè)面有粗糙度要求Ra=3.2um同時有公差要求為0.012mm；</

21、p><p>　　對于這些加工表面，可利用先加工出來的孔和右端面進行定位，然后借助于專用夾具進行加工。</p><p>　　根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們的位置精度要求</p><p&

22、gt;<b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　　2.1確定毛坯的制造形式</p><p>　　1.零件材料為HT200，考慮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。</p><p>　　2.已知零件為中批量生產(chǎn)，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序適當集中，加工設(shè)備主要以通用設(shè)備為主

23、，采用專用夾具，這樣投資較少，投產(chǎn)快生產(chǎn)率較高，轉(zhuǎn)產(chǎn)較容易。</p><p>　　3.根據(jù)零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為HT200，毛坯的鑄造方法為金屬模機械造型，鑄件尺寸公差等級為CT9級</p><p><b>　　2.2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

24、保證，生產(chǎn)率得以提高。</p><p>　　1.粗基準的選擇：因要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以直徑為40的外圓表面為粗基準。</p><p>　　2.精基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的右面為精基準。</p><p><b>　　2.3制定工藝路線</b></p><p><b>　　1

25、.工藝路線方案</b></p><p><b>　　工序一 鑄坯。</b></p><p><b>　　工序二 時效處理。</b></p><p>　　工序三 粗銑圓柱右端面。</p><p>　　工序四 粗銑圓柱左端面。</p><p>　　工序四 半精銑右端面

26、。</p><p>　　工序五 鉆φ20孔。</p><p>　　工序六 擴φ22孔。</p><p>　　工序七 粗車圓柱孔口斜度為15度。</p><p>　　工序八 粗銑上平面。</p><p>　　工序九 粗銑寬度為8mm的槽。</p><p>　　工序十 粗銑寬度為18mm的槽。<

27、;/p><p>　　工序十一 半精銑上端面</p><p>　　工序十二 精銑寬為8mm的槽。</p><p>　　工序十三 精銑寬為18mm的槽。</p><p>　　工序十四 拉花鍵孔。</p><p><b>　　工序十五 去毛刺。</b></p><p><b&g

28、t;　　工序十六 檢驗。</b></p><p><b>　　2.4機床的選擇</b></p><p><b>　　1．選擇機床</b></p><p>　　(1)工序三，工序四，工序八，工序九，工序十均為銑表面，可用X53K銑床。 </p><p>　　(2)工序五為鉆孔，工序六為擴孔

29、，可采用立式鉆床Z525。</p><p>　　(3)工序七用車床.</p><p>　　(4)工序十一為拉花鍵，采用臥式內(nèi)拉床。</p><p><b>　　2.選擇刀具:</b></p><p>　　在銑床上用立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，臥式內(nèi)拉床選矩形齒花鍵拉刀</p><

30、;p><b>　　3.選擇量具:</b></p><p>　　精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50～125，其余用游標卡尺分度值為0.02。</p><p>　　2.5機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定。</p><p>　　零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。</p><p&g

31、t;　　據(jù)以上原始資料及加工路線，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.查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》</p><p><b>　　銑削加工余量為：</b></p><p>　　粗銑 2-4mm</p><p>　　半精銑 1-2mm</

32、p><p>　　精銑 0-1mm</p><p>　　2. 圓柱（φ40用鑄成）內(nèi)孔φ22用鉆和擴成，加工余量：</p><p><b>　　擴孔 2mm</b></p><p><b>　　3．粗車加工余量：</b></p><p><b>　　粗 車

33、 2mm</b></p><p><b>　　半精車 1mm</b></p><p>　　4．右凹槽:對于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現(xiàn)確定其加工余量取8mm。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸的精度要求，需要進行精銑槽的兩側(cè)面,加工余量取0.5mm。</p><p>　　5.左凹槽:由于此平

34、面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 (精度較高，IT6級)，槽的深度為15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個表面的粗糙度都為，在粗銑后-精銑能達到粗糙度要求。</p><p>　　6.孔：鉆孔其尺寸為20mm，加工余量取2mm,擴孔鉆，保留0.5mm的拉刀加工余量?？桌锏幕ㄦI槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。</p><p>　　7．其他尺寸直接鑄造得到</p>

35、;<p>　　由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(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。</p><p>　　工序銑削寬度為8mm的槽</p><p>　　加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm</p><p>　　加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8, 用乳化液冷卻</p&g

36、t;<p><b>　　機床：X53K</b></p><p>　　1.選擇刀具：由加工尺寸公差0.03 。所以銑刀精度為精密級K8</p><p>　　銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 ro=15°</p><p>　　ao=12°an=6°Z=16</p><p&g

37、t;<b>　　2.選擇切削量</b></p><p>　　1)由于槽的深度為8mm, 故可在一次走刀內(nèi)切完，ae=8mm ap=8mm</p><p>　　2）決定每齒進給量fz 由《切削用量簡明手冊》P86表3.3 確定f=0.15-0.35mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z</p>

38、<p>　　3)選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》P88表3.7,得最大磨損量為0.8, 由P89表3.8確定刀具壽命：T=100min</p><p>　　4)決定切削速度Vc和每齒進給量Vf 切削速度根據(jù)《切削用量簡明手冊》P107表3.27的公式</p><p>　　Vc=(Cv*do*qv)/(Tm*apXv*fzxyv*aexuv*Zpv)

39、83;Kv </p><p>　　Cv=28.5,qv=0.45,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.3,pv=0.1,m=0.33, do =63，ap=8,ae=8</p><p>　　各修正系數(shù)為：Km=1.0,Ksv=1.0,KTv=0.9,</p><p>　　Kv=Km*Ksv*KTv=1.0*1.0*0.9=0.

40、9</p><p>　　Vc=(Cvdoqv)/(Tm*apXv*fzyv*aeuv*Zpv)·Kv =117m/min</p><p>　　n=1000×Vc/do=1000×233/（3.14×63）=593r/min</p><p>　　根據(jù)X53K型銑床說明書選nc=600r/min</p><p&

41、gt;　　實際速度Vc=donc/1000=3.14*63*600/1000=118.7m/min </p><p>　　選Vfc=nc*f=600*0.3=180mm/min 根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》P81表38查得X53K型銑床Vf=190mm/min</p><p>　　fzc=Vf/(nc*Z)=190/(600×16)=0.0198mm/z</p>

42、<p>　　4)機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》P110表3.28 公式 </p><p>　　圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 </p><p>　　由表3.28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.72，UF=0.86，WF=0，qF=0.86，KFC=1.28</p

43、><p>　　Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=505.6 N</p><p>　　M=FCdo/2×103=15.9N?M </p><p>　　Pc=FcVc/1000=1.18kw 根據(jù)X53K型銑床說明書機床主軸允許的功率為10Kw，功率足夠，因此所選的切削用量可以采用，即</p><p>　　ap

44、=8mm Vf=150mm/min n=475r/min Vc=74.2m/min fz=0.0197mm/z</p><p><b>　　工序十一 拉花鍵孔</b></p><p><b>　　選擇刀具</b></p><p>　　根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》P98表3.1-26選擇矩形齒花鍵拉刀，齒數(shù)六，拉刀總長7

45、60mm</p><p>　　單面齒升：根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明》手冊，P207可確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,</p><p>　　拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)</p><p>　　切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ</p><p>　　式中： Zb

46、 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； </p><p>　　L 拉削表面長度，80mm；</p><p>　　η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2；</p><p>　　k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ；</p><p>　　v 拉削速度（m/min）；</p>

47、<p>　　fz 拉刀單面齒升；</p><p>　　Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；</p><p>　　P 拉刀齒距；</p><p>　　P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm</p><p>　　所以，拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7</p&g

48、t;<p>　　其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)</p><p><b>　　2．6夾具設(shè)計</b></p><p><b>　　1.問題的提出</b></p><p>　　為了提高勞動

49、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(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第4道工序——銑寬為80+0。03mm槽的銑床夾具。本夾具將用與X53K臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。</p><p>　　本夾具主要用來銑寬為80+0。03mm的槽，由于采用寬為80+0。03mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高

50、勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度．</p><p><b>　　2.夾具設(shè)計</b></p><p><b>　　1)定位基準的選擇</b></p><p>　　由零件圖可知，寬為80+0。03mm的槽，其設(shè)計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準。因此選用工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準。</p>

51、;<p>　　2)切削力及夾緊力的計算</p><p>　　刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，Ø63mm, Z=14</p><p>　　Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP (見《切削手冊》3-56表)</p><p>　　解得 Fz =200

52、(N)</p><p>　　其中CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55</p><p>　　在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k2 k3 k4</p><p>　　水平切削分力FH=1.1 Fz =220 (N)</p><p&

53、gt;　　垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60 (N)</p><p>　　其中： k1為基本安全系數(shù)1.5</p><p>　　k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1</p><p>　　k1為刀具鈍化系數(shù)1.1</p><p>　　k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1</p><p>　　F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1

54、X 1.1 X 200=400 (N)</p><p>　　實際加緊力為WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (N)</p><p>　　其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025</p><p>　　螺母選用M16X1.5細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為</p><p>　　W=2M/D2tg(a+6’5

55、5)+0.66(D3- d3/ D2- d2)</p><p>　　解得： W=1O405 (N)</p><p>　　其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm</p><p>　　此時螺母的加緊力W已大于所需的800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。</p><p>&

56、lt;b>　　3)定位誤差分析</b></p><p>　　由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。</p><p>　　4)夾具設(shè)計及操作說明</p><p>　　如前所述,在設(shè)計夾具時

57、,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在夾緊時采用螺旋快速夾緊機構(gòu),以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。</p><p>　　夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。</p><p

58、>　　銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖</p><p><b>　　三．參考文獻</b></p><p><b>　　八.小結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組十名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學(xué)》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要

59、環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認識。</p><p>　　本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。</p><p>　　通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件

60、的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。</p><p>　　總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！</p