課程設(shè)計--ca6140車床撥叉(831006型號)的機(jī)械加工工藝及加工孔25的鉆床夾具

1、<p>　　機(jī)制工藝課程設(shè)計說明書</p><p>　　課程名稱: 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 </p><p>　　設(shè)計課題: 杠桿零件工藝規(guī)程設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　姓 名: </p><p&

2、gt;　　班 級: </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　序言3</

3、b></p><p><b>　　一、零件的分析3</b></p><p>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?</p><p>　　（二）零件的工藝分析3</p><p>　　二、 工藝規(guī)程設(shè)計4</p><p>　　(一)確定毛坯的制造形式4</p><p>

4、;　?。ǘ┗娴倪x擇4</p><p>　?。ㄈ┲贫üに嚶肪€5</p><p>　?。ㄋ模C(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定6</p><p>　?。ㄎ澹┐_立切削用量及基本工時7</p><p>　　三、 夾具設(shè)計12</p><p>　?。ㄒ唬﹩栴}的提出12</p><p&g

5、t;　?。ǘA具設(shè)計13</p><p>　　四、 參考文獻(xiàn)14</p><p>　　機(jī)械加工工藝過程綜合卡片15</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深

6、入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(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>　　就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。</p><p&g

7、t;<b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┝慵淖饔?lt;/b></p><p>　　題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)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。零件的φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方

8、的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。</p><p>　?。ǘ┝慵墓に嚪治?lt;/p><p>　　零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，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>　　1．小頭孔φ25； </p><p>　　2．大頭半圓孔Ф及其端面；&

9、lt;/p><p><b>　　3．16×8槽；</b></p><p>　　4．φ40外圓斜面；</p><p>　　5．大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；</p><p>　　槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08m。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗

10、加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(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、藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯生產(chǎn)類型</p><p>　　已知此撥叉零件的生

11、產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。</p><p>　　零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。</p><p><b>　?。ǘ┗娴倪x擇：</b></p><p>　　基面選擇是工

12、藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)?，F(xiàn)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。</p>

13、;<p>　　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)一”原則，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08m，故以φ25小頭孔為精基準(zhǔn)。</p><p><b>　　（三）制定工藝路線</b></p><p>　　根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技

14、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,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p><b>　　1．工藝路線方案一</b></p><p>　　工序Ⅰ 車φ55圓與兩端面</p><p>　　工序Ⅱ 銑斷，使之為兩個零件

15、</p><p>　　工序Ⅲ 銑16×8槽</p><p>　　工序Ⅳ 銑φ40外圓斜面</p><p>　　工序Ⅴ 加工φ25小頭孔</p><p><b>　　2．工藝路線方案二</b></p><p>　　工序Ⅰ 銑斷，使之為兩個零件</p><p>

16、;　　工序Ⅱ 加工φ25小頭孔</p><p>　　工序Ⅲ 銑16×8槽</p><p>　　工序Ⅳ 車φ55半圓與兩端面</p><p>　　工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面</p><p>　　3．工藝方案的比較與分析</p><p>　　上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工φ55圓與兩端面，以便于后續(xù)

17、加工，并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢，提高了工作效率，然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完，省去了在各機(jī)床間切換的麻煩，最后加工孔；方案二是先切開工件，分別加工，然后加工小頭孔，再銑、再車、再銑……顯然，工序上不如方案一效率高。但由于圓與槽都與小頭孔有垂直度要求，可以先加工小頭孔，后加工槽；圓應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢，所以還是先加工φ55大圓?？梢詫⒐ば蚨椋?lt;/p><p>　　工序Ⅰ 粗，精車φ55圓與兩端面</

18、p><p>　　工序Ⅱ 銑斷，使之為兩個零件</p><p>　　工序Ⅲ 加工φ25小頭孔銑</p><p>　　工序Ⅳ 16×8槽</p><p>　　工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面</p><p>　　這樣，看起來工序簡潔且保證了垂直度的要求，還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢。</p><p&

19、gt;　?。ㄋ模C(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定</p><p>　　“CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.12kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。</p><p>　　據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及

20、公差（φ25，φ55端面）。</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ25，φ55端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）</p><p><b>　　銑削加工余量為：</b></p><p><b>　　粗銑 1mm</b></p><p>&l

21、t;b>　　精銑 0mm</b></p><p>　　2. 內(nèi)孔（φ55已鑄成孔）</p><p>　　查《工藝手冊》表2.2～2.5，取φ55已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為49mm。</p><p><b>　　工序尺寸加工余量：</b></p><p><b>　　鉆孔 2mm&l

22、t;/b></p><p>　　擴(kuò)孔 0.125mm</p><p>　　鉸孔 0.035mm</p><p><b>　　精鉸 0mm</b></p><p>　　3. 其他尺寸直接鑄造得到</p><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

23、加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。</p><p>　　（五）確立切削用量及基本工時</p><p>　　工序一 粗，精車φ55圓與兩端面</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>&l

24、t;p>　　加工要求：粗，精銑φ55圓以及上下端面。</p><p>　　機(jī)床：臥式車床CA6140</p><p>　　刀具：YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀</p><p><b>　　2. 切削用量</b></p><p>　　1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度

25、。</p><p>　　2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。</p><p>　　3）查后刀面最大磨損及壽命 </p><p>　　查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。</p><p>　　查《切削手冊》表3.8，壽命T=18

26、0min</p><p>　　4）計算切削速度 按《切削手冊》，V c=</p><p>　　算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s</p><p>　　據(jù)臥式車床CA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=

27、V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。</p><p>　　5)校驗機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。</p><p>　　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><

28、;b>　　6）計算基本工時</b></p><p>　　tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。</p><p>　　工序二 銑斷，使之為兩個零件</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~24

29、1,鑄造。</p><p>　　加工要求：銑斷，使之為兩個零件</p><p><b>　　機(jī)床：X60銑床。</b></p><p>　　刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀</p><p>　　工序三 加工φ25小頭孔</p><p><b>　　1. 加工條件</b></

30、p><p>　　工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p>　　加工要求：加工φ25小頭孔</p><p>　　機(jī)床：立式鉆床Z535</p><p>　　選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭￠25mm，鉆孔至φ23mm，擴(kuò)孔至φ24.8mm，鉸孔至φ24.94mm，精鉸孔至φ25mm </p>

31、<p><b>　　2.選擇切削用量</b></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)

32、床強(qiáng)度選擇</p><p>　　最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。</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《切》）為0.5～０.８mm，壽命．</p><p><b>　?。?）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修

33、正系數(shù) </p><p><b>　　故。</b></p><p>　　查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　故實際的切削速度</b></p><p><b>　　（4）校驗扭矩功率</b></p><p><b>　　所以

34、</b></p><p>　　故滿足條件，校驗成立。</p><p><b>　?。?計算工時</b></p><p>　　由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。</p><p>　　擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：</p><p><b>　　擴(kuò)鉆：

35、 </b></p><p><b>　　鉸孔： </b></p><p><b>　　精鉸： </b></p><p>　　工序四 銑16×8槽</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p

36、>　　工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p>　　加工要求：銑16×8槽</p><p><b>　　機(jī)床：X60銑床</b></p><p>　　選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀</p><p><b>　?。?）決定進(jìn)給量</b>

37、</p><p><b>　　查《切》 </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Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。</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《切》）為0.8～1.

38、2mm，壽命</p><p>　　擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.9～１.４mm，壽命</p><p>　　鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》）為０.６～０.９mm，壽命</p><p><b>　　（3）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修正系數(shù) </p><p&g

39、t;<b>　　故。</b></p><p>　　查《切》機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為</p><p><b>　　故實際的切削速度</b></p><p><b>　　３.計算工時</b></p><p><b>　　所有工步工時相同。</b></p>

40、<p>　　工序五 銑φ40外圓斜面</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：銑16×8槽</p><p><b>　　機(jī)床：X60銑床</b&g

41、t;</p><p>　　選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀</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(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計加工孔φ25工序的夾具。本夾具將用于立式鉆床Z535，刀具為麻花鉆頭φ25mm，對工件進(jìn)行銑削加工。</p>

42、<p><b>　　問題的提出</b></p><p>　　在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。</p><p><b>　　卡具設(shè)計</b></p><p><b>　　定位基準(zhǔn)的選擇</b></p&

43、gt;<p>　　出于定位簡單和快速的考慮，工件以∮40外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn)，在V形塊、支承板和擋銷上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。</p><p><b>　　切削力和卡緊力計算</b></p><p>　　本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。</p><p><b>　　軸

44、向力 </b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　由于扭矩很小，計算時可忽略。</p><p><b>　　卡緊力為</b></p><p>　　取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1</p><p>　　則實際卡緊力為

45、F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N</p><p>　　使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。</p><p>　　3. 定位誤差分析</p><p>　　本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位

46、置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。</p><p>　　4. 卡具設(shè)計及操作的簡要說明</p><p>　　卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。</p><p>　　銑床夾具的裝配圖（見附圖）</p>

47、<p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.</p><p>　　[2]李云,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8</p><p>　　[3]孟少農(nóng),機(jī)械加工工藝手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9.&

48、lt;/p><p>　　[4]徐圣群，簡明加工工藝手冊.上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.2</p><p>　　機(jī)械加工工藝過程綜合卡片</p><p><b>　　附件圖紙</b></p><p><b>　　附件圖紙</b></p><p><b>　　零件圖<