CA6140車床撥叉[831003] 加工工藝及鉆φ22花鍵底孔氣動夾具設(shè)計[版本1]

CA6140車床撥叉831003 加工工藝及鉆22花鍵底孔氣動夾具設(shè)計版本1,831003,版本1,CA6140車床撥叉831003,加工工藝及鉆22花鍵底孔氣動夾具設(shè)計版本1,ca6140,車床,加工,工藝,22,花鍵,底孔,氣動,夾具,設(shè)計,版本 機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號CA6140產(chǎn)品型號831003共 1 頁產(chǎn)品名稱機床零件名稱撥叉第 1 頁材料牌號HT200鑄鐵毛坯種類鑄件毛坯尺寸80毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工 藝 裝 備工 時準終單件1銑削1.粗銑左端面2. 精銑左端面銑床車間2銑床專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，游標卡尺60s2鉆孔擴孔1.鉆孔202.擴孔至22鉆床車間2鉆床專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī)100s3倒角1. 倒角15車床車間1車床普通車刀，游標卡尺4拉花鍵1. 拉花鍵拉床車間1拉床專用夾具、拉刀5銑削1.粗銑溝槽2.粗銑上平面銑床車間2銑床專用夾具、盤銑刀深度，游標卡尺200s6銑削1.精銑溝槽2.精銑上平面銑床車間2銑床專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，游標卡尺7鉆孔1. 鉆孔28鉆床車間1鉆床專用夾具、麻花鉆，內(nèi)徑千分尺8攻螺紋1.攻螺紋2M8鉗工車間1錐絲錐絲9檢驗檢驗車間塞規(guī)，卡尺等。設(shè)計（日期）2007.12.26審核（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件簽字日期標記處數(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規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)） 設(shè)計者 指導(dǎo)教師 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書 題目 設(shè)計“CA6140車床”撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）內(nèi)容 1.零件圖 一張 2毛坯圖 一張 3機械制造加工工藝過程綜合卡片 一張4結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 一張 5結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 一張6課程設(shè)計說明書 一份前 言通過機床工藝及夾具設(shè)計，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如公差于配合、機械零件設(shè)計、金屬切削機床、機械制造工藝等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！在些次設(shè)計中我們主要是設(shè)計CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點。 第6小組2007年9月15日一 設(shè)計的目的：機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。二 零件的分析（一）、零件的作用：題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）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進行工作。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括26+0.230mm的六齒方花鍵孔、23+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。2. 以工件右端面為基準的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可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。二、工藝規(guī)程設(shè)計(一) 確定毛坯的制造形成。 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查金屬機械加工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為30.8mm。毛坯零件圖如下圖：（二）基準的選擇。1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。(二) 制定工藝路線。 工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15倒角。 以40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 粗、精車B/C面3. 拉花鍵。以A面為基準，4. 以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具5. 開檔，以花鍵的中心線為基準。6. 鉆配作孔、螺紋孔7. 機械加工余量。 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A面的加工余量 A面有30.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為23 0+0.28，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴孔21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2=1mm3. B面的加工余量。此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。精加工余量為0.2mm粗銑加工余量為2.8mm2、計算切削用量。（1）已知長度方向的加工余量為30.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T 級 取-0.46 mm （入 體方向） （2）進給量、根據(jù)切削簡明手冊（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm25mm,mm時，以及工件直徑為60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm）=0.6-0.8mm/.按C車床說明書取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=0.60.8=0.48 mm/按C車床說明書0.53（3）計算切削速度。按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C車床說明書200 rmin所以實際切削速度V=40.8m/min 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表2.2鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根據(jù)切削用量簡明手冊表2-9確定f=0.48、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表2.9 ,當b210MPa 020.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1車床說明書取 f=0.62mm/n.、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.、切削速度由切削用量簡明手冊，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2）、擴孔刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。（3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2可以查出當160245HBS2.80.641min3.4kw按C車床說明書主電機功率11可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21當21 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8N.M切削用量簡明手冊表由表2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C車床說明書主電機功率11可見C比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)工序 粗銑，精銑B面。加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm機床 ：62W加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1 銑削寬度ae5mm時。直徑為do=50mm故齒數(shù)，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10ao=16 2) 切削用量 留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac2.80.8，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進給量0.5mm/r就能滿足要求，但考慮到62W功率為7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進給量0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度 ae0.2mm，0.63）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm工序 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻機床：X62W1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15ao=12an=6Z=162) 選擇切削量由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4) 決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/minn=1000Vc/do=100082.86/3.1463=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/37516=0.018mm/z5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm工序銑寬為180+0.12mm槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，1) 選擇刀具銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242) 選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4）確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由切削用量簡明手冊3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/minn=1000Vc/do=100098.6/3.14100=314r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min 選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走兩次)夾具設(shè)計（一）問題的提出為了提高勞動生產(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)計第2道工序鉆22孔夾具。 （二）夾具設(shè)計 1定位基準的選擇由零件圖可知，其設(shè)計基準為上表面線和工件的下加工表面為定位基準。因此選用工件以下加工表面和上表面線為主定位基準。 2.定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的的制造精度和安裝精度。3夾具設(shè)計及操作說明如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。夾具上裝有鉆套裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于鉆加工。鉆床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3附圖4。參考文獻書 名出 處作 者機床夾具圖冊機械工業(yè)出版社孫巳德機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書哈爾濱工業(yè)大學(xué)趙家齊切削用量簡明手冊機械工業(yè)出版社艾興 肖詩綱機械制造工藝設(shè)計簡明手冊哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民機械制造工藝學(xué)清華大學(xué)王先逵小 結(jié)為期3周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組4名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為機械制造工藝學(xué)、機床夾具設(shè)計課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩碚f，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！20