CA6140車床撥叉831008加工設計說明書

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一、零件分析（一）、零件的作用CA6140車床的撥叉位于車床變速機構中，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。零件上方的20孔與操縱機構相連，二下方的50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（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20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個M6的螺紋孔。這三個都沒有高的位置度要求。2. 以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50 的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50 的孔上下兩個端面與20 的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個32作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(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能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。1、工藝路線方案一:工序1 鑄造毛坯工序2 鉆擴兩孔20工序3 半精銑底面工序4 粗鏜 半精鏜孔50工序5 粗銑 半精銑32端面工序6 粗銑 半精銑50端面工序7 粗銑32圓柱側面工序8 鉆錐孔8及M6底孔工序9 攻螺紋M6工序10 半精絞 精絞兩孔20 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 鉆擴兩孔20工序4 粗鏜 半精鏜孔50工序5 粗銑 半精銑50端面工序6 粗銑 半精銑32端面工序7 粗銑32圓柱側面工序8 鉆錐孔8及M6底孔工序9 攻螺紋M6工序10 半精絞 精絞兩孔20 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 是先加工內孔20, 再以20孔為基準加工底面，然后加工50內孔,而方案二 先加工底面,以底面為基準加工各面及20內孔.由方案一可見20孔為基準加工底面精度易于保證,再以底面為基準加工50孔各面基垂直度要求 ,可保證便于定位加工，符合中批生產要求,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32端面為基準，選用X52K立式和專用夾具 工序2 鉆擴兩孔30/以50內孔為基準選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具 工序3 粗鏜，半精鏜孔50/以兩個圓粒32外圍及底面為粗基準 選用T611臥式銑鏜床和專用夾具。 工序4 粗銑 半精銑50孔端面 工序5 粗銑，半精銑32端面/以底面及32外圍為基準 工序6 粗銑32圓柱側面/以底面為基準，X62臥式銑床和專用夾具 工序7 鉆錐孔8及M6底孔/以20端面為基準選用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20/以50內孔為基準Z3025搖臂鉆床 工序10 切斷/以20端面及底面為基準選用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 HB170240，毛坯重量約1.0Kg生產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，同時加工。 (2)、鑄件的圓角半徑 按表2.2.1 選則金屬型鑄造 R=3-5mm，拔模斜度外表面=0O30。毛坯熱處理方式為自然失效處理以消除鑄造應力。 (3)、兩內孔20 +0.0210,考慮其孔徑較小鑄造困難，為簡化鑄造毛坯外型，現(xiàn)直接將32圓柱鑄成實心的。 (4)、兩內孔精度要求IT7參照機械制造工藝設計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表2.3-8確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 18 擴孔： 19.8 2Z=1.8mm 半精絞： 19.94 2Z=0.14mm 精絞： 20+0.0210 (5)、內孔50+0.05+0.25 毛坯為鑄孔,內孔精度要求IT12表面粗糙度為Ra3.6,參照工藝手冊表2.3-10確定工序尺寸及余量為: 一次 粗鏜45 二次 粗鏜48 2Z=3 三次 半精鏜49.7 2Z=1.7 四次 精鏜50+0.50+0.25 2Z=0.3 (6)、內孔50端面加工余量(計算長度為12-0.06-0.18)： 按照工藝手冊表(2.2-3) (2.2-4)得孔外端面單邊加工余量為1.5,基準為2.0公差CT=1.1 表(2.2-1) 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,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)定的加工余量其實只是名義上的加工余量,實際上,加工余量有最大及最小之分,由于本設計規(guī)定的零件為中批生產應該采用調整法加工,因此在計算最大最小加工余量時應按調整法加工方式予以確定. 50基準端面毛坯尺寸加工余量 Zmax=2.0+1.1=3.1 Zmin=2.0-1.1=0.9 50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+22=16 毛坯最大尺寸:16+1.12=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)、兩32圓柱端面加工余量及公差圓柱32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、半精銑比對單邊余量Z=1.5mm，公差CT=1.3。32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+22=34 毛坯最大尺寸:34+1.12=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 工序1 粗銑、半精銑底面 1.選擇工具 據(jù)切削手冊 (1)根據(jù)表1.2選擇YG6硬質合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap4 銑削寬度ae90 端銑刀直徑D0=100mm 由于采用標準硬質合金端銑刀,故齒數(shù)Z=10 (2)銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=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12.56.3 所以可以在一次走刀內切完)ap=h=2mm (2)決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時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=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min根據(jù)X52K型立銑說明書(設計手冊表4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW 根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW,故Pcc200 d0=18mm f=0.430.53mm/r 由于L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.430.53 mm/r (2)按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2-8 當HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r (3)按機床進給機構強度決定進給量 根據(jù)表2.9 當HBS210 d0=20.5 機床進給機構允許的軸向力為6960N(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見設計手冊表4.2-11)進給量為0.6mm/r從以上三個進給量比較可看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為 f=0.430.53mm/r 根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 當d0=18 時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min 切削進度 由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d20 c=16m/min n =1000/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表2.20 當f=0.5mm/r d019 時 mt=64.45 N*M 根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當nc=250r/min 時 Mm=80 N*M 根據(jù)表2.23 當HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 時 Pc=1.1KW 查設計手冊表4.2-11 PE=2.2KW 由于MCMm PC150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=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12.56.3 所以可以在一次走刀內切完) ap=h=2mm (2)決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時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=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據(jù)X52K型立銑說明書(設計手冊表4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似Pcc=3.8KW 根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW 故Pcc150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=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12.56.3 所以可以在一次走刀內切完) ap=h=2mm (2)決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時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=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據(jù)X52K型立銑說明書(設計手冊表4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW 根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW 故Pcc150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=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,可以在一次走刀內切完)ap=h=6mm (2)決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時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=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據(jù)X62型臥式銑說明書(設計手冊表4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min近似Pcc=3.8KW 根據(jù)X62型臥式銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW 故PccPcm 因此所選擇的切削用量可以采用即 ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 3.計算基本工時tm = L / f式中 L=20mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則故tm= L / nf=(20+3+4)/375=0.07 min工序7 鉆錐孔8及M6底孔一.鉆錐孔8 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=7.8 mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=8時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min (3)決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min 二.鉆M6底孔 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=5.2mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=8時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min (3)決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(6+10)/4000.4=0.1 min 工序8 攻螺紋M6 切削速度=0.1m/s=6 m/min 則ns =238 r/min 按機床選取nw=19.5r/min 則 =4.9 m/min 基本工時:L=6mm L1=3mm L2=3mm 攻M6孔 tm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min 工序9 辦精絞 精絞兩孔20 1.選擇絞刀 查設計手冊表3.1-19 選用硬質合金錐柄機用絞刀(GB4252-64) d=20mm 2.選擇進給量f (1)絞刀磨純標準及壽命 由表2.12,當d0=20 mm 時 ,絞刀后刀面最大磨損取為0.5 mm 壽命T=45 min (2)切削速度進給量f 查切削手冊表2.25 鑄鐵硬度HBS200 d0=1025 mm ap=0.060.15 mm (半精絞ap=0.07mm 精絞為ap=0.03mm 均在此范圍) f=0.20.4 mm/r c=1015 m/min (無切削液) 根據(jù)鉆床進給量查設計手冊表4.2-13 取f=0.3mm/r n=1000/d0=100015/(3.1420)=239 r/min 查表4.2-12 取nc=250 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/(2500.3) 2=1.12 min 工序10 切斷 1.選擇刀具查設計手冊表3.1-4.1 選擇中齒鋸片銑刀(GB6120-85) d=400 mm L=4 mm z=20 2.刀具壽命 查表3.8 高速鋼切斷銑刀 d40T=45 min 3.切削用量 ap=12 mm一切走刀切斷 fz=0.1 mm/z 查表3.27 c=Cd0q / TmapxfzxZp C=10.5 d0=40 q=0.2 Tm=450.15 apx=120.2 fzx=0.10.4 Zp=200.1 c=(10.5400.2) / (450.15120.20.10.4200.1)=54.9 m/min n=1000 /d0=100054.9/(3.1440)=437 r/min 根據(jù)x60 臥式銑床說明書設計手冊表 機床主軸轉速為nc=400 r/min 計算基本工時 tm =L / nf= L+Y+/f=(72+35)/54.9=1.94 min最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。11