撥叉銑削40×32平面的夾具設(shè)計(jì)

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機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱及型號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 工序名稱 工序號(hào) 第 頁(yè) 撥叉（車床CA6140） 撥叉 鉆，擴(kuò)，鉸 φ25孔 共 頁(yè) 車間 工段 材料名稱 材料牌號(hào) 力學(xué)性能 機(jī)加工車間 同時(shí)加工 件數(shù) 每料件數(shù) 技術(shù)等級(jí) 單件時(shí)間 （min） 準(zhǔn)備—終結(jié) 時(shí)間（min） 125.4s 設(shè)備名稱 設(shè)備編號(hào) 夾具名稱 夾具編號(hào) 工作液 立式鉆床Z535 專用卡具 更 改 內(nèi) 容 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 計(jì)算數(shù)據(jù)（mm） 走 刀 次 數(shù) 切 削 用 量 工時(shí)定額（min） 刀具、量具 及輔助工具 直 徑 或 長(zhǎng) 度 進(jìn) 給 長(zhǎng) 度 單 邊 余 量 背吃 刀量 （mm） 進(jìn)給量 （mm/r） 或 （mm/min） 切削速度 （r/min） 或雙行程數(shù) （mm/min） 切削 速度 (m/min) 基 本 時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 工 作 地 服 務(wù) 時(shí) 間 工 步 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 編 號(hào) 數(shù) 量 1 2 3 鉆孔 擴(kuò)孔 鉸孔 φ23.5 φ24.7 φ25 57.3r/min 100.2r/min 276r/min 20.4 m/s 7.44 m/s 5.28 m/s 25.1s 49s 61.3s 編 制 抄寫 王琨 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 機(jī)械加工 工藝過程 卡片 產(chǎn)品名稱 及型號(hào) 撥叉（CA6140車床） 零件名稱 零件圖號(hào) 材料 名稱 HT200 毛坯 種類 HT200 零件重量 （kg） 毛重 1.12kg 第 頁(yè) 牌號(hào) 尺寸 凈重 共 頁(yè) 性能 每料件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 每批件數(shù) 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工車間 設(shè)備名稱及編號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù)等級(jí) 時(shí)間定額（min） 夾具 刀具 量具 單件 準(zhǔn)備—終結(jié) 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9） 10） 鑄造 粗銑，精銑圓柱右端面 鉆，擴(kuò)，鉸孔 銑斷 粗車，精車圓弧和圓弧端面 粗銑，精銑面 粗銑，精銑16mm槽 粗銑，精銑圓柱斜面 去毛刺 檢查 鑄造車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 機(jī)加車間 X52k型立銑床 立式鉆床Z535 X61k臥銑床 臥式車床CA6140 x52型立銑床 X61k臥銑床 X60立銑床 專用卡 具 專用卡 具 專用卡 具 專用卡 具 專用卡 具 專用卡 具 專用卡 具 YT15硬質(zhì)合金刀片 高速鋼麻花鉆頭 鋸片刀 YT15硬質(zhì)合金車刀 YT15硬質(zhì)合金刀片 直齒三面銑刀 YT15硬質(zhì)合金刀片 8.32s 114.9s 5.7s 194s 60s 56.5s 11s 更改 內(nèi)容 編制 王琨 抄寫 王琨 王琨 審核 批準(zhǔn) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)教師 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目: 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 內(nèi)容： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 5張 4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1張 班 級(jí) 學(xué) 生 指 導(dǎo) 教師 教研室主任 2008年03月29日 序言 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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(duì)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(guó)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(qǐng)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(jī)構(gòu)中，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φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，φ55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(jiǎn)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φ25； 2．大頭半圓孔Ф及其端面； 3．16×8槽； 4．φ40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(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HT200?？紤]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(jiǎn)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?；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(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(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)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(duì)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φ25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(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(wàn)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φ55圓與兩端面 工序Ⅱ 銑斷，使之為兩個(gè)零件 工序Ⅲ 銑16×8槽 工序Ⅳ 銑φ40外圓斜面 工序Ⅴ 加工φ25小頭孔 2．工藝路線方案二 工序Ⅰ 銑斷，使之為兩個(gè)零件 工序Ⅱ 加工φ25小頭孔 工序Ⅲ 銑16×8槽 工序Ⅳ 車φ55半圓與兩端面 工序Ⅴ 銑φ40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：方案一是先加工φ55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(shì)，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(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(shì)，所以還是先加工φ55大圓。故可以將工序定為： 工序Ⅰ 粗，精車φ55圓與兩端面 工序Ⅱ 銑斷，使之為兩個(gè)零件 工序Ⅲ 加工φ25小頭孔 工序Ⅳ 銑16×8槽 工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面 這樣，看起來工序簡(jiǎn)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(shì)。 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。 （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190～210HB，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(zhǎng)度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表2.2～2.5，取φ25，φ55端面長(zhǎng)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 0mm 2. 內(nèi)孔（φ55已鑄成孔） 查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，取φ55已鑄成孔長(zhǎng)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(kuò)孔 0.125mm 鉸孔 0.035mm 精鉸 0mm 3. 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φ55圓與兩端面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：粗，精銑φ55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）銑削深度 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(zhǎng)度。 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14～0.24mm/z。由于是對(duì)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(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0～1.5mm。 查《切削手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min 4）計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)臥式車床CA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 銑斷，使之為兩個(gè)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，使之為兩個(gè)零件 機(jī)床：X60銑床。 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀 工序三 加工φ25小頭孔 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190～241,鑄造。 加工要求：加工φ25小頭孔 機(jī)床：立式鉆床Z535 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭φ25mm，鉆孔至φ23mm， 擴(kuò)孔至φ24.8mm，鉸孔至φ24.94mm，精鉸孔至φ25mm 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查《切削手冊(cè)》 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 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(cè)》）為0.5～0.8mm，壽命． 　（3）切削速度 查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù) 故。 查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 （4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。 ３.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)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序四 銑16×8槽 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：銑16×8槽 機(jī)床：X60銑床 選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀 （1）決定進(jìn)給量 查《切削手冊(cè)》 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 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(cè)》）為0.8～1.2mm，壽命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切削手冊(cè)》）為0.9～1.4mm，壽命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切削手冊(cè)》）為0.6～0.9mm，壽命 （3）切削速度 查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù) 故。 查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 ３.計(jì)算工時(shí) 所有工步工時(shí)相同。 工序五 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：銑16×8槽 機(jī)床：X60銑床 選擇鉆頭：高速鋼鑲齒三面刃銑刀 。 三、 銑￠40上端面夾具設(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)加工銑端面工序的夾具。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對(duì)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(jiǎn)單和快速的考慮，工件以φ40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 本步加工可按估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的夾緊。 軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 夾緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=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V型塊，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(jiǎn)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)。 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—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(cè)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000.10 3．孟少農(nóng),機(jī)械加工工藝手冊(cè)，北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9. 4．徐圣群，簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè)，上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.2