CA6140車床撥叉831008加工設(shè)計(jì)說(shuō)明書,ca6140,車床,加工,設(shè)計(jì),說(shuō)明書,仿單
一、零件分析
（一）、零件的作用
CA6140車床的撥叉位于車床變速機(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。零件上方的φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)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(kāi)。
（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. 以φ20為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè)M6的螺紋孔。這三個(gè)都沒(méi)有高的位置度要求。
2. 以φ50為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ50 的孔，以及其上下兩個(gè)端面。
這兩組表面有一定的位置度要求,即φ50 的孔上下兩個(gè)端面與φ20 的孔有垂直度要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，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。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ32作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)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1 鑄造毛坯
工序2 鉆擴(kuò)兩孔φ20
工序3 半精銑底面
工序4 粗鏜 半精鏜孔φ50
工序5 粗銑 半精銑φ32端面
工序6 粗銑 半精銑φ50端面
工序7 粗銑φ32圓柱側(cè)面
工序8 鉆錐孔φ8及M6底孔
工序9 攻螺紋M6
工序10 半精絞 精絞兩孔φ20
工序11 切斷
工序12 去毛刺 清洗
工序13 終檢
2、工藝路線方案二:
工序1 鑄造毛坯
工序2 半精銑底面
工序3 鉆擴(kuò)兩孔φ20
工序4 粗鏜 半精鏜孔φ50
工序5 粗銑 半精銑φ50端面
工序6 粗銑 半精銑φ32端面
工序7 粗銑φ32圓柱側(cè)面
工序8 鉆錐孔φ8及M6底孔
工序9 攻螺紋M6
工序10 半精絞 精絞兩孔φ20
工序11 切斷
工序12 去毛刺 清洗
工序13 終檢
3、工藝方案比較分析:
上述兩方案:方案一 是先加工內(nèi)孔φ20, 再以φ20孔為基準(zhǔn)加工底面，然后加工φ50內(nèi)孔,而方案二 先加工底面,以底面為基準(zhǔn)加工各面及φ20內(nèi)孔.由方案一可見(jiàn)φ20孔為基準(zhǔn)加工底面精度易于保證,再以底面為基準(zhǔn)加工φ50孔各面基垂直度要求 ,可保證便于定位加工，符合中批生產(chǎn)要求,方案二較為合理。因此，最后的加工路線確定如下：
工序1 半精銑底面/以φ32端面為基準(zhǔn)，選用X52K立式和專用夾具
工序2 鉆擴(kuò)兩孔φ30/以φ50內(nèi)孔為基準(zhǔn)選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具
工序3 粗鏜，半精鏜孔φ50/以兩個(gè)圓粒φ32外圍及底面為粗基準(zhǔn) ? 選用T611臥式銑鏜床和專用夾具。
工序4 粗銑 半精銑φ50孔端面
工序5 粗銑，半精銑φ32端面/以底面及φ32外圍為基準(zhǔn)
工序6 粗銑φ32圓柱側(cè)面/以底面為基準(zhǔn)，X62臥式銑床和專用夾具
工序7 鉆錐孔φ8及M6底孔/以φ20端面為基準(zhǔn)選用Z3025搖臂鉆床及專用夾具
工序8 攻螺紋m6
工序9 半精絞,精絞兩孔φ20/以φ50內(nèi)孔為基準(zhǔn)Z3025搖臂鉆床
工序10 切斷/以φ20端面及底面為基準(zhǔn)選用x62臥式銑床床和專用夾具
工序11 去毛刺清洗
工序12 終檢,
（四）機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
撥叉零件材料為HT200 HB170?—240，毛坯重量約1.0Kg生產(chǎn)中批采用金屬型鑄造毛坯。
依據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
(1)、由于工件較小，為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起，同時(shí)加工。
(2)、鑄件的圓角半徑 按表2.2.1<<簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)>> 選則金屬型鑄造 R=3-5mm，拔模斜度外表面α=0O30’。毛坯熱處理方式為自然失效處理以消除鑄造應(yīng)力。
(3)、兩內(nèi)孔φ20 +0.0210,考慮其孔徑較小鑄造困難，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯外型，現(xiàn)直接將φ32圓柱鑄成實(shí)心的。
(4)、兩內(nèi)孔精度要求IT7參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》）表2.3-8確定工序尺寸及余量為：
鉆孔： φ18
擴(kuò)孔： φ19.8 ? 2Z=1.8mm
半精絞： φ19.94 ? 2Z=0.14mm
精絞： ? φ20+0.0210
(5)、內(nèi)孔φ50+0.05+0.25
毛坯為鑄孔,內(nèi)孔精度要求IT12表面粗糙度為Ra3.6,參照《工藝手冊(cè)》表2.3-10確定工序尺寸及余量為:
一次 ? 粗鏜φ45
二次 ? 粗鏜φ48 ? 2Z=3
三次 ? 半精鏜φ49.7 ? 2Z=1.7
四次 ? 精鏜φ50+0.50+0.25 ? 2Z=0.3
(6)、內(nèi)孔φ50端面加工余量(計(jì)算長(zhǎng)度為12-0.06-0.18)：
① 按照《工藝手冊(cè)》表(2.2-3) (2.2-4)
得孔外端面單邊加工余量為1.5,基準(zhǔn)為2.0
公差CT=1.1 表(2.2-1)
② 銑削余量(2.3-2.1)
精銑削的公稱余量(單邊)為 Z=10
銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗削）的加工精度為IT11級(jí),因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm(入體方向),由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差,因此規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量,實(shí)際上,加工余量有最大及最小之分,由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批生產(chǎn)應(yīng)該采用調(diào)整法加工,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定.
φ50基準(zhǔn)端面毛坯尺寸加工余量 ? Zmax=2.0+1.1=3.1
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Zmin=2.0-1.1=0.9
φ50半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8
粗銑加工余量(單邊)Z=1.2
? 毛坯名義尺寸:12+2×2=16
? 毛坯最大尺寸:16+1.1×2=18.2
毛坯最小尺寸:16-0=16
粗鏜后最大尺寸:12+0.8=12.8
粗鏜后最小尺寸:12.8-0.22=12.58
半精鏜后與零件圖尺寸相同即12-0.06-0.18
(7)、兩φ32圓柱端面加工余量及公差
圓柱φ32圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑、半精銑比對(duì)單邊余量Z=1.5mm，公差CT=1.3。
φ32半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8
粗銑加工余量(單邊)Z=1.2
? 毛坯名義尺寸:30+2×2=34
? 毛坯最大尺寸:34+1.1×2=36.4
毛坯最小尺寸:34-0=34
粗鏜后最大尺寸:30+0.8=30.8
粗鏜后最小尺寸:30.8-0.22=30.58
半精鏜后與零件圖尺寸相同即30-0.06-0.18
（五）加工基本工時(shí)
工序1 粗銑、半精銑底面
1.選擇工具 ? 據(jù)《切削手冊(cè)》
? (1)根據(jù)表1.2選擇YG6硬質(zhì)合金刀具
? 根據(jù)表3.1 銑前深度ap≤4 銑削寬度ae≤90 端銑刀直徑D0=100mm
由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=10
(2)銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r 0=0° α0=8°Kr=45°Kre=30°
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2.選擇切削用量
(1)決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.5~6.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)
ap=h=2mm
(2)決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW
查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
(3)選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)2.0,精加工時(shí)0.5,由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)
(4)根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min
各修正系數(shù)為: km=kmn=kmf=0.89
? ? ? ? ? Ks=ksn=ksf=0.8
故:c=t k=98×0.89×0.8=70m/min
n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
f=ft kt=490×0.89×0.8=350.3mm/min
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-35)選擇
n =300r/min ? fc=375mm/min
因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
C=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
(5)根據(jù)機(jī)床功率:
根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故Pcc
200 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r
由于L/d=30/18=1.67 故應(yīng)乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 ?
f= 0.43~0.53 mm/r
(2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2-8 當(dāng)HBS=200 d=18mm 鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r
(3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.9 當(dāng)HBS>210 d0=≤20.5 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為6960N
(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見(jiàn)《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11)進(jìn)給量為0.6mm/r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為 f=0.43~0.53mm/r
根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r
②決定鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由表2.12 當(dāng)d0=18 時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min
③切削進(jìn)度
由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>20 c=16m/min
? n =1000/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min
④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.20 當(dāng)f=0.5mm/r d0<19 時(shí) mt=64.45 N*M
根據(jù)Z3025 鉆床說(shuō)明書 當(dāng)nc=250r/min 時(shí) Mm=80 N*M
根據(jù)表2.23 當(dāng)HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 時(shí) Pc=1.1KW
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11 PE=2.2KW
由于MC150,r0=0° α0=8°Kr=45°Kre=30°
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2選擇切削用量
(1)決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.5~6.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)
ap=h=2mm
(2)決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW
查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
(3)選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)2.0,精加工時(shí)0.5
由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)
(4)根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min
各修正系數(shù)為: km=kmn=kmf=0.89
? ? ? ? ? Ks=ksn=ksf=0.8
故:c=t k=98×0.89×0.8=70m/min
n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
f=ft kt=490×0.89×0.8=350.3mm/min
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-35)選擇
n =300r/min ? fc=375mm/min
因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
C=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
(5)根據(jù)機(jī)床功率:
根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW
故Pcc150,r0=0° α0=8°Kr=45°Kre=30°
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2選擇切削用量
(1)決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.5~6.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)
ap=h=2mm
(2)決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW
查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
(3)選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)2.0,精加工時(shí)0.5
由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)
(4)根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min
各修正系數(shù)為: km=kmn=kmf=0.89
? ? ? ? ? Ks=ksn=ksf=0.8
故:c=t k=98×0.89×0.8=70m/min
n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
f=ft kt=490×0.89×0.8=350.3mm/min
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-35)選擇
n =300r/min ? fc=375mm/min
因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
C=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
(5)根據(jù)機(jī)床功率:
根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根據(jù)X52K型立銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW
故Pcc150,r0=0° α0=8°Kr=45°Kre=30°
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Kr′=5° λs=-20° α0′=8° bq=1.2
2選擇切削用量
(1)決定銑削深度ap (由于加工余量不大,可以在一次走刀內(nèi)切完)
ap=h=6mm
(2)決定每齒進(jìn)給量fz 當(dāng)使用YG6銑床功率為7.5KW
查表3.5時(shí) fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18
(3)選擇銑刀磨純標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命
根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時(shí)2.0,精加工時(shí)0.5
由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)
(4)根據(jù)(表3.16)當(dāng)d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min
各修正系數(shù)為: km=kmn=kmf=0.89
? ? ? ? ? Ks=ksn=ksf=0.8
故:c=t k=98×0.89×0.8=70m/min
n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min
f=ft kt=490×0.89×0.8=350.3mm/min
根據(jù)X62型臥式銑說(shuō)明書(《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-35)選擇
n =300r/min ? fc=375mm/min
因此 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
C=πd0n /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z
(5)根據(jù)機(jī)床功率:
根據(jù)表3.24 當(dāng)HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/min
近似Pcc=3.8KW
根據(jù)X62型臥式銑說(shuō)明機(jī)床主軸允許功率為Pcm=7.5×0.75=5.63KW
故Pcc
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