機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)CA6140車床撥叉[831007]工藝及鉆M8螺紋底孔夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)全套圖紙，加153893706機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：制定831007撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆M8鉆床夾具班級(jí)：機(jī)電052班學(xué)號(hào)：0501040232設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師： 哈爾濱理工大學(xué)2008年6月24號(hào) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 制定831007撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆M8 孔鉆床夾具內(nèi)容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機(jī)械加工工藝過程卡片 1張 4.機(jī)械加工工序卡片 1張 5.夾具零件圖 1張6.夾具裝配圖 1張7. 課程設(shè)計(jì)說明書 1份 目錄設(shè)計(jì)說明書-1設(shè)計(jì)任務(wù)書-2序言-4零件的分析-5（一）零件的作用-5（二）零件的工藝分析-5確定生產(chǎn)類型-6確定毛坯-7（一） 確定毛坯種類-7（二） 確定鑄件加工余量及形狀-7工藝規(guī)程設(shè)計(jì)-8(一) 選擇定位基準(zhǔn)-8（二）制定工藝路線-8（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備-9（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定-9夾具設(shè)計(jì)-15 (一) 問題的提出-15(二) 夾具設(shè)計(jì)-15參考文獻(xiàn)-17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。零件上方的22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的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. 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2. 大頭半圓孔3. 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。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、 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)321頁表15-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(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。三 、 確定毛坯（一） 確定毛坯種類：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)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。（二） 確定鑄件加工余量及形狀：機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：簡圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說明D122mmG3.02孔降一級(jí)雙側(cè)加工D255mmG3.02孔降一級(jí)雙側(cè)加工T273mm6.5單側(cè)加工T350mmG2.5單側(cè)加工T473mm6.5單側(cè)加工（三）繪制鑄件零件圖：見附頁四 、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)選擇定位基準(zhǔn)：1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(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，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。（二）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,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。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)346頁表15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)010粗銑兩端小頭孔上端面T1及小頭孔外圓100半精鏜中間孔T1及小頭孔外圓020粗銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓110鉆2-錐銷孔、螺紋孔、功螺紋T1及小頭孔030粗銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓120銑斷T1、D1040精銑兩端小頭孔上端面T1及小頭孔外圓130去毛刺050精銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓140檢查060精銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓150若某道工序有誤返工070擴(kuò)兩端小頭孔T1及小頭孔外圓080精鉸兩端小頭孔T1及小頭孔外圓090擴(kuò)中間孔T1及小頭孔外圓（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1 機(jī)床的選擇： 工序010060均為銑平面，可采用X6140臥式銑床。 工序070080采用鉆床。 工序090100采用鏜床。 工序110采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。 工序120采用銑斷機(jī)床。 2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。4選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5其他：對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定1圓柱表面工序尺寸： 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大（D2）鑄件6CT9擴(kuò)孔5.8IT126.32.06.25半精鏜0.2IT103.20.050.25擴(kuò)孔5.84IT126.32.06.25精鉸孔0.06IT71.60.050.252 平面工序尺寸：工序號(hào)工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件2.5CT9010粗銑兩端小頭孔上端面258.5121.603.60020粗銑中間孔上端面627121.656.5030粗銑中間孔下端面621121.756.5040精銑兩端小頭孔上端面0.558110. 351.16050精銑中間孔上端面0.520.5100.471.12060精銑中間孔下端面0.520100.471.123確定切削用量及時(shí)間定額：工序010 以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑22孔上端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑22孔上端面。機(jī)床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)（后簡稱簡明手冊(cè)）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2. 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度。2）計(jì)算切削速度 按簡明手冊(cè)，V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA6140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 查簡明手冊(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)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序020和工序030 以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)55孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑55上端面。機(jī)床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)簡明手冊(cè)取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，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。查簡明手冊(cè)f=0.140.24mm/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 查簡明手冊(cè)表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查簡明手冊(cè)表3.8，壽命T=180min4） 計(jì)算切削速度 按簡明手冊(cè)，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)XA6132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 查簡明手冊(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=1.0mm，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)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 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（查簡明手冊(cè)）為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查簡明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度.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： 精鉸： 工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜55孔。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o11，二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查簡明手冊(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（查簡明手冊(cè)）為0.81.2mm，壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊(cè)）為0.9.mm，壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊(cè)）為.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查簡明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下：擴(kuò)鉆： 半精鉸： .計(jì)算工時(shí)所有工步工時(shí)相同。 五、 卡具設(shè)計(jì)決定設(shè)計(jì)第110道工序鉆M8孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M8絲錐，以及4的高速鋼麻花鉆。（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)在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設(shè)計(jì)1 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇20孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。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卡緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。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卡具體底版的水平力，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. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)?？ň呱显O(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。六、參考文獻(xiàn) 趙家齊編,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.-哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1984.8李云主編,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8 孟少農(nóng)主編,機(jī)械加工工藝手冊(cè).-2-北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9。17