CA6140車床撥叉機(jī)械加工工藝

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1、設(shè)計(jì)”CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備機(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。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)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(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，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)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“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，懇請各位老師給予指導(dǎo)。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(jī)構(gòu)中

2、，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。零件的。25孔與操縱機(jī)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(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)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。0.023;2 .大頭半圓孔5500.4及其端面;3 .16X8槽；4 .。40夕卜圓斜面；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0.08

3、mm=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(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二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（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HT20&考慮零件在機(jī)床運(yùn)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(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合

4、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(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)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(shí)，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(shí)，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）

5、制定工藝路線制訂工藝路線的出發(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)要求能達(dá)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(jī)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(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I車（）55圓與兩端面工序n銃斷，使之為兩個(gè)零件工序出銃16X8槽工序IV銃。40外圓斜面工序V加工。25小頭孔2 .工藝路線方案二工序I銃斷，使之為兩個(gè)零件工序n加工。25小頭孔工序出銃16X8槽工序IV車（）55半圓與兩端面工序V銃。40外圓斜面3 .工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加

6、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，然后在銃床上把所有銃的工序全部弄完，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，再銃、再車、再銃顯然，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I粗，精車。55圓與兩端面工序H銃斷，使之為兩個(gè)零件工序出加工。25小頭孔工序IV銃16X8槽工序V銃。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(jī)械加工

7、工藝過程綜合卡片”。（四）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(jī)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(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)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）銃削加工余量為：粗銃1mm精銃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

8、尺寸加工余量：鉆孔2mm擴(kuò)孔0.125mm錢孔0.035mm精較0mm3 .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)工序一粗，精車。55圓與兩端面1 .加工條件工件材料：HT200,（Tb=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求：粗，精銃。55圓以及上下端面。機(jī)床：臥式車床CA6140刀具：YW2內(nèi)圓車刀YW3端面車刀2 .計(jì)算切削用量1）銃削深度因?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度。2）每齒進(jìn)給量機(jī)床功率為7.5kw。查切削手冊f=0

9、.140.24mm/z。由于是對稱銃，選較小量f=0.14mm/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=180min算得Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)臥式車床CA6140銃床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校驗(yàn)機(jī)床功率查切削手冊Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為PcmPcG故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.

10、5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二銃斷，使之為兩個(gè)零件1.加工條件工件材料：HT200,(Tb=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求：銃斷，使之為兩個(gè)零件機(jī)床：X60銃床。刀具：高速鋼鑲齒三面刃銃刀工序三加工。25小頭孔2.加工條件工件材料：HT200,bb=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求：加工425小頭孔機(jī)床：立式鉆床Z535選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭()25mm鉆孔至423mm擴(kuò)孔至424.8mm,錢孑L至(

11、)24.94mm精較孔至()25mm3.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查切削手冊f0.700.86mm/r所以，f0.70mm/r4)計(jì)算切削速度按切削手冊，Vc=CvdqvTmapXvfzyvaeUvZpvKv1d3020-53按鉆頭強(qiáng)度選擇f1.75mm/r按機(jī)床強(qiáng)度選擇f0.53mm/r最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量f0.48mm/r經(jīng)校驗(yàn)Ff6090Fmax校驗(yàn)成功。(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T60min.(3)切削速度查切削手冊vc18mm/r修正系數(shù)KTV1.0KMV1.0Ktv1.0Pc1.72.0kwPE故滿足條件，校驗(yàn)成立。4

12、.計(jì)算工時(shí)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)Kxv1.0KIV1.0Kapv10故vc18mm/r。ns1000Vd0318.3r/min查切削手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為n272r/minc故實(shí)際的切削速度VCcdns100015.4mm/r(4)校驗(yàn)扭矩功率Mcc60NmMm144.2Nm所以McMmtmLnf30102721.450.10min間。工序四銃16X8槽1 .加工條件工件材料：HT200,bb=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求：銃16X8槽機(jī)床：X60銃床選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銃刀(1)決定進(jìn)給量查切削手冊f1.01.2mm/r按鉆頭強(qiáng)度選

13、擇f2mm/r按機(jī)床強(qiáng)度選擇f0.53mm/r最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量f0.40mm/r經(jīng)校驗(yàn)Ff1226024520Fmax校驗(yàn)成功。(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T140min擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.91.4mm,壽命T60min錢和精錢孔后刀面最大磨損限度(查切削手冊)為0.60.9mm,擴(kuò)校和精錢的切削用量如下：擴(kuò)鉆：n272r/mind019.8mm錢孔：n272r/mind019.94mm精餃：n272r/mind020IT7f0.48mm/rvr15.4m/mincf0.48mm/rv015.4m/m

14、incf0.48mm/rvc15.4m/minc壽命T120min(3)切削速度查切削手冊vc20mm/r修正系數(shù)KTV1.0KMV1.0Ktv1.0Kxv1.0K1v1.0Kapv10故vc20mm/r。1000vns132.6r/mind0查切削手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc125r/minc故實(shí)際的切削速度vcdns188mm/r10003.計(jì)算工時(shí)所有工步工時(shí)相同。工序五銃。40外圓斜面1.加工條件工件材料：HT200,bb=0.16GPaHB=190241,鑄造。加工要求：銃16X8槽機(jī)床：X60銃床選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銃刀三、夾具設(shè)計(jì)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

15、要設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)加工孔。2500.023工序的夾具。本夾具tmLnf17181250.530.52min將用于立式鉆床Z535,刀具為麻花鉆頭。25mm對工彳42500.023孔進(jìn)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(diǎn)應(yīng)在夾緊的方便與快速性上。（二）夾具設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。2 .切削力和卡緊力計(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

16、夾緊。軸向力FiCFdM0ffyMkF4200.0061.01.0081.02.52N扭矩McCMd0zMfyMkM0.2060.0062.01.00.81.07.416106N?M由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。夾緊力為FFf25.04N取系數(shù)S1=1.5S2=S3=S4=1.1則實(shí)際夾緊力為F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)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(huì)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(jìn)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(jì)及操作的簡要說明夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。2500.023孔加工鉆床夾具的裝配圖（見附圖）四、參考文獻(xiàn)1 .趙家奇，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一2版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.2 .李旦.邵東向.王杰，機(jī)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(jī)械加工工藝手冊，北京：機(jī)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