課程設(shè)計(jì)--制定ca6140c車(chē)床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆22mm孔的鉆床夾具

1、<p>　　機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備</p><p><b>　　設(shè)計(jì)者 </b></p><p><b&

2、gt;　　指導(dǎo)教師 </b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系</p><p>　　機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：制定CA6140C車(chē)床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆22mm孔的鉆床夾具</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備</p><

3、;p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2006.9.11~2006.9.29</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖；</p><p>　　2、繪制零件圖（一張）；</p><p>　　3、繪制毛坯圖（一張）；</p><p>　　4、編寫(xiě)工藝過(guò)程卡片和工序卡片（各一張）；</p><p>　　5、繪制夾具總裝圖；<

4、;/p><p>　　6、繪制夾具零件圖；</p><p><b>　　7、說(shuō)明書(shū)</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　序言3</b></p&

5、gt;<p><b>　　一、零件的分析4</b></p><p><b>　　零件的作用4</b></p><p><b>　　零件的工藝分析4</b></p><p>　　二 . 確定生產(chǎn)類(lèi)型4</p><p><b>　　三 .確定毛坯4

6、</b></p><p>　　四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5</p><p>　　(一)選擇定位基準(zhǔn)：5</p><p>　?。ǘ┲贫üに嚶肪€5</p><p>　　（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備5</p><p>　　(四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定6</p><p>　　五

7、、 夾具設(shè)計(jì)9</p><p>　　(一)問(wèn)題的提出9</p><p><b>　　(二)夾具設(shè)計(jì)9</b></p><p>　　3.定位誤差分析10</p><p>　　4鉆床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖10</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：10</b></

8、p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。</p><p>　　就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)

9、自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　零件的作用</b></p>

10、;<p>　　題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p>&l

11、t;p>　　零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔</p><p><b>　　大頭半圓孔</b></p><p>　　撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面

12、與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。</p><p>　　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(zhuān)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(méi)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。</p><p><b>　　二

13、確定生產(chǎn)類(lèi)型</b></p><p>　　初步確定工藝安排為：。中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備</p><p><b>　　三 確定毛坯</b></p><p>　　1 確定毛坯種類(lèi)：零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備

14、設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》324頁(yè)表15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。</p><p>　　2 確定鑄件加工余量及形狀：</p><p>　　《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》325頁(yè)表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：</p><p><b>　　3繪制鑄件零件圖：<

15、/b></p><p><b>　　四工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一)選擇定位基準(zhǔn)：</p><p>　　1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。</p><p>　　2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)

16、一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。</p><p><b>　?。ǘ┲贫üに嚶肪€</b></p><p>　　根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果

17、，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》346頁(yè)表15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：</p><p>　　（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備</p><p><b>　　1 機(jī)床的選擇：</b></p><p>　　工序010～060均為銑平面，可采用X6140臥式銑床。</p>

18、;<p>　　工序070～080采用鉆床。</p><p>　　工序090～100采用鏜床。</p><p>　　工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。</p><p>　　工序120采用銑斷機(jī)床。</p><p>　　2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專(zhuān)用夾具。</p><p>　　3 選

19、擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。</p><p>　　4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。</p><p>　　5其他：對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專(zhuān)用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。</p><p>　?。ㄋ模C(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p>

20、;<p>　　1圓柱表面工序尺寸：</p><p>　　前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：</p><p><b>　　2 平面工序尺寸：</b></p><p>　　3確定切削用量及時(shí)間定額：</p><p>　　工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22

21、孔上端面。</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p>　　加工要求：粗銑φ22孔上端面。</p><p>　　機(jī)床：X6140臥式銑床。</p><p>　　刀具：W18Cr4

22、V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱(chēng)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。</p><

23、p><b>　　2. 切削用量</b></p><p>　　1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。</p><p>　　2）計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，V c=</p><p>　　算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s</p><p>

24、　　據(jù)XA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。</p><p>　　5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。</p><p>　　

25、最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。</p><p><b>　　6）計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。</p><p>　　工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)φ55孔上

26、下端面。</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p>　　加工要求：精銑φ55上端面。</p><p>　　機(jī)床：X6140臥式銑床。</p><p>　　刀具：W18Cr4V硬

27、質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。</p><p><b>　　2. 切削

28、用量</b></p><p>　　1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。</p><p>　　2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑，選較小量f=0.14 mm/z。</p><p>　　3） 查后刀面最大磨損及壽命 </p><

29、;p>　　查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。</p><p>　　查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min</p><p>　　4） 計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s</p><p>　　據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則

30、實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。</p><p>　　5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。</p><p>　　最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c

31、=119.3m/min，f z=0.16mm/z。</p><p><b>　　6）計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。</p><p>　　工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。</p>

32、<p><b>　　1. 選擇鉆頭 </b></p><p>　　選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b>&l

33、t;/p><p><b>　?。?）決定進(jìn)給量</b></p><p><b>　　查《切》 </b></p><p><b>　　所以， </b></p><p>　　按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇</p><p>　　最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量

34、 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。</p><p>　?。?）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.5～０.８mm，壽命．</p><p><b>　?。?）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修正系數(shù) </p><p><b>　　故

35、。</b></p><p>　　查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　故實(shí)際的切削速度</b></p><p><b>　　３.計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。</p><p&g

36、t;　　擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：</p><p><b>　　擴(kuò)鉆： </b></p><p><b>　　精鉸： </b></p><p>　　工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜φ55孔。</p><p>　　1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)

37、do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝11°，二重刃長(zhǎng)度bε=11mm,橫刀長(zhǎng)b=5mm,弧面長(zhǎng)l=9mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° ° </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　　（1）決定進(jìn)給量沒(méi)</b></p><p>　　查《簡(jiǎn)明

38、手冊(cè)》 </p><p>　　按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇</p><p>　　最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。</p><p>　?。?）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.8～1.2mm，壽命</p><p>　　擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度

39、（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.9～１.４mm，壽命</p><p>　　鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為０.６～０.９mm，壽命</p><p><b>　?。?）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修正系數(shù) </p><p><b>　　故。</b></p>

40、;<p>　　查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　故實(shí)際的切削速度</b></p><p>　　擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下：</p><p><b>　　擴(kuò)鉆： </b></p><p>　　半精鉸： </p><p&g

41、t;<b>　?。?計(jì)算工時(shí)</b></p><p><b>　　所有工步工時(shí)相同。</b></p><p><b>　　三、 夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。并設(shè)計(jì)——鉆直徑22孔。本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為兩根麻花鉆，對(duì)兩

42、個(gè)孔同時(shí)加工。</p><p><b>　　(一)問(wèn)題的提出</b></p><p>　　本夾具是用來(lái)鉆22mm的大頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,因此這兩個(gè)小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心線為三個(gè)側(cè)平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度則不是主要問(wèn)題.</

43、p><p><b>　　(二)夾具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1定位基準(zhǔn)選擇</b></p><p>　　底面對(duì)孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應(yīng)以地面為主要定位基準(zhǔn)..由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準(zhǔn)時(shí),只有采用自動(dòng)對(duì)中夾具才能同時(shí)保證對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)零件的大小孔的中心距的公差要求.

44、為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時(shí)加工出22mm的通孔.</p><p>　　2切削力及夾緊力計(jì)算</p><p>　　由于實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準(zhǔn)面,在兩側(cè)只需要采用兩個(gè)V型塊適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無(wú)須再對(duì)切削力進(jìn)行計(jì)算.</p><p><b>　　3\定位誤差分析</b&

45、gt;</p><p>　　零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為65mm.采用自動(dòng)對(duì)中夾具后,定位誤差取決于對(duì)中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時(shí),對(duì)對(duì)中塊利用調(diào)整螺釘進(jìn)行調(diào)整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷(xiāo)的配合間隙為0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為</p><p>　　0.08+0.05=0.130.2mm

46、</p><p>　　所以能滿足精度要求.</p><p>　　4鉆床夾具的裝配圖見(jiàn)附圖</p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　趙家奇編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.</p><p>　　李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)