CA6140撥叉831006說明書

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1、 成績 東南大學成賢學院 課 程 設 計 報 告 題 目 CA6140車床撥叉（831006）夾具設計 課 程 名 稱 機制工藝課程設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 13機電一班 學 生 姓 名 張 青 學 號 04113104

2、 設 計 地 點 成 賢 學 院 指 導 教 師 易 茜 設計起止時間：2016 年 1 月4 日至2016 年 1 月22 日 目 錄 序言 2 第1章 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 1.1零件的作用 3 1.2撥叉的技術要求 3 1.3零件的工藝性分析和零件圖的審查 4 1.4確定撥叉的生產(chǎn)類型 4 第2章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 5 2.1 確定毛坯的成形方法 5 2.2 鑄件結構工藝性分

3、析和鑄造工藝方案的確定 6 第3章 選擇加工方法，制定工藝路線 7 3.1定位基準的選擇 7 3.2各表面加工方案的選擇 7 3.3制定機械加工工藝路線 8 第4章 確定機械加工余量和工序尺寸 11 第5章 確定切削用量及時間定額 15 第6章 夾具設計 22 設計心得 . 25 參考文獻 26 序 言 《機械制造工程學》課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用機械制造工程原理及專業(yè)課程的理論知識。在此次課程設計中我結合金工實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備中等零件工藝規(guī)程的能力。 我本次設計的是CA6140機床的撥叉831006，通過這個設

4、計讓我直觀地了解了撥叉831006的作用，隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。了解這些尤為重要的是鞏固綜合了大學三年以來學習的專業(yè)課知識，溫故知新。通過課程設計我增強了空間想象能力和結構構造能力，提前為以后的畢業(yè)設計打下了基礎。 在機械設計制造工藝中每個環(huán)節(jié)毛坯的設計，夾具的方案一次次的修改成最后的方案無不是我日思夜想的成果，對于方案抱有嚴謹挑剔的態(tài)度這個是

5、我在設計中的最大的收獲，也是不斷地改進設計優(yōu)化方案的最大動力。 不過有限的知識水平還是讓方案存在著許些細小瑕疵，在一次次修補在這些瑕疵中以往的忽略之處得到了重視，加深了印象，為今后的工作打下了堅實的基礎。 第一章 零件分析 1.1零件的作用 CA6140車床的撥叉零件用在車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉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。撥叉通過叉軸孔φ25mm安裝在變速叉軸上，與操縱機構相連，撥叉腳φ55mm半孔則是夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中，當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳

6、撥動雙聯(lián)滑移齒輪在花鍵軸上滑動以改變檔位，從而改變車床主軸轉速。 撥叉在換擋時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。撥叉的主要表面為撥叉腳的兩端面、變速叉軸孔φ25H7和操縱槽，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。 1.2撥叉的技術要求 ? 按文獻將該撥叉的全部技術要求列于下表1-2中。撥叉屬于典型的叉架類零件，其叉軸孔是主要的裝配基準，叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。為保證撥叉撥動齒輪換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對變速叉軸孔φ25H7軸線的垂直度要求為0.1mm。撥叉采用操縱槽定位，操縱槽的寬度尺寸為16H11且

7、與變速叉軸孔φ25H7軸線的垂直度要求為0.1mm。 綜上所述，該撥叉的各項技術要求制定的較合理，符合零件在變速箱中的功用。 表1-2撥叉零件技術要求表 加工表面 基本尺寸/mm 公差及精度 表面粗糙度Ra/mm 形位公差/mm 撥叉腳內表面 Φ55 IT9 3.2 撥叉腳兩端面 12 IT11 3.2 垂直度0.1 變速叉軸孔 φ25 IT7 1.6 操縱槽內側面 16 IT11 3.2 垂直度0.08 操縱槽底面 8 IT11 6.3 操縱槽下端面 23 IT11 3.2

8、Φ40外圓斜面 17 IT11 6.3 1.3零件的工藝性分析和零件圖的審查 ? 分析下圖撥叉零件圖可知，撥叉頭部一段面和撥叉腳兩端面在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；φ25mm孔和φ55mm孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低，通過銑削、鉆削的一次加工就可以達到加工要求；主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性很好。 1.4確定撥叉的生產(chǎn)類型 ? 依設計題目知：因為

9、生產(chǎn)量大于2000，所以可設Q=3000臺/年，m=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別為3%和0.5%。 N=Qm（1+a%）(1+b%)=3000×1×（1+3%）×（1+0.5%）=3105.45件/年 根據(jù)撥叉的質量1.12kg查文獻知，該撥叉屬輕型零件；再由表2-1可知，該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 第2章 -選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1 確定毛坯的成形方法 該零件材料為HT200，考慮到撥叉在工作過程中受力不大，輪廓尺寸也不大，各處壁厚相差較小，從結構形式看，幾何形體不是很復雜，并且該零件年產(chǎn)量為

10、3000件/年（因為年產(chǎn)量大于2000，可設為3000），采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。 2.2 鑄件結構工藝性分析 該零件撥叉腳部分因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產(chǎn)生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用金屬型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較才慢，故能滿足撥叉的使用要求。 2.3 鑄造工藝方案的確定 2.3.1鑄造方法的選擇 根據(jù)鑄件的尺寸較小，形狀比較簡單，而且選用灰鑄鐵為材料，并且鑄件的表面精度要求不高，結合生產(chǎn)條件并參考文獻表2-3選用金屬型鑄造。 2.3.2造型、造芯方法及工序組合的選擇 因鑄件制造批量為中批生產(chǎn)，且尺寸不大

11、，結構不太復雜，為輕型機械，故選用金屬型鑄造。型芯尺寸不大，形狀簡單，故選擇手工芯盒造芯。機械結構相對于CA6140比較簡單，適合流水線大量生產(chǎn)，故采用工序分散。 2.4 鑄造工藝參數(shù)的確定 2.4.1加工余量的確定 按金屬型鑄造，灰鑄鐵查文獻一表5-1，查得加工余量等級為IT8-IT12，取鑄造尺寸公差為9級，加工余量等級為F，得RMA數(shù)值為0.3~1.6mm，取RMA為1.4mm 。 由公式R=F+2RMA+CT/2（外圓面進行機械加工時用） R=F-2RMA-CT/2（內腔面進行機械加工時用）得： 毛坯基本尺寸： φ55左右端面厚度R=F+2RMA+CT/2=12+2*

12、1.4+9/2=19.3mm φ55孔R=F-2RMA-CT/2=55-1.4*2-9/2=47.7mm 槽端面R=F+RMA+CT/2=23+1.4+9/2=28.9mm 其余尺寸鑄造直接得到。 2.4.2收縮率的確定 通常，灰鑄鐵的收縮率為0.7%~1% ，在本設計中鑄件取1% 的收縮率。 2.4.3不鑄孔的確定 為簡化鑄件外形，減少型芯數(shù)量，較小的操縱槽不鑄出，而采用機械加工形成。 2.4.4鑄造圓角的確定 為防止產(chǎn)生鑄造應力集中，鑄件各表面相交處和尖角處，以R = 3mm~5mm圓滑過渡。 第3章 選擇加工方法，制

13、定工藝路線 3.1定位基準的選擇 基面是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得到提高。否則，加工過程中會問題百出，甚至造成零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.1.1粗基準的選擇 作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。本例選擇撥叉頭部φ40右端面和φ40外圓作為粗基準。采用φ40外圓定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭的右端面做粗基準加工撥叉腳左端面，接著以左端面為基準加工右端面，可以為后續(xù)準備好精基準。 3.1.2精基準的選擇 根據(jù)撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉的設計基準叉腳的內孔表面和叉軸孔

14、作為精基準，符合基準重合原則；同時，零件上很多表面都可以采用該組表面作為精基準，又遵循了基準統(tǒng)一的原則；叉軸孔的軸線是設計基準，選用其做精基準定位加工撥叉腳兩端面，有利于保證被加工表面的垂直度；選用撥叉腳左端面為精基準同樣是服從了基準重合的原則，因為該撥叉在軸向方向上的尺寸多以該端面作為設計基準。 3.2各表面加工方案的選擇 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度和毛坯確定，查文獻，確定各表面加工方案如下。 （1） 叉軸孔φ25內孔 表面粗糙度為Ra1.6,經(jīng)濟精度為IT7，加工方案確定為：鉆擴粗鉸 精鉸； （2） 撥叉腳φ55內表面 表面粗糙度為

15、Ra3.2,經(jīng)濟精度為IT8,加工方案確定為：粗鏜半精鏜； （3） 撥叉腳兩端面（φ75上下端面） 表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟加工精度為IT8，加工方案確定為：粗銑精銑； （4） 操縱槽左右內側面 表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟精度為IT8，加工確定為：粗銑精銑 （5） 操縱槽底面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT12,加工方案確定為：粗銑 （6） φ40外圓斜面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT11，加工方案確定為：粗銑半精銑； （7） 撥叉腳端面 表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟加工精度為IT8，加工方案確定為：

16、粗銑精銑。 3.3制定機械加工工藝路線 制訂機械加工工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。 （1）工藝路線方案一（按照基準先行及先主后次的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行） 工序1 鑄造； 工序2 熱處理； 工序3 以底面和Φ75中心線為基準，畫線找正，找Φ40軸線，粗鏜，半精鏜Φ55孔，選用T716A立式鏜

17、床和專用夾具； 工序4 銑斷Φ55圓孔，使之為兩個零件，以Φ25軸線為基準，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序5 鉆、擴、粗鉸、精鉸撥叉頭φ25孔，以Φ75軸線和其端面為基準，選用Z535立式鉆床和專用夾具； 工序6 粗銑，精銑Φ75上下端面，以Φ25軸線為基準，保證垂直度，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序7 粗銑，半精銑φ40外圓斜面，以Φ55端面和Φ25軸線為基準保證與Φ25軸線垂直度，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序8 粗銑操縱槽端面，粗銑

18、、精銑操縱槽端面?zhèn)让?，以?5軸線為基準，選用X61臥式銑床和專用夾具； 工序9 鉗工去毛刺； 工序10 終檢； 工序11 入庫。 （2）工藝路線方案二（按照基準先行及先主后次的原則，該零件加工可按下述工藝路線進行） 工序1 鑄造； 工序2 熱處理； 工序3 以底面和Φ75中心線為基準，畫線找正，找Φ40軸線，鉆、擴、粗鉸、精鉸撥叉頭φ25孔，選用Z535立式鉆床和專用夾具； 工序4 粗鏜，半精鏜Φ55孔，以Φ25軸線為基準，選用T716A立式鏜床和專用夾具；

19、 工序5 粗銑，精銑Φ75上下端面，以Φ25軸線為基準，保證垂直度，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序6 粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让?，以?5軸線為基準，選用X61臥式銑床和專用夾具； 工序7 粗銑，半精銑φ40外圓斜面，以Φ55端面和Φ25軸線為基準保證與Φ25軸線垂直度，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序8 銑斷Φ55圓孔，使之為兩個零件，以Φ25軸線為基準，選用X51立式銑床和專用夾具； 工序9 鉗工去毛刺； 工序10 終檢； 工序11 入庫。 工藝方案的比

20、較分析 方案二在方案一基礎上優(yōu)化，利用了兩件合鑄的優(yōu)勢，最后銑斷，提高了工作效率，集中銑削工序在銑削車間完成，大大省去了在各機床間切換的麻煩, 提高了加工時間。又有利于各加工位置的保證φ25的孔及其16的槽和φ55的端面加工要求，以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆φ25mm的孔。由此可以看出：先鉆φ25的孔，再由它定位加工φ55的內圓面及端面，保證φ25的孔與φ55的叉口的端面相垂直。因此，最后的加工工藝路線方案二！ 確定如下表3-1： 表3-1撥叉工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 鉆、擴、粗鉸、精鉸撥叉頭φ25孔

21、立式鉆床Z535 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 游標卡尺、內徑千分尺 2 粗鏜、半精鏜撥叉腳φ55圓 立式鏜床T716A 硬質合金鏜刀 游標卡尺、內徑千分尺 3 粗銑、精銑Φ75上下端面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 4 粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让? 臥式銑床X61 高速鋼三面刃銑刀 游標卡尺 5 粗銑，半精銑φ40外圓斜面 立式銑床X51 端銑刀 游標卡尺 6 銑斷Φ55圓孔 立式銑床X51 細齒鋸片銑刀 游標卡尺 7 鉗工去毛刺 游標卡尺 8 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 第4章

22、 確定機械加工余量和工序尺寸 根據(jù)以上的原始資料及機械加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸、毛坯尺寸如下： 4.1 工序1---鉆、擴、鉸撥叉頭φ25孔 表面粗糙度為Ra1.6,經(jīng)濟精度為IT7，加工方案確定為：鉆擴孔粗鉸精鉸。 查文獻得毛坯鑄件的公差等級CT=IT10級，經(jīng)計算得鑄造毛坯內孔基本尺寸為φ20.8mm。 查文獻得，精鉸余量Z精鉸=0.06mm；粗鉸余量Z粗鉸=0.14mm；擴孔余量Z擴孔=1.8mm；鉆孔余量Z鉆孔=2.2mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查表1-10依次確定為精鉸孔為IT7級；粗鉸孔精度為IT8級；擴孔精度為IT11級；鉆孔精度為I

23、T13級。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精鉸孔工序尺寸為；粗鉸孔工序尺寸為；擴孔工序尺寸為；鉆孔工序尺寸為。具體工序尺寸見表4-1 表4-1 工序尺寸表 工序 名稱 工序間余量/mm 經(jīng)濟精度 工序間尺寸/mm 尺寸公差/um 精鉸 0.06 IT7 25 粗鉸 0.14 IT8 24.94 擴孔 1.8 IT11 24.8 鉆孔 2.2 IT13 23 4.2 工序2---粗鏜、半精鏜撥叉腳φ55圓 表面粗糙度為Ra3.2,經(jīng)濟精度為IT8,加工方案確定為：粗鏜半精鏜； 查文獻得毛坯鑄件粗

24、鏜的公差等級CT=IT12級，粗鏜的公差等級CT=IT8級。 查文獻得，粗鏜余量Z粗鏜=5.8mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查表確定粗鏜孔精度為IT12級。 查文獻得，半精鏜余量Z半精鏜=1.5mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查表確定粗鏜孔精度為IT12級，粗鏜孔精度為IT8級。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：粗鏜孔工序尺寸為，半精鏜孔工序尺寸為。 具體工序尺見表4-2 表4-2 工序尺寸表 工序 名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 尺寸公差/um 表面粗糙度/um 半精鏜 1.5

25、IT8 55 粗鏜 5.8 IT12 47.7 4.3 工序3---粗銑、精銑Φ75上下端面 表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟加工精度為IT8，加工方案確定為：粗銑精銑； 毛坯基本尺寸φ55大端面R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.4+9/2=19.3mm 查文獻一表2-25得，粗銑余量Z粗銑（單邊）=3mm，精銑余量Z精銑（單邊）=0.5mm。工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查表依次確定為粗銑孔精度為IT12、IT8級。 具體工序尺寸見表4-3 表4-3 工序尺寸表 工序 名稱 工序間單邊余量/mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間

26、 表面粗糙度/um 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 精銑 0.65 IT8 12 粗銑 3 IT12 19.3 4.4 工序4---粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让? 操縱槽端面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟加工精度為IT12，加工方案確定為：粗銑。 查文獻得粗銑余量Z粗銑=1.5mm；精銑余量Z精銑=3mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟精度依次確定為粗銑孔為IT12級；精銑精度為IT8級。 綜上所述，該工序各工步的精銑槽側面工序尺寸為。 具體工序尺寸見下表4-4、表4-5 表4-4 操縱槽端面工序間尺寸表 工序 名稱 工序間余量/

27、mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 尺寸公差/um 表面粗糙度/um 粗銑 1.5 IT12 17 無 表4-5 操縱槽端面?zhèn)让婀ば蜷g尺寸表 工序 名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 尺寸公差/um 表面粗糙度/um 精銑 3 IT8 16 無 粗銑 13 IT12 13 無 4.5 工序5---粗銑，半精銑φ40外圓斜面 表面粗糙度為Ra6.3，經(jīng)濟精度為IT11，加工方案確定為：粗銑

28、、半精銑； 查文獻，粗銑余量Z粗銑（單邊）=1.5mm、Z半精銑（單邊）=1mm。工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查依次確定為粗銑精度為IT12級、半精銑精度為IT11級。 具體工序見尺寸表4-6 表4-6 工序尺寸表 工序 名稱 工序間余量/mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間 表面粗糙度/um 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 半精銑 1 IT12 17 粗銑 1.5 IT12 17 4.6 工序6---銑斷Φ55圓孔 表面粗糙度為Ra3.2，經(jīng)濟加工精度為IT11，加工方案確定為：粗銑； 銑斷所用的刀具為細齒鋸

29、片銑刀，所以余量由銑刀厚度定，所以得出粗銑余量Z粗銑=4mm各工序尺寸按加工經(jīng)濟精度查表粗銑精度為IT12級。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別由細齒鋸片銑刀決定 具體工序尺寸見表4-7 表4-7 工序尺寸表 工序 名稱 工序間單邊余量/mm 工序間 工序間尺寸/mm 工序間 經(jīng)濟精度/um 表面粗糙度/um 尺寸公差/um 表面粗糙度/um 粗銑 4 IT12 4 無 第5章 確定切削用量及時間定額 5.1 工序1---擴、鉸撥叉頭φ25孔 1.加工條件

30、工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆Φ25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6μm；先鉆Φ23的孔在擴Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。 機床：Z535立式鉆床。 刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴刀，Φ25鉸刀。 2.計算切削用量 （1）鉆Φ23的孔。 ①進給量：查文獻得鉆孔進給量f為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.3mm/r。此工序采用Φ23的麻花鉆。 所以進給量f= 0.3mm/z、=11.5mm

31、 ②切削速度：42.80m/min =761.56 r/mim 經(jīng)過查表，取n=680 r/min, 則實際切削速度=49.13 m/min。 ③軸向力: 7156.46N ④轉矩: =44.23N.m ⑤功率： 3.15kW 實際切削功率為3.15kW, Z535立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進給力F=15696N,合理。 ⑥切削工時取L1=23mm，L2=13.2mm.： 1.55(min) （2）擴Φ23的孔 ①進給量　 查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進給量,并根據(jù)機床規(guī)格選取=1.0mm/z、=0.9 mm

32、。 ②切削速度：42.80m/min =592.63 r/mim 經(jīng)過查表，取n=530 r/min, 則實際切削速度=41.29m/min。 ③切削工時取L1=1.8mm，L2=1.5mm.：1.4(min) (3)粗鉸Φ23的孔 ①進給量 查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進給量,并根據(jù)機床規(guī)格選取=1.4 mm/z =0.07mm ②切削速度：25.12m/min =320.61 r/mim 經(jīng)過查表，取n=275 r/min, 則實際切削速度=21.54m/min。 ③切削工時取L1=0.14mm，L2=1.5mm.： 4.18(m

33、in) (4)精鉸Φ23的孔 ①進給量 查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴Φ24.8的孔時的進給量,并根據(jù)機床規(guī)格選取=1.15mm/z =0.07mm ②切削速度：27.73m/min =353.02 r/mim 經(jīng)過查表，取n=400 r/min, 則實際切削速度=31.42m/min。 ③切削工時取L1=0.06mm，L2=0mm.：4.1（min) 5.2 工序2---粗鏜、半精鏜撥叉腳φ55圓 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190,金屬鑄造。 加工要求：粗鏜、半精鏜撥叉腳φ55圓。 機床：立式鏜

34、床T716A 刀具：硬質合金鏜刀 2. 切削用量 查后刀面最大磨損及壽命：后刀面最大磨損為1.0~1.5mm，壽命T=180min （1）粗鏜φ55圓 ①進給量　 查《切削用量手冊》得,查得鏜刀鏜Φ55的孔時的進給量=0.3~0.8 mm/z,并根據(jù)機床規(guī)格選=0.5 mm/z =2.65mm ②切削速度：45.96m/min =276.47 r/mim 經(jīng)過查表，取n=300 r/min, 則實際切削速度=49.93m/min。 ③切削工時取L1=0.06mm，L2=0mm.： 0.09（min) （2）半精鏜φ55圓 ①進給量　 查《切削用量手冊》得,查

35、得鏜刀鏜Φ55的孔時的進給量=0.3~0.8 mm/z,并根據(jù)機床規(guī)格選=0.15 mm/z =1.0mm ②切削速度：68.74m/min =396.25r/mim 經(jīng)過查表，取n=400r/min, 則實際切削速度=69.1m/min。 ③切削工時取L1=0.05mm，L2=0 mm.：0.069（min) 5.3 工序3---粗銑、精銑Φ75上下端面 （1）粗銑Φ75上端面 ①進給量：查文獻查得齒數(shù)10端銑刀銑端面時采用端銑刀，每齒進給量f= 0.28mm/z、=1.5mm ②銑削速度：56.88m/min =237.46 r/mim 經(jīng)過查表，取n=

36、255r/min, 則實際切削速度=64.09 m/min。 ③圓周力：=244.01N ④轉矩: =9.76N.m ⑤功率：9.76kW 實際切削功率為3.26kW, X51立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進給力F=15696N,合理可以安全生產(chǎn)。 ⑥切削工時取L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 7.5 (min)（2）精銑Φ75上端面 ①進給量：查文獻查得齒數(shù)10端銑刀銑端面時采用端銑刀，每齒進給量f= 0.18mm/z、=0.5mm。 ②銑削速度：78.29m/min =329.56 r/mim 經(jīng)過查表，取n=300r/min, 則實際切削速

37、度=75.4 m/min。 ③圓周力：=223.15N ④轉矩: =8.63N.m ⑤功率：9.76kW 實際切削功率為3.26kW, X51立式鉆床允許功率=4.5kW，允許進給力F=15696N,合理可以安全生產(chǎn)。 ⑥切削工時取L=2mm，L1=5mm，L2=69mm.： 5.9(min) （3）粗銑Φ75下端面（4）精銑Φ75下端面與上面相同 5.4 工序4---粗銑操縱槽端面，粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让? （1） 粗銑操縱槽端面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190,金屬型鑄造。 加工要求：粗銑操縱槽端面，

38、粗銑、精銑操縱槽端面?zhèn)让? 機床：X61銑床。 刀具：圓柱銑刀 2. 切削用量 ①進給量 該槽面可用高速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為7.3mm故需要多次銑出。查文獻查得每齒進給量f= 0.35mm/z、=40mm。 ②切削速度11.5m/min =75.46r/mim 經(jīng)過查表，取n=80r/min, 則實際切削速度=12.57 m/min。 ③切削工時取L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.：3.0(min) （2）粗銑操縱槽端面?zhèn)让? ①進給量 查文獻查得每齒進給量f= 2mm/z、=2mm ②切削速度8.65m/min =173.2r/mim 經(jīng)過查表，

39、取n=190r/min, 則實際切削速度=9.55 m/min。 ③切削工時取L=2mm，L1=2mm，L2=40mm.： 3.0(min) （3）精銑操縱槽端面?zhèn)让? 切削速度8.65m/min =173.2r/mim 經(jīng)過查表，取n=190r/min, 則實際切削速度=9.55 m/min。 5.5 工序5---粗銑，半精銑φ40外圓斜面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗銑，半精銑φ40外圓斜面 機床：X51 選擇鉆頭：端銑刀 2. 切削用量 ①進給量 采用端銑刀，齒數(shù)4，每齒進給量=0.1

40、5mm/z故進給量f=0.6mm ②銑削速度： 35.9m/min =286 r/mim 經(jīng)過查表，取n=300 r/min, 則實際切削速度=37.6m/min。 ③切削工時取L1=3mm，L2=35mm.： 0.09（min) 5.6 工序6---銑斷Φ55圓孔，使之為兩個零件 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：銑斷Φ55圓孔，使之為兩個零件 機床：X62銑床。 刀具：細齒鋸片銑刀 2. 切削用量 ①進給量，采用切斷刀，齒數(shù)4，每齒進給量=4mm/z 故進給量f=2.4mm ②

41、銑削速度：50.4m/min =160.42 r/mim ③切削工時取L=2mm，L1=2mm，L2=75mm.： 8.7(min) 第6章 夾具設計 銑床夾具類型為立式銑床直線式進給的單工件多工位加工類型。定位方案:間隙配合心軸，裝卸工件方便，可同時實現(xiàn)軸向定位，但定心精度較差。過盈配合心軸，結構簡單，軸向不定位，容易制造且定心精度高，但裝卸不便，易損傷定位孔，多用于定心精度高的場合。定位原理：圓孔心軸和端面組合定位，直徑部分與定位孔配合，按基孔制g 或f配合制造。 本夾具是工序Ⅰ用立式鉆床鉆削φ25孔夾具，在X51立式鉆床上加工φ25mm叉軸孔。 影響加工精度的因素，包含夾具在

42、機床上的裝夾誤差、工件在夾具中的定 位誤差和夾緊誤差、機床的調整誤差、工藝系統(tǒng)的彈性變形誤差等等。為滿足 工件精度的要求，應滿足如下關系式：e 總≤T e總——各種因素產(chǎn)生誤差的總和 T ——工件被加工尺寸的公差 此處只考慮夾具定位誤差對加工精度的影響，因此應滿足: e定≤ T 由于基準重合，故 e不=0。該毛坯為金屬型鑄造，公差等級為8級，直徑公差 Td=39um, 零件底部小平面在高度方向的鑄造誤差Td=33um。 故鉆φ25的孔時,軸線的定位誤差為e總=39/2+33=52.5um<300um 所以滿足精度要求。

43、 具體說明： （1） 定位方案 工件以φ40外圓面及底面為定位基準，采用平面定位和外圓定位組合的方案。在底面及φ40外圓面上定位。底面限制3個自由度，V型塊限制4個自由度。φ25孔為通孔所以該方向上不需限制。 （2） 加緊機構 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊就可以滿足。采用固定手柄壓緊螺釘與螺母結合，通過擰緊壓緊螺釘然后用螺母緊固使φ40外圓實現(xiàn)夾緊，有效的提高了工作效率。由于肋板位置阻礙只能用點接觸夾緊，不可在壓緊螺釘尾部加壓塊。除此之外，手動螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力的計算。 （3） 對刀--導引裝置 鉆套是鉆床夾具所特有的零件，故用鉆套作導向元件引導鉆頭作孔

44、加工。可提高刀具剛度并保證被加工孔與工件其他表面的相對位置。鉆套再鉆模板上安裝時，鉆套高度H=（1.5~2）d,排屑間隙h=(0.3~0.7)d。鉆套軸線在夾具上的位置，以定位元件的定位表面或定位元件軸心線為基準標注。 （4） 夾具與機床連接元件 夾具確定位置后，采用兩個座耳分布于底座長度方向，用T形螺栓固定。 （5） 夾具體 工件的定位元件V形塊由螺釘及銷固定在夾具體上，夾緊裝置固定手柄螺釘由固定臺及螺釘固定在夾具體底座上，而導引裝置快換鉆套則由鉆套螺釘固定在夾具體，位于工件上方。如此該夾具體便有機連接起來，實現(xiàn)了定位、夾緊、對刀的功能。 （6） 使用說明 安裝工件時，

45、松開夾緊裝置，定位好了后再夾緊，加工時，鉆頭由鉆套導引加工。加工完后，將工件轉換180°，加工毛坯另一端的孔。 （7） 結構特點 該夾具定位夾緊較為簡單，便于裝卸，為保證精度，底面加有支撐板，同時起到支撐作用。為防止在鉆孔時工件翹起或其他位置偏移，分別在工件兩端設置了支撐釘，并且確保不妨礙工件的加工。 （8） 夾緊力的計算 V形對外圓定位塊夾緊力計算 1. 防止工件轉動：=9.2N 2. 防止工件移動: =20959.47N （9） 工件加工誤差分析 ① 定位誤差 孔的直徑尺寸基本上由鉆頭保證，沒有定位誤差 ② 對刀誤差 鉆套導向孔尺寸為φ25H7，鉆頭尺寸φ23,

46、則對刀誤差△T=0.036 ③安裝誤差：△=0.03 ④夾具誤差: △=0.052 ⑤基準位移誤差Δy?由于孔與心軸有制造誤差，為工件裝卸方便還有最小間隙，由制造誤差引起的Δy=?（Dmax-Dmin）/2-?（Dmin?–Dmax）/2=(0.23+.02）/2=0.0215<0.08?在垂直度要求的范圍內。?一面兩孔定位誤差=工件內孔公差+夾具上削邊定位盤公差+工件孔與定位盤最小間隙+兩孔中心距誤差=0.3+0.19+0.9+0.1=0.68<0.8mm.在要求的范圍內。 設計心得 經(jīng)過為期三周的機械課程設計實驗，讓我深切感受到了設計一

47、個零件每個步驟的嚴謹，機械設計是一個環(huán)環(huán)相扣的過程，他不像是以往的實習有些小瑕疵掉以輕心也無所謂，我需要對機械設計保持高度的細心和嚴謹。 從圖紙開始就查閱了以前學習的書本，到最后整個流程的結束我經(jīng)歷了許多，一個個方案的設計被反駁，繼續(xù)修改再修改，到如今這套方案的形成我付出了很多，回顧這三周，我溫故了以往三年所學的各種專業(yè)課知識，懂得了如何運用，拓寬了所學的知識，提高了解決問題的能力，更讓我更加深刻的認識到了未來職業(yè)所應具備的理論知識和實踐經(jīng)驗是十分龐大的。 在剛剛設計開始時我們組就吸取了剛剛開學時設計減速器的經(jīng)驗，加快進度先完成之后幾天的內容讓后續(xù)時間充裕，這個是最重要的一環(huán)。充裕的時間讓

48、我有更多的想法來修改圖紙完善我的說明書，時間不等人，學期末的最后的課程設計的催促，讓我一學期來懶散的習慣改善了許多，做事不拖泥帶水了，尤其是一天中玩手機的時間大大減少了許多。 參考文獻 [1]崇凱主編.機械設計制造基礎課程設計指南．北京：化學工業(yè)出版社，2015 [2]王之櫟等主編．機械設計綜合課程設計．北京：機械工業(yè)出版社，2007 [3]《機械設計手冊》委員會．機械設計手冊單行本：齒輪傳動．北京：機械工業(yè)出版社，2007 [4]吳克堅等主編．機械設計．北京：高等教育出版社，2003 [5]劉鴻文主編．材料力學．北京：高等教育出版社，2004 [6]龔桂義主編．機械設計課程設計圖冊．北京：高等教育出版社，1989 [7]戴枝榮，張明遠主編．工程材料．北京：高等教育出版社，2006 26