CA6140撥叉831006工藝夾具設(shè)計(CAD圖紙、說明書整套)
附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片1零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 1123456粗車 55mm圓半精車55mm 圓粗車 55mm圓一端面半精車55mm 圓一端面粗車 55mm圓另一端面半 精 車 55mm圓 另 一 端 面臥式車床CA6140專用夾具YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片2零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑斷將工件按尺寸要求銑成單件,切口為 4mm。X60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片3零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11234加工孔25mm鉆孔至23mm擴孔至24.8mm粗鉸孔至24.94mm精鉸孔至25mm立式鉆床Z535專用夾具麻花鉆頭25mm附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片4零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑 168mm槽,保證 16mm12.0X60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片5零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑斜面3515mmX60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀產(chǎn)品型號 CA6140 零件圖號 8310006機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄鐵 毛坯外形尺 寸每毛坯可制件數(shù)2 每臺件 數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件(min)1 鏜孔 1) 粗鏜至 53 孔2) 半精鏜至 55 孔 鏜床車間2 T740 型臥式金剛鏜床專用夾具,硬質(zhì)合金YT5 鏜刀,游標(biāo)卡尺. 0.442 銑斷 銑斷,使之為兩個零件 銑床車間 1 X60 臥式銑床 專用夾具,中齒鋸片銑刀0.53 鉆、擴、鉸孔1)鉆 23 的孔2)擴孔至 24.8 3)粗鉸孔至 24.94 4)精鉸孔至 25 鉆床車間 4 Z5125A 立式鉆床 專用夾具,23 麻花鉆,24.8 的擴刀,鉸刀,游標(biāo)卡尺,內(nèi)徑千分尺11.234 銑削 1) 粗銑 55 孔兩端面至 132) 精銑 55 孔兩端面至 12銑床車間 2 XA6132 臥式銑床 專用夾具,硬質(zhì)合金鋼端銑刀,游標(biāo)卡尺0.825 銑削 粗銑 40 外圓斜面 銑床車間 1 XA6132 臥式銑床 專用夾具,高速鋼鑲齒三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺,2.06 銑削 1) 粗銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23.52) 精銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23銑床車間 2 XA6132 臥式銑床 專用夾具,硬質(zhì)合金鋼端銑刀,游標(biāo)卡尺0.187 銑槽 銑 168 的槽 銑床車間 1 x61W 型萬能銑床 專用夾具,高速鋼直齒三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺0.558 去毛刺 專用夾具9 終檢 檢驗車間 塞規(guī),卡尺等設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號簽字 日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號 簽字 日期 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計 “CA6140 車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 年 03 月 29 日長安大學(xué)機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目: 設(shè)計”CA6140 車床撥叉” 零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容: 1.零件圖 1 張2.毛坯圖 1 張3. 機械加工工藝過程綜合卡片 5 張4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1 張5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1 張6. 課程設(shè)計說明書 1 張班 級 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教師教研室主任年 03 月 29 日序言機械制造工藝學(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。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)。一、零件的分析(一) 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 25 孔與操縱機構(gòu)相連,55 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的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時分開。(二) 零件的工藝分析零件的材料為 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:1小頭孔 25 ; 023.2大頭半圓孔 及其端面;4.053168 槽;440 外圓斜面;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;6. 槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.08mm。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)采用專用夾具進行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度,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二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產(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。零件材料為 HT200??紤]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,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(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)無法正常進行。1) 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)。對本零件而言,則應(yīng)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。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)一”原則。對本零件而言,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 0.08mm,則應(yīng)以 25 小頭孔為精基準(zhǔn)。(三)制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,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)要求能達到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,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)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1工藝路線方案一工序 車 55 圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 銑 168 槽工序 銑 40 外圓斜面工序 加工 25 小頭孔2工藝路線方案二工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工 25 小頭孔工序 銑 168 槽工序 車 55 半圓與兩端面工序 銑 40 外圓斜面3工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一是先加工 55 圓與兩端面,以便于后續(xù)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 55 大圓。故可以將工序定為:工序 粗,精車 55 圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工 25 小頭孔工序 銑 168 槽工序 銑 40 外圓斜面這樣,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。以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片” 。(四)機械加工余量、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,毛坯重量約為 1.5kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),鑄造毛坯。根據(jù)以上原始資料及加工工藝,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:1. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(25,55 端面) 。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 (以下稱工藝手冊 )表2.22.5,取 25,55 端面長度余量均為 2.5(均為雙邊加工)銑削加工余量為:粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔(55 已鑄成孔)查工藝手冊表 2.22.5,取 55 已鑄成孔長度余量為 3,即鑄成孔直徑為 49mm。工序尺寸加工余量:鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(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。(五)確立切削用量及基本工時工序一 粗,精車 55 圓與兩端面1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗,精銑 55 圓以及上下端面。機床:臥式車床 CA6140刀具:YW2 內(nèi)圓車刀 YW3 端面車刀2. 計算切削用量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。2)每齒進給量 機床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z 。由于是對稱銑,選較小量 f=0.14 mm/z。3)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表 3.7,后刀面最大磨損為 1.01.5mm。查切削手冊表 3.8,壽命 T=180min4)計算切削速度 按切削手冊 ,V c= vpvezvpmoKZuayfXTqdC算得 Vc98mm/s,n=439r/min,V f=490mm/s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,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率 查切削手冊 Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,n c=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 銑斷,使之為兩個零件1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑斷,使之為兩個零件機床:X60 銑床。刀具:高速鋼鑲齒三面刃銑刀工序三 加工 25 小頭孔1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:加工 25 小頭孔機床:立式鉆床 Z535選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭 25mm,鉆孔至 23mm, 擴孔至 24.8mm,鉸孔至 24.94mm,精鉸孔至 25mm 2.選擇切削用量(1)決定進給量查切削手冊 rmf/86.07.35.1203dl所以, rf/.0按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rf/5.1rmf/53.最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗rmf/48.0校驗成功。max609Ff(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.50.8mm,壽命min60T(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) rmvc/180.1TVK.MV0.1tvK故 。x0.1vapvKrmc/8min/3.80rdns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 in/27rc故實際的切削速度 ndvsc/4.150(4)校驗扭矩功率所以 NmMc60N2.mcM故滿足條件,校驗成立。EPkwP.271.計算工時 in10.45.3nfLtm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。擴鉸和精鉸的切削用量如下:擴鉆: in/27rrmf/48.0min/4.15vcmd8.190鉸孔: i/rrf/. i/.vc4.0精鉸: min/27rrmf/48.0min/4.15vc0ITd工序四 銑 168 槽1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑 168 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀(1)決定進給量查切削手冊 rmf/2.10按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 rmf/53.0最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 經(jīng)校驗rf/4.校驗成功。max245016FFf (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.81.2mm,壽命inT擴孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.91.4mm ,壽命60鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.60.9mm ,壽命 mi12(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) rvc/200.1TVK.MV0.1tvK故 。x.1vapvKrmc/2in/6.320rdns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 min/125rnc故實際的切削速度 dvsc/8.0.計算工時 min52.3.1287nfLtm所有工步工時相同。工序五 銑 40 外圓斜面1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑 168 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀。三、 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計加工孔 25 工序的夾具。本夾023.具將用于立式鉆床 Z535,刀具為麻花鉆頭 25mm,對工件 25 孔023.進行鉆加工。(一) 問題的提出在給定的零件中,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)在夾緊的方便與快速性上。(二) 夾具設(shè)計1 定位基準(zhǔn)的選擇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構(gòu)夾緊工件。2 切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 扭矩 MfMyzc 68.0.20 4.76.由于扭矩很小,計算時可忽略。夾緊力為 NFf04.52取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力。3. 定位誤差分析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夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進而使加工位置有一定轉(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。4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。25 孔加工鉆床夾具的裝配圖(見附圖)023.四、 參考文獻1趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書2 版,北京:機械工業(yè)出版社,2000.10.2李旦.邵東向.王杰,機床專用夾具圖冊,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.103孟少農(nóng),機械加工工藝手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1991.9.4徐圣群,簡明加工工藝手冊,上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1991.2附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片1零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大中批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 1123456粗車 55mm圓半精車55mm 圓粗車 55mm圓一端面半精車55mm 圓一端面粗車 55mm圓另一端面半 精 車 55mm圓 另 一 端 面臥式車床CA6140專用夾具YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片2零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑斷將工件按尺寸要求銑成單件,切口為 4mm。X60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片3零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11234加工孔25mm鉆孔至23mm擴孔至24.8mm粗鉸孔至24.94mm精鉸孔至25mm立式鉆床Z535專用夾具麻花鉆頭25mm附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片4零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑 168mm槽,保證 16mm12.0X60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀附表 1 機械加工工藝過程綜合卡片5零件號 831006 材 料 HT200 編制 零件名稱 撥 叉 毛坯重量 1.12kg 指導(dǎo)機械加工工藝過程綜合卡片生產(chǎn)類型 大批生產(chǎn) 毛坯種類 鑄件 審核工序安裝(工位)工步 工序說明工序簡圖 機床夾具或輔助工具 刀具 11 銑斜面3515mmX60銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀產(chǎn)品型號 CA6140 零件圖號 8310006機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄鐵 毛坯外形尺 寸每毛坯可制件數(shù)2 每臺件 數(shù) 1 備注工時工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終 單件(min)1 鏜孔 1) 粗鏜至 53 孔2) 半精鏜至 55 孔 鏜床車間2 T740 型臥式金剛鏜床專用夾具,硬質(zhì)合金YT5 鏜刀,游標(biāo)卡尺. 0.442 銑斷 銑斷,使之為兩個零件 銑床車間 1 X60 臥式銑床 專用夾具,中齒鋸片銑刀0.53 鉆、擴、鉸孔1)鉆 23 的孔2)擴孔至 24.8 3)粗鉸孔至 24.94 4)精鉸孔至 25 鉆床車間 4 Z5125A 立式鉆床 專用夾具,23 麻花鉆,24.8 的擴刀,鉸刀,游標(biāo)卡尺,內(nèi)徑千分尺11.234 銑削 1) 粗銑 55 孔兩端面至 132) 精銑 55 孔兩端面至 12銑床車間 2 XA6132 臥式銑床 專用夾具,硬質(zhì)合金鋼端銑刀,游標(biāo)卡尺0.825 銑削 粗銑 40 外圓斜面 銑床車間 1 XA6132 臥式銑床 專用夾具,高速鋼鑲齒三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺,2.06 銑削 1) 粗銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23.52) 精銑尺寸為 40 的外側(cè)面至 23銑床車間 2 XA6132 臥式銑床 專用夾具,硬質(zhì)合金鋼端銑刀,游標(biāo)卡尺0.187 銑槽 銑 168 的槽 銑床車間 1 x61W 型萬能銑床 專用夾具,高速鋼直齒三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺0.558 去毛刺 專用夾具9 終檢 檢驗車間 塞規(guī),卡尺等設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會簽日期標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號簽字 日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號 簽字 日期 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計 “CA6140 車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 年 03 月 29 日長安大學(xué)機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目: 設(shè)計”CA6140 車床撥叉” 零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容: 1.零件圖 1 張2.毛坯圖 1 張3. 機械加工工藝過程綜合卡片 5 張4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1 張5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1 張6. 課程設(shè)計說明書 1 張班 級 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教師教研室主任年 03 月 29 日序言機械制造工藝學(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)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。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)。一、零件的分析(一) 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 25 孔與操縱機構(gòu)相連,55 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的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時分開。(二) 零件的工藝分析零件的材料為 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:1小頭孔 25 ; 023.2大頭半圓孔 及其端面;4.053168 槽;440 外圓斜面;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;6. 槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.08mm。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)采用專用夾具進行加工,并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度,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二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式已知此撥叉零件的生產(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。零件材料為 HT200??紤]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,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇基面選擇是工藝規(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)無法正常進行。1) 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)。對本零件而言,則應(yīng)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。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)一”原則。對本零件而言,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 0.08mm,則應(yīng)以 25 小頭孔為精基準(zhǔn)。(三)制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,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)要求能達到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,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)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1工藝路線方案一工序 車 55 圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 銑 168 槽工序 銑 40 外圓斜面工序 加工 25 小頭孔2工藝路線方案二工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工 25 小頭孔工序 銑 168 槽工序 車 55 半圓與兩端面工序 銑 40 外圓斜面3工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于:方案一是先加工 55 圓與兩端面,以便于后續(xù)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 55 大圓。故可以將工序定為:工序 粗,精車 55 圓與兩端面工序 銑斷,使之為兩個零件工序 加工 25 小頭孔工序 銑 168 槽工序 銑 40 外圓斜面這樣,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。以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片” 。(四)機械加工余量、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,毛坯重量約為 1.5kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),鑄造毛坯。根據(jù)以上原始資料及加工工藝,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:1. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(25,55 端面) 。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 (以下稱工藝手冊 )表2.22.5,取 25,55 端面長度余量均為 2.5(均為雙邊加工)銑削加工余量為:粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔(55 已鑄成孔)查工藝手冊表 2.22.5,取 55 已鑄成孔長度余量為 3,即鑄成孔直徑為 49mm。工序尺寸加工余量:鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(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。(五)確立切削用量及基本工時工序一 粗,精車 55 圓與兩端面1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗,精銑 55 圓以及上下端面。機床:臥式車床 CA6140刀具:YW2 內(nèi)圓車刀 YW3 端面車刀2. 計算切削用量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。2)每齒進給量 機床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z 。由于是對稱銑,選較小量 f=0.14 mm/z。3)查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表 3.7,后刀面最大磨損為 1.01.5mm。查切削手冊表 3.8,壽命 T=180min4)計算切削速度 按切削手冊 ,V c= vpvezvpmoKZuayfXTqdC算得 Vc98mm/s,n=439r/min,V f=490mm/s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,實際進給量為 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗機床功率 查切削手冊 Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm,n c=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 銑斷,使之為兩個零件1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑斷,使之為兩個零件機床:X60 銑床。刀具:高速鋼鑲齒三面刃銑刀工序三 加工 25 小頭孔1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:加工 25 小頭孔機床:立式鉆床 Z535選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭 25mm,鉆孔至 23mm, 擴孔至 24.8mm,鉸孔至 24.94mm,精鉸孔至 25mm 2.選擇切削用量(1)決定進給量查切削手冊 rmf/86.07.35.1203dl所以, rf/.0按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rf/5.1rmf/53.最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗rmf/48.0校驗成功。max609Ff(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.50.8mm,壽命min60T(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) rmvc/180.1TVK.MV0.1tvK故 。x0.1vapvKrmc/8min/3.80rdns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 in/27rc故實際的切削速度 ndvsc/4.150(4)校驗扭矩功率所以 NmMc60N2.mcM故滿足條件,校驗成立。EPkwP.271.計算工時 in10.45.3nfLtm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。擴鉸和精鉸的切削用量如下:擴鉆: in/27rrmf/48.0min/4.15vcmd8.190鉸孔: i/rrf/. i/.vc4.0精鉸: min/27rrmf/48.0min/4.15vc0ITd工序四 銑 168 槽1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑 168 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀(1)決定進給量查切削手冊 rmf/2.10按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 rmf/53.0最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 經(jīng)校驗rf/4.校驗成功。max245016FFf (2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.81.2mm,壽命inT擴孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.91.4mm ,壽命60鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊 )為 0.60.9mm ,壽命 mi12(3)切削速度查切削手冊 修正系數(shù) rvc/200.1TVK.MV0.1tvK故 。x.1vapvKrmc/2in/6.320rdns查切削手冊機床實際轉(zhuǎn)速為 min/125rnc故實際的切削速度 dvsc/8.0.計算工時 min52.3.1287nfLtm所有工步工時相同。工序五 銑 40 外圓斜面1. 加工條件工件材料:HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:銑 168 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀。三、 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計加工孔 25 工序的夾具。本夾023.具將用于立式鉆床 Z535,刀具為麻花鉆頭 25mm,對工件 25 孔023.進行鉆加工。(一) 問題的提出在給定的零件中,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)在夾緊的方便與快速性上。(二) 夾具設(shè)計1 定位基準(zhǔn)的選擇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構(gòu)夾緊工件。2 切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 扭矩 MfMyzc 68.0.20 4.76.由于扭矩很小,計算時可忽略。夾緊力為 NFf04.52取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際夾緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力。3. 定位誤差分析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夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進而使加工位置有一定轉(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。4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。25 孔加工鉆床夾具的裝配圖(見附圖)023.四、 參考文獻1趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書2 版,北京:機械工業(yè)出版社,2000.10.2李旦.邵東向.王杰,機床專用夾具圖冊,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.103孟少農(nóng),機械加工工藝手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1991.9.4徐圣群,簡明加工工藝手冊,上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1991.2
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