CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑右端面夾具設(shè)計課程設(shè)計
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機械制造工藝學課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床831005(第2組)撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備 機械制造工藝學課程設(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 1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份 指導教師 :劉念聰學 號 :2200551050105學 生 :歐果 200712一、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,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25mm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。(二) 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:1, 零件孔22mm的上下加工表面及花鍵孔25mm這一組加工表面包括:孔22mm的上下加工表面,孔22mm的內(nèi)表面,有粗糙度要求為Ra小于等于6.3um,25mm的六齒花鍵孔,有粗糙度要求Ra小于等于3.2um,擴兩端面孔,有粗糙度要求Ra=6.3um;加工時以上下端面和外圓40mm為基準面,有由于上下端面須加工,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22mm, 六齒花鍵孔25mm和擴孔;2, 孔22mm兩側(cè)的撥叉端面這一組加工表面包括:右側(cè)距離18mm的上下平面,Ra=3.2um,有精銑平面的要求,左側(cè)距離為8mm的上下平面,Ra=1.6um,同樣要求精銑;加工時以孔22mm,花鍵孔25 mm和上下平面為基準定位加工;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(三) 零件的尺寸圖 二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯的制造形式1:零件材料為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,故選擇鑄件毛坯。2:已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是20000件每年,故查表(15-2),可確定其為大批生產(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,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。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(表15-4),鑄件尺寸公差等級為CT9級(表15-5)(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。(1)粗基準的選擇。對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則,現(xiàn)選取22孔的不加工外輪廓底面作為粗基準,利用圓柱來定位,另外四爪握住兩邊來限制六個自由度,達到完全定位,然后進行銑削。(2)精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時,應(yīng)該進行尺寸換算。(三)制定工藝路線制定工藝路線,在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定的情況下, 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求來制定工藝路線??梢钥紤]采用萬能性機床配以專用工卡具,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.工藝路線方案工序一 鑄坯。工序二 粗銑圓柱底面。工序三 鉆圓柱成20的孔。工序四 擴鉸孔20到22。工序五 粗車圓柱孔口斜度為20度。工序六 粗銑右槽1側(cè)平面和高度為8mm(見圖),粗銑高度為18mm的左槽2(見圖)。工序七 精銑槽1的上下面和和里面、側(cè)面,精洗槽2的上下面和里面。工序八 拉銷孔22成花鍵。工序九 去毛刺。工序十 檢驗。工序號工序內(nèi)容定位基準01鑄件02粗銑下端面孔的外圓,上端面03鉆孔孔的外圓,下端面04擴孔22孔的外圓,下端面05車倒角,角度為20度孔的上下端面06銑左邊鍵槽,銑右邊鍵槽孔,下端面07精銑左右兩槽孔,下端面08拉花鍵槽孔的外圓,下端面9去毛刺10終檢2,選擇機床(1) 工序一,工序五,工序七均為銑表面,可用XA5032銑床。(2) 工序三為鉆孔,擴孔工藝,可采用搖臂鉆床Z305B。(3) 工序八為拉花鍵,采用普通拉床。 ( 4 ) 工序六用車床。3,選擇夾具:每個工序都可以采用專用的夾具,夾具后面再設(shè)計。4,選擇刀具:在銑床上用高速鋼立銑刀,銑上下兩槽用三面刃銑刀,在車床上選普通車刀,內(nèi)拉床選矩形齒花鍵拉刀5,選擇量具:精度要求較高的可用內(nèi)徑千分尺量程50125,其余用游標卡尺分度值為0.02(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,生產(chǎn)類型大批量,鑄造毛坯。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:1. 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊(以下稱工藝手冊銑削加工余量為:粗銑 2-4mm半精銑 1-2mm精銑 0-1mm2. 圓柱(40用鑄成)內(nèi)孔22用鉆和擴成,加工余量:擴孔 1.2mm3粗車加工余量: 粗 車 1.2mm 半精車 0.8mm4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。5.左凹槽:由于此平面沒有加工,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。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。7,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 毛坯工序 用鑄造尺寸如毛坯圖(CAD毛坯圖)工序二 銑圓柱下面1. 加工條件工件材料:HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求:粗銑鑄件圓柱下面。機床:銑床,XA5032臥式銑床。刀具:硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=40mm,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.3mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tmL/ Vf=(40+40)/475=0.168min。工序三 以22孔底面為精基準,鉆、擴22孔。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時do=20mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角o12,二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 (1)決定進給量查切 ,所以, 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 (2)鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度(查切)為0.50.8mm,壽命(3)切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度(4)校驗扭矩功率 所以 故滿足條件,校驗成立。3.計算工時T=L/nf=65/272*1.45=0.163min 4 .擴孔的切削用量如下:擴鉆: 工序五 以22孔底面為精基準,倒20度角,用普通車床。工序六 以20孔為精基準,粗銑兩槽的三個端面,保證槽1,槽2上下面粗早粗糙度小于3.2。1. 加工條件 粗銑上平面的槽,精銑上平面的槽兩側(cè)(1)粗銑上平面的槽: 由機械手冊可以直接查出銑削速度: 采用錯齒三面刃銑刀,。則計算工時(2)精銑上平面的槽兩側(cè): 由于是精加工銑削速度放大30,其值: 采用錯齒三面刃銑刀,則:計算工時2, 粗銑下平面的槽,精銑下平面的槽的三個面(1)粗銑下平面的槽: 由機械手冊可以直接查出銑削速度:采用鑲齒三面刃銑刀,。則計算工時(2)精銑下平面的槽的三個面: 由于是精加工銑削速度放大30,其值: 采用鑲齒三面刃銑刀,。則計算工時工序八 拉銷花鍵 用拉刀拉銷花鍵單面齒升:根據(jù)有關(guān)手冊,確定拉花鍵時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm,拉削速度拉刀同時工作齒數(shù)切削工時花鍵孔的工序尺寸:加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級表面粗糙度工序尺寸25mm拉花鍵1.8mmCT86.4um24.8mm鉸孔0.2mm3.2um25mm工序九 去毛刺工序十 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 夾具設(shè)計經(jīng)過仔細分析決定設(shè)計銑右端面銑床床卡具。在確定夾具設(shè)計方案時應(yīng)當遵循的原則是: 確保工件的加工質(zhì)量; 工藝性好,結(jié)構(gòu)盡量簡單; 使用性好,操作省力高效; 定位、夾緊快速、準確,能提高生產(chǎn)率; 經(jīng)濟性好,制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計方案。 確定定位方案,設(shè)計定位裝置。定位應(yīng)符合“六點定位原則”。定位元件盡可能選用標準件。 確定夾緊方案,設(shè)計夾緊機構(gòu)。夾緊可以用手動、氣動、液壓或其它動力源。重點應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點,以及作用力的傳遞方式,保證不破壞定位,不造成工件過量變形,不會有活動度為零的“機構(gòu)”,并且應(yīng)滿足生產(chǎn)率的要求。 確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后,還要確定其它機構(gòu),如對刀裝置、導引元件、分度機構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計夾具體,將各種元件、機構(gòu)有機地連接在一起。 夾具精度分析。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上,標注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度,然后計算定位誤差,根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求,是否合理。否則應(yīng)采取措施(如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準,必要時甚至改變原設(shè)計方案),然后重新分析計算。 夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計算切削力大小,它是計算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法: 由經(jīng)驗公式算出; 由單位切削力算出; 由手冊上提供的諾模圖(如M-P-N圖)查出。根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小,按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠,夾緊機構(gòu)(或元件)產(chǎn)生的實際夾緊力,一般應(yīng)為理論夾緊力的1.52.5倍。 (一)問題的提出在給定的零件中,對本步加工的定位提出具體的要求是一定的公差,定位要求較高。因此,本步的重點應(yīng)在保證工件的定位,來保證右端面的尺寸。具體要求:1、保證右端面的尺寸。 2、保證圖中其它的標尺寸。(二)分析資料 1:本到工序為中期加工,孔22尺寸公差比較大,所以可以得到保證,工件有合適的定位, 2:本工序加工的要求主要保證位置尺寸,對槽的要求很高。 3:大批生產(chǎn),工藝并不很復雜,所以夾具應(yīng)當簡化結(jié)構(gòu),降低夾具設(shè)計成本與制造成本,提高經(jīng)濟效益4: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卡緊。(三)確定結(jié)構(gòu)方案 1、定位方式:為保證加工時將零件的位置固定,必須限制6個方向的自由度。為了方便裝夾,故采用一孔兩鉤完成完全定位。 2、 選擇定位元件,設(shè)計定位裝置A:類型:兩鉤,支撐板,長圓柱銷。B:確定定位元件尺寸及配合公差: 1.長圓柱銷的尺寸為22。 2.帶有螺母和螺栓的兩鉤。 (四)設(shè)計制定夾具主要技術(shù)條件 1: 首先保證右端面的尺寸和表面粗糙度不大于3.2。 2 :其次要保證花鍵的尺寸。 3:同時保證花鍵粗糙度。 4:繪制夾具零件圖(見CAD圖)。(附)機械加工工序卡:
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