1 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 序言序言 1 1 一、零件的分析一、零件的分析 1 1 1 1 零件的作用零件的作用 2 2 2 2 零件的工藝分析零件的工藝分析 2 2 1.1. 以以 2020 為中心的加工表面為中心的加工表面 2 2 2.2. 以以 5050 為中心的加工表面為中心的加工表面 2 2 二、二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2 ( (一一) )確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 2 2 （二）基面的選擇（二）基面的選擇 2 2 （三）制定工藝路線（三）制定工藝路線 3 3 1.1. 工藝路線方案一工藝路線方案一 3 3 2.2.工藝路線方案二工藝路線方案二 3 3 3.3.工藝路線方案三工藝路線方案三 4 4 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4 4 （五）確立切削用量及基本工時(shí)（五）確立切削用量及基本工時(shí) 5 5 三、三、 卡具設(shè)計(jì)卡具設(shè)計(jì) 7 7 1 1 問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出 7 7 2 2 卡具設(shè)計(jì)卡具設(shè)計(jì) 7 7 2 1 1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 7 7 2.2.力和卡緊力計(jì)算力和卡緊力計(jì)算 7 7 3.3. 定位誤差分析定位誤差分析 7 7 4.4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 7 7 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 8 8 序言 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。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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)。 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)。 一、零件的分析 1零件的作用零件的作用 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(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20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 50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)。 2零件的工藝分析零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如 下： 3 1. 以20為中心的加工表面 這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔 021 . 0 0 有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M8的螺紋孔。下 端有一個(gè)47的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒(méi)有高的位置度要求。 2. 以50為中心的加工表面 這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個(gè)端面。 50 . 0 25 . 0 這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個(gè)端面與20 50 . 0 25 . 0 的孔有垂直度要求。 021 . 0 0 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為 基準(zhǔn)加工另外一組。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一一)確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 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，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇（二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(guò)程 中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正 常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗 基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì) 位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選 取20mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形 021 . 0 0 塊支承這兩個(gè)32mm作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限 制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算， 此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線（三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及 位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可 4 以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,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，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1. 工藝路線方案一 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑20mm孔上端面。 工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm、50mm孔。 工序四 粗、精銑50mm孔上端面 工序五 粗、精銑50mm、20mm孔下端面。 工序六 切斷。 工序七 鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。 工序八 鉆一個(gè)4mm孔，攻M6mm螺紋。 工序九 銑47凸臺(tái)。 工序十 去毛刺。 上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看 另一個(gè)方案。 2.工藝路線方案二 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑20mm孔上端面。 工序三 粗、精銑20mm孔下端面。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm孔。 工序五 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50mm孔。 工序六 粗、精銑50mm孔上端面 工序七 粗、精銑50mm孔下端面。 工序八 切斷。 工序九 鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。 工序十 鉆一個(gè)4mm孔，攻M6mm螺紋。 工序十一 銑47凸臺(tái)。 工序十二 去毛刺。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 3.工藝路線方案三 工序一 工序二 以32mm外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑20mm孔下端面。 工序三 精銑20mm孔上下端面。 工序四 以20mm孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20mm孔， 5 保證垂直度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。 工序五 以20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50mm孔，保證孔 的精度達(dá)到IT7。 工序六 切斷。 工序七 以20mm孔為精基準(zhǔn)，粗銑50mm孔上下端面。 工序八 以20mm孔為精基準(zhǔn)，精銑50mm孔上下端面，保證端面相 對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.07。 工序九 以20mm孔為精基準(zhǔn)，鉆4mm孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。 工序十 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)4孔，攻M6螺紋。 工序十一 以20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺(tái)。 工序十二 去毛刺。 雖然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序三和工序一比起 工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整） 。 多次加工50、20孔是精度要求所致。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)工藝過(guò)程卡。 （四四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮 重量2.2kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。 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： 1. 外圓表面延軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（20，50端 面） 。 查機(jī)械制造加工工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) （以下稱工藝手冊(cè) ）表 2.22.5，取20，50端面長(zhǎng)度余量均為2.5mm（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1.8mm 精銑 0.7mm 2. 內(nèi)孔（50已鑄成孔） 查工藝手冊(cè)表2.22.5，取50已鑄成孔長(zhǎng)度余量為0.2mm，即 鑄成孔直徑為49.8mm。 工序尺寸加工余量： 鉸孔 0.075mm 精鉸孔 0.025mm 6 3. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)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(jì) 算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 （五）確立切削用量及基本工時(shí)五）確立切削用量及基本工時(shí) 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)以工藝方案三中的第四道工序計(jì)算。 工序四 以20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔，保證垂直 度誤差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。工件材料為HT200，硬度 190210HB,表面粗糙度為3.2，選用Z525立式鉆床。 a Rm 1. 選擇鉆頭 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o12，二重刃長(zhǎng)度b=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 按加工要求選擇進(jìn)給量： 根據(jù)手冊(cè) ，由表10.4.1可查出： rmmf/86 . 0 70 . 0 由孔深與孔徑比 ，修正系數(shù)取=1.0 35 . 1 20 30 d l lf K 所以， 。 rmmf/86 . 0 70 . 0 按鉆頭強(qiáng)度選擇： 。 rmmf/75 . 1 按機(jī)床強(qiáng)度選擇：。 rmmf/53 . 0 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校 rmmf/48 . 0 max 6090FFf 驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查手冊(cè)表10.4-8后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.5.mm，耐用度 min60T （3）切削速度 查加工工藝手冊(cè)表10.4-9，鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)切屑速度計(jì)算公式為： K m/min v v yx p m Z faT dC 0 V 查手冊(cè)得：C =8.1，Z =0.25，X =0，y =0.5，m=0.2 VVVv 所以， =14.97m/min(0.25m/s) min/218 1000 0 r d v ns 7 查手冊(cè)機(jī)床說(shuō)明書取實(shí)際轉(zhuǎn)速為 min/272rn 故實(shí)際的切削速度 rmm nd vc/15 1000 0 （4）計(jì)算軸向力F及校驗(yàn)扭矩P 及功率M m 查手冊(cè)軸向力，扭矩及功率的計(jì)算公式分別為： F=C dfK （N） ，P =（kw）,M=C dfK (N.M) F 0 F Z F y F m0 30d MV M 0 M Z m y M 查表得: C =420、Z =1.0、y =0.8、C0.206、Z =2.0、y =0.8 FFF MMM 由表10.4-12,鉆孔條件改變時(shí)軸向力及扭矩的修正系數(shù)分別為: K=K=0.94,K=1.0,K=1.0,K=1.0,K=1.0 MFMMXFXM VBFVBM 所以:F=3950(N),M=34.88(N.M),P =0.97(kw) M 校驗(yàn)機(jī)床功率:由機(jī)床說(shuō)明書P =2.8,機(jī)床效率 =0.81 E 機(jī)床有效功率為:P= P=2.80.81=2.268(kw) EE 所以 , P P ,故選擇切削用量可用。 EM 即：d =18mm，f=0.48mm/r，n=272r/min,v=15m/min。 0 此時(shí),F=3950N,M=34.88N.M, P =0.97kw。 M .計(jì)算工時(shí) )18min(30 . 0 48 . 0 272 1030 s nf L tm 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。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvcmmd 8 . 19 0 鉸孔： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvcmmd94.19 0 精鉸： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvc720 0 ITd 三、 卡具設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第四道工序以孔上端面為精基 mm20 準(zhǔn)，鉆擴(kuò)鉸精鉸孔，保證垂直精度誤差不超過(guò)0.05mm，孔精度 mm20 達(dá)IT7。本卡具將用于Z525立式鉆床。鉆頭選用高速鋼麻花鉆。 1問(wèn)題的提出 利用本夾具主要是鉆兩孔，且孔與端面有一定得 位置精 mm20 8 度要求。在本工序中 ，主要考慮保證其位置精度并提高勞動(dòng)效率， 及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 2卡具設(shè)計(jì) 3 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，孔與其上下端面均有一定的垂直度要求， mm20 在本工藝中上下端面已銑并達(dá)到一定精度，故采用孔的 mm20 上端面為主要定位基準(zhǔn)，使用V型塊卡緊。 2.力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 由前計(jì)算可知： NF3950 MNkfdCM M yMzM M 88.34 0 在計(jì)算卡緊力時(shí)，只考慮扭矩的影響，查手冊(cè)可得： 卡緊力：W= )(9701 3 . 0 5 . 1 18 . 0 35 2 sinN f K D M 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。 3. 定位誤差分析 本工序采用孔上端面定位，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故其 mm20 基準(zhǔn)不重合誤差為0，在本工藝中主要考慮鉆套所形成的誤差： ，所以 )(010 . 0 2 040 . 0 061 . 0 mm 021 . 0 02 . 0 故，可以保證孔的精度要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速 螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。安裝工件時(shí)，將星形螺 釘連同活動(dòng)V形塊向右拉，工件以其上端面放在支承套上，工件一 圓弧面對(duì)準(zhǔn)固定V形塊，然后推動(dòng)星形螺釘使活動(dòng)V形塊靠緊工 20 件右端的圓弧面，擰緊星形螺釘，通過(guò)鋼球使半圓鎖緊塊向兩邊張 緊，從而鎖緊工件。兩V形塊做成兩側(cè)帶有斜度的斜面，在夾緊時(shí) 產(chǎn)生向下的分力，防止工件產(chǎn)生上抬的趨勢(shì)。由于孔需要擴(kuò) mm20 鉸，故采用快換鉆套。 本夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適用于成批生產(chǎn)小型連桿類零件。若 將加工孔處的支承套做成浮動(dòng)支承形式，則定位精度能進(jìn)一 mm20 步提高，但是相應(yīng)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜些且增加了一些輔助時(shí)間。 9 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1. 東北重型機(jī)械學(xué)院.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè). 2. 機(jī)械出版社.1983.機(jī)床夾具圖冊(cè). 3. 趙家齊.1983.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指4. 導(dǎo)書.哈爾濱工業(yè) 大學(xué)出版社.