CA6140車床831007撥叉零件加工工藝及鉆φ22孔夾具設計

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　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 遼寧工程 技術大學 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 車間 工序號 工序名 材料牌號 I HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時/s 準終 單件 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /r·s-1 切削速度 /m·min-1 進給量 fz/(mm/z) 背吃刀 量/㎜ 進給 次數 工步工時/s 機動 輔助 1 鉆2-錐銷孔 麻花鉆刀具.塞規(guī).卡尺 600 34.6 0.8 1.5 1 38.5 2 鉸2-錐銷孔 麻花鉆刀具.塞規(guī).卡尺 800 35.8 0.5 2 1 54.2 描校 3 　 4 底圖號 5 　 裝訂號 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 　 　 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 遼寧工程技術大學 機械加工工藝過程卡片 產品型號 　 零件圖號 　 　 　 產品名稱 　 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 每壞件數 1 每臺件數 備注 　 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工序時間 準終 單件 Ⅰ 粗銑 粗銑撥叉頭兩端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 Ⅱ 半精銑 半精銑撥叉頭上端面 　 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 　 　 Ⅲ 粗銑 鉆、粗鉸、精鉸φ20mm孔 　 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 　 　 描圖 Ⅳ 擴孔 校正撥叉角 　 鉗工臺 手錘 　 　 Ⅴ 精銑 粗銑撥叉角兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 Ⅵ 精銑 粗銑叉爪口內側面 　 立式銑床X51　 銑刀、游標卡尺、專用夾具 　 　 描校 Ⅶ 半精銑 半精銑叉爪口內側面 　 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 　 　 Ⅷ 精鉸 半精銑撥叉角兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 Ⅸ 粗鏜 鉆φ8孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內徑千分尺 X　 半精鏜 鉆φ6孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內徑千分尺 底圖號 XI 螺紋 去毛刺 鉗工臺 平銼 XII 功螺紋 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 XIII 銑斷 熱處理 淬火機等機床 裝訂號 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 　 　 　 　 遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9 課 程 設 計 題 目：CA6140撥叉加工工藝及Φ22孔加工夾具設計 班　　級： 姓　　名： 指導教師： 完成日期： 課程設計任務書 一、設計題目 設計“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及鉆削Φ22毛坯孔工序專用夾具 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件草圖 1張 (2) 生產類型: 5000件/年 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件的毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程卡片　　　　　 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 說明書主要包括以下內容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對照的，各占一頁） ③零件工藝性分析 ④機械加工工藝規(guī)程設計 ⑤指定工序的專用機床夾具設計 ⑥方案綜合評價與結論 ⑦體會與展望 ⑧參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上) 課程設計說明書一律用A4紙、縱向打印. 四、進度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設計方案合理并新穎，設計說明書及設計圖紙規(guī)范、內容豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設計方案合理，設計說明書及設計圖紙比較規(guī)范、內容比較豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設計方案一般，設計說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設計方案有嚴重錯誤，設計說明書及設計圖紙不規(guī)范、內容淺薄。在設計過程中勤奮好學精神不夠。 摘　要 這次設計的是CA6140車床（831009）撥叉，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用，它位于車床變速機構中，主要起換檔作用。然后，根據零件的性質和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定撥差的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案， 畫出夾具裝配圖。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎。 Abstract This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831009), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying . 目 錄 1.撥叉的工藝分析及生產類型的確定-----------------1 1.1撥叉的用途-----------------------------------1 1.2．撥叉的技術要求------------------------------1 1.3．審核撥叉的工藝性----------------------------3 1.4.確定撥叉的生產類型---------------------------3 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------3 2.1．選擇毛坯------------------------------------3 2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------4 3．擬定拔叉工藝路線------------------------------4 3.1．定位基準的選擇------------------------------4 3.2．表面加工方法的確定--------------------------5 3.3加工階段的劃分-------------------------------5 3.4工序的集中與分散-----------------------------6 3.5，工序順序的安排------------------------------6 3.6：確定工藝路線--------------------------------6 4、夾具設計---------------------------------------7 4.1問題的提出-----------------------------------7 4.2夾具設計-------------------------------------8 參考文獻----------------------------------------10 1. 撥叉的工藝分析及生產類型的確定 1.1撥叉的用途： 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Φ22孔與操縱機構相連，下方的Φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、鋼度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ22+0.021和螺紋孔φ8mm，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證 1.2 撥叉的技術要求 按表形式將該撥叉的全部技術要求列表中 撥叉零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差mm 公差及精度等級 表面粗糙度Ra μm 形位公差/mm 撥叉頭上端面 50 IT8 3.2 0.05 A 撥叉頭下 端面 50 IT8 撥叉腳內表面Ⅰ φ55+00.5 IT13 3.2 撥叉腳兩端面 φ20-0.07-0.21 IT11 3.2 0.07 A φ22+00.021的孔 φ22+00.021 IT7 1.6 M8mm孔 M8螺紋孔 IT11 撥叉腳內表面Ⅱ φ73+00.5 IT13 6.3 該撥叉形狀的特殊、結構簡單，屬典型的叉桿類零件，為實現換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準備的位置，改換檔位準確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為φ8mm。 綜上所述，該撥叉件的各項技術要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。 1.3 審核撥叉的工藝性 分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高竣工度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的剛法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4 確定撥叉的生產類型 依設計題目知：N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產類型為中批生產。 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1 選擇毛坯 由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產類型屬中批生產，為提高生產率和鑄件精度，以采用機器造型方法只草毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 2.2.1公差等級 由于撥差的功用和技術要求。確定該零件的公差等級為普通級二 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由表2-1~2-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各因素： 1.公差等級：由撥叉零件的毛坯制造方法和材料的選擇，確定該零件的公差等級為CT9。 2.公差帶的位置：公差帶應相對于基本尺寸對稱分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下。 3.機械加工余量等級：由零件毛坯制造方法和鑄件選用的材料可以確定加工余量等級為E。 4已知機械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。 2.2.2 已知機械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。 2.2.3 鑄件的材質系數 由于該撥叉材料為HT200，是碳的質量分數大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數屬M2級。 撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量 鑄件的質量/kg 包容體質量/kg 形狀復雜系數 材質系數 公差等級 1.5 3 S2 M2 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/ mm 備注 寬D55 1 2.4 ----- 厚度50 1 2.6 ----- 厚度20 1 2.2 ----- 孔徑φ22 1 2.4 ------ 中心距60 1 3.2 ------- 3．擬定拔叉工藝路線 3.1 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 3.1.1 粗基準的選擇 以撥叉頭上端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。 3.1.2 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“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，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 3.2 表面加工方法的確定 根據拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 撥叉頭上端面 IT8 3.2 粗銑—半精銑 撥叉頭下端面 IT8 粗銑—半精銑 撥叉腳內表面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 撥叉腳端面 IT9 3.2 粗銑—半精銑 φ22mm孔 IT7 1.6 鉆—粗鉸—精鉸 φ8mm孔 IT11 鉆 φ8mm孔 IT11 鉆 3.3加工階段的劃分 該拔叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段。首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進行拔叉腳兩端面的半精銑加工。 3.4工序的集中與分散 選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產類型為中批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5 工序順序的安排 3.5.1 機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——撥叉頭上端面和叉軸孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭上端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。 3.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表列出了撥叉的工藝路線。 工 序 號 工 序 內 容 設 備 工 藝 裝 備 1 粗銑撥叉頭兩端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 半精銑撥叉頭上端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 3 鉆、粗鉸、精鉸φ20mm孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 4 校正撥叉角 鉗工臺 手錘 5 粗銑撥叉角兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 6 粗銑叉爪口內側面 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 半精銑叉爪口內側面 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 8 半精銑撥叉角兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 9 鉆φ8孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內徑千分尺 10 鉆φ6孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內徑千分尺 11 去毛刺 鉗工臺 平銼 12 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 13 熱處理 淬火機等 4．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。并設計工序7——鉆Φ22mm孔的夾具。本夾具將用于Z515立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。 4.1問題的提出 本夾具主要用來鉆Φ22mm孔，在本工序加工時應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。 4.2夾具設計 4.2.1 定位基準選擇 由零件圖可知，Φ22mm孔在零件的旁邊，應該用外表面定位，然后用兩個V形塊夾緊，一個固定V形塊，一個活動V形塊。還要以底面為基準來加工。 為了提高加工效率，現決定采用單螺旋夾緊機構來夾緊工件。 4.2.2 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個V形塊，這兩個V形塊的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配軸的尺寸與公差相同。此外，這兩V形塊用一個固定的一個活動的，保證限制自由度。 （2）計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。 鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為： 襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為： 則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。 4.2.3 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產率。為此，設計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母10和11，利用單螺旋夾緊機構拿下加工零件，實現工件的快換。。 參考文獻 1、機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 2、機床夾具的現代設計方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 3、機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 4、機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 5、機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 6、機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 2006.5 7、機械精度設計與檢測技術 李彩霞主編 上海交通大學出版社 2006.1 8、機械制造技術基礎 方子良主編 上海交通大學出版社 2005.1 9、敏捷夾具設計理論及應用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 10、機械制造工藝及專用夾具設計指導 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 11、機械制造技術基礎課程設計指導教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8