CA6140車床撥叉831007-KCSJ-09合鑄銑開撥叉的中間銑斷夾具設計及加工工藝含非標6張CAD圖-版本4

CA6140車床撥叉831007-KCSJ-09合鑄銑開撥叉的中間銑斷夾具設計及加工工藝含非標6張CAD圖-版本4,ca6140,車床,kcsj,09,合鑄銑,開撥,中間,夾具,設計,加工,工藝,非標,cad,版本 序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，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”建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。目錄序言1一、零 件 的 分 析31.1零件的作用31.2零件的工藝分析3二、 工 藝 規(guī) 程 設 計42.1確定毛坯的制造形式42.2基面的選擇42.3 制定工藝路線52.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定72.5確定切削用量及基本工時9三、中間銑斷夾具設計173.1問題的提出：173.2 定位基準的選擇173.3切削力和夾緊力計算173.4定位誤差分析193.5夾具設計及操作的簡要說明20總 結22致 謝23參考文獻24一、零 件 的 分 析1.1零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22孔與操縱機構相連，二下方的55mm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。1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，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需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小頭孔mm以及與此孔相通的mm的錐孔、螺紋孔；3.大頭半圓孔mm；位置要求：小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm。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采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二、 工 藝 規(guī) 程 設 計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200。考慮到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，生產類型為大批生產，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產綱領為4000件/年，零件的質量是1.0Kg/個，可確定該撥叉生產類型為大批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。2.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(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，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。（1） 粗基準的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。這樣就可以達到限制五個自由度，再加上垂直的一個機械加緊，就可以達到完全定位。 （2） 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔內圓柱表面為輔助的定位精基準。當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門的計算，此處不再重復。2.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(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。再生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。處此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序 粗銑40mm孔的兩頭的端面，73mm孔的上下端面。工序 精銑40mm孔的兩頭的端面，73mm孔的上下端面。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆、擴、鉸兩端22mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆M8的螺紋孔，鉆8的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。工序 銑斷保證圖樣尺寸。工序 去毛刺，檢查。2.工藝路線方案二工序 粗銑40mm孔的兩頭的端面。工序 鉆、鉸兩端22mm孔之圖樣尺寸。工序 粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至周徑至73mm；工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。工序 銑斷保證圖樣尺寸工序 去毛刺，檢查。3. 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工完與22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mm的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個面。方案一的裝夾次數(shù)少，但在加工22mm的時候最多只能保證一個面定位面與之的垂直度要求。其他兩個面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個面時都是用22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準重合的原則。很是審美！其他的工序尤為平常簡單無需再議。這樣一比較最終的工藝方案為：工序 粗銑40mm孔的兩頭的端面。工序 鉆、鉸兩端22mm孔之圖樣尺寸。工序 粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至周徑至73mm；工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。工序 銑斷保證圖樣尺寸工序 去毛刺，檢查。以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6,生產類型為大批生產，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（40mm及73mm外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對稱的兩個零件最后還需銑斷，故對40mm的中心軸線的尺寸偏差為1201.25的范圍內。2. 兩小孔毛坯為實心，兩內孔精度要求界于IT7IT8之間，參照切屑加工簡明實用手冊表8-21確定工序尺寸及余量：鉆孔：21.8mm 2Z=21.8mm鉸孔：mm 2Z=0.2mm3.中間孔（55mm及73mm）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機械制造工藝設計手冊表1-13得：孔的鑄造毛坯為49. 73的孔是在55孔的基礎之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照切屑加工簡明實用手冊表8-95確定73mm工序尺寸及余量：粗銑：71mm Z=4mm精銑：73mm Z=1mm參照切屑加工簡明實用手冊表8-95確定55mm工序尺寸及余量：粗 鏜：53mm 2Z=4mm半精鏜：54mm精 鏜：55mm 4.螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實體。參照切屑加工簡明實用手冊表8-70確定鉆8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷2.5確定切削用量及基本工時工序 粗銑40mm孔的兩頭的端面。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑兩頭端面至51mm、粗銑大孔端面至30mm。機床：X52K立式銑床參數(shù)。刀具：涂層硬質合金盤銑刀45mm，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.計算切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按簡明手冊V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。3)校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.5kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）計算基本工時tmL/ Vf=9.4s。工序 鉆、鉸兩端22mm孔之圖樣尺寸。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：鉆孔至21.8mm，精鉸至22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6m。機床：Z512臺式鉆床。刀具：YG8硬質合金麻花鉆21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角12、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、 、。YG8硬質合金鉸刀22mm。2.計算切削用量1）查切削用量簡明手冊 。 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇，最終決定選擇機床已有的進給量 。2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.5.mm，壽命3）切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數(shù) 故。查簡明手冊機床實際轉速為。故實際的切削速度。3. 計算基本工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。鉆和精鉸的切削用量如下：鉆孔： 。精鉸： 。工序 粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至周徑至73mm。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；保證粗糙度Ra=3.2m；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至保證20mm,周徑至73mm，保證端面粗糙度Ra=3.2m，保證孔壁粗糙度Ra=6.3m。機床：X63臥式銑床。刀具：涂層硬質合金盤銑刀45mm，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.計算切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按簡明手冊V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K立式銑床參數(shù)，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,實際進給量為f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。3)校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=2kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）計算基本工時粗銑中間孔上端面至25 mm，周徑至71mm；tm1=L/ Vf=13s粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；tm2=L/ Vf=13s精銑小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精銑中間孔上端面至周徑至73mm，tm4= L/ Vf=10s；精銑中間孔下端面至周徑至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜中間孔至53mm、半精鏜中間孔至54mm、精鏜中間孔至55mm。機床：T616臥式鏜床。刀具：YG8硬質合金鏜刀。2.計算切削用量單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據(jù)簡明手冊4.2-20查得，取 。根據(jù)簡明手冊4.2-21查得，?。?。3.計算切削基本工時：同理，當?shù)诙?，第三次時，進給量和，機床主軸轉速都取64r/min，切削基本工時分別為100s和80s。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：先鉆8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。機床：組合機床。刀具：8mm麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。2.計算切削用量（1）鉆8mm的錐銷孔根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：（2）鉆M8的螺紋孔刀具：7.5mm麻花鉆。根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：（3）攻M8x1mm的螺紋刀具：絲錐M6，P=1mm切削用量選為：，機床主軸轉速為：，按機床使用說明書選?。?，則 ；機動時，計算切削基本工時：工序 銑斷保證圖樣尺寸1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。 刀具：YG硬質合金圓盤銑刀，厚度為4mm。 機床：組合機床。2.計算切削用量查切削手冊，選擇進給量為：,切削速度為：，則：根據(jù)簡明手冊表4.2-39，取，故實際切削速度為：查切削手冊表4.2-40，剛好有。計算切削基本工時：工序 去毛刺，檢查。三、中間銑斷夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。3.1問題的提出：本夾具是用來中間銑斷，由于此孔為預鑄孔 ，在前面的加工過程中保證了加工精度，經過與老師商議決定設計銑斷夾具。3.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。22的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的22孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的22孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。3.3切削力和夾緊力計算（1）刀具： YG硬質合金圓盤銑刀機床： 組合機床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.4定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和二定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為127。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 其中：， 且：L=127mm ，得 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.5夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構?？?結本設計對CA6140車床撥叉831007零件的加工工藝規(guī)程進行了具體分析，通過對零件的分析和工藝設計來說明撥叉零件的加工?？梢粤私鈾C床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結構的剛度和強度、結構工藝性等問題。本設計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：（1）缺乏實際工廠經驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費。（2）與夾具相關的刀具和量具的了解還不太清楚。（3）系統(tǒng)的設計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實際中尚不明確。致 謝本文從選題、方案論證到課題的研究都是在導師宋江的全面、悉心指導下完成的。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識、豐富的創(chuàng)造力、高瞻遠矚的學術思想，以及敏銳的洞察力，始終令學生敬佩，并將影響我的一生。值此成文之際，謹向導師表達我深深的敬意和衷心的感謝!在四年的學習和生活期間，始終工程學院各位老師的無私幫助，在此深表感謝!。 特別要感謝的是我的父母和家人!感謝父母在我成長的道路上給予的無私的愛，他們的理解和全力支持使我的論文得以順利完成。 感謝所有關心和幫助過我的人們! 最后，在本文結束之際，向所有為我的論文提出寶貴意見的評閱專家們表示衷心的感謝和崇高的敬意! 謝謝!參考文獻1 陳鴻均 主編 實用機械加工工藝手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2004.8 2 李益民 主編 機械制造工藝設計簡明手冊 北京：機械工業(yè)出版社 2012.7 3 周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京：中國建材工業(yè)出版社 2002,124 王穎. 機械加工工藝規(guī)程及工藝文件J. 科技資訊,2008,(30)：44.5 朱耀祥，浦林祥. 機床夾具設計手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社,2010：2-36 張亞明. 機床夾具分類與構成J. 科技資訊.2008,46(5)：2-5.7 黃如林，劉新佳，汪群. 切削加工簡明實用手冊M. 化學工業(yè)出版社,2004.8 趙志勇，王麗杰. 機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展J. 科技資訊.2009,(6)：25-29.9肖繼德，陳寧平主編. 機床夾具設計（第2版）. 北京：機械工業(yè)出版社200510陳于萍，高曉康編著. 互換性與測量技術（第二版）.北京：高等教育出版社，200511李益民 主編 機械制造工藝設計簡明手冊 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 2012, 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