CA6140車床撥叉831003零件機(jī)械加工工藝及銑槽夾具設(shè)計(jì)

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頁機(jī)械制造教研室機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號零件名稱零件號831003撥叉831003工序名稱鉆20孔擴(kuò)22孔倒角工序號技檢要求基準(zhǔn)面材料同時(shí)加工零件數(shù)設(shè)備牌號硬度名稱型號HT200HBS2101夾具定 額代號名稱單件時(shí)間（分）每班次數(shù)每臺件數(shù)工人等級工步號工步內(nèi)容走刀長度(毫米）走刀次數(shù)切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）機(jī)動(dòng)時(shí)間（分）輔助時(shí)間（分）刀具輔具量具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格1鉆20孔2017.12721.750.69麻花鉆do=23mm1游標(biāo)卡尺2擴(kuò)22孔29.671400.620.8高速鋼鉆do=24.8mm1游標(biāo)卡尺3倒角游標(biāo)卡尺擬制日期審核日期批準(zhǔn)日期共 頁第 頁機(jī)械制造教研室機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號零件名稱零件號831003撥叉831003工序名稱拉花鍵工序號技檢要求基準(zhǔn)面材料同時(shí)加工零件數(shù)設(shè)備牌號硬度名稱型號HT200HBS2101夾具定 額代號名稱單件時(shí)間（分）每班次數(shù)每臺件數(shù)工人等級工步號工步內(nèi)容走刀長度(毫米）走刀次數(shù)切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）機(jī)動(dòng)時(shí)間（分）輔助時(shí)間（分）刀具輔具量具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格1拉花鍵1013.03000.14立銑刀1游標(biāo)卡尺23擬制日期審核日期批準(zhǔn)日期共 頁第 頁機(jī)械制造教研室機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號零件名稱零件號831003撥叉831003工序名稱粗銑8030表面精銑8030表面工序號 技檢要求基準(zhǔn)面材料同時(shí)加工零件數(shù)設(shè)備牌號硬度名稱型號HT200HBS2101夾具定 額代號名稱單件時(shí)間（分）每班次數(shù)每臺件數(shù)工人等級工步號工步內(nèi)容走刀長度(毫米）走刀次數(shù)切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）機(jī)動(dòng)時(shí)間（分）輔助時(shí)間（分）刀具輔具量具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格1鉆孔4-1091121244600.1025.86立銑刀1游標(biāo)卡尺2擴(kuò)孔2-13911182.84600.0611立銑刀1游標(biāo)卡尺擬制日期審核日期批準(zhǔn)日期共 頁第 頁機(jī)械制造教研室機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號零件名稱零件號831003撥叉831003工序名稱粗銑18H11槽半精銑18H11槽工序號技檢要求基準(zhǔn)面材料同時(shí)加工零件數(shù)設(shè)備牌號硬度名稱型號HT200HBS2101夾具定 額代號名稱單件時(shí)間（分）每班次數(shù)每臺件數(shù)工人等級工步號工步內(nèi)容走刀長度(毫米）走刀次數(shù)切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）機(jī)動(dòng)時(shí)間（分）輔助時(shí)間（分）刀具輔具量具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格1粗銑18H11槽51130124.24600.090.82立銑刀1夾具1游標(biāo)卡尺2半精銑18H11槽511582.84600.061.2立銑刀1夾具1游標(biāo)卡尺34擬制日期審核日期批準(zhǔn)日期共 頁第 頁機(jī)械制造教研室機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號零件名稱零件號831003撥叉831003工序名稱鉆M8底孔攻M8螺紋工序號技檢要求基準(zhǔn)面材料同時(shí)加工零件數(shù)設(shè)備牌號硬度名稱型號HT200HBS2101夾具定 額代號名稱單件時(shí)間（分）每班次數(shù)每臺件數(shù)工人等級工步號工步內(nèi)容走刀長度(毫米）走刀次數(shù)切削深度(毫米）切削速度（米/秒）主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）機(jī)動(dòng)時(shí)間（分）輔助時(shí)間（分）刀具輔具量具名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格1鉆M8底孔319.514.96800.330.50高速鋼麻花鉆1游標(biāo)卡尺2攻M8螺紋3.7529.59.83921.250.63絲錐1游標(biāo)卡尺3擬制日期審核日期批準(zhǔn)日期共 頁第 頁機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號CA6140零（部）圖號共 1 頁產(chǎn)品名稱機(jī)床零（部）名稱撥叉第 1 頁材料牌號HT200毛坯種類鑄造毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時(shí)準(zhǔn)終單件10鑄造鑄造鑄造鑄造20時(shí)效時(shí)效處理，去應(yīng)力時(shí)效時(shí)效30銑削1.粗銑左端面2. 精銑左端面銑床車間2銑床專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，游標(biāo)卡尺60s60s40鉆孔擴(kuò)孔1.鉆孔20 2.擴(kuò)孔至22鉆床車間2鉆床專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī)100s100s50倒角1. 倒角15車床車間1車床普通車刀，游標(biāo)卡尺10s1060拉花鍵1. 拉花鍵拉床車間1拉床專用夾具、拉刀160s160s70銑削1.粗銑溝槽2.粗銑上平面銑床車間2銑床專用夾具、盤銑刀深度，游標(biāo)卡尺200s200s80銑削1.精銑溝槽2.精銑上平面銑床車間2銑床專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，游標(biāo)卡尺60s60s90鉆孔1. 鉆孔28鉆床車間1鉆床專用夾具、麻花鉆，內(nèi)徑千分尺60s60s100攻螺紋1.攻螺紋2M8鉗工車間1錐絲錐絲60s60s110檢驗(yàn)檢驗(yàn)車間塞規(guī)，卡尺等。120130140150160170180190設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處記更改文件號簽字日期 制定撥叉零件的加工工藝設(shè)計(jì)夾具 班 級： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 零件的分析(3)二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(3) （一）、確定毛坯的制造形式(3) （二）、基面的選擇(3)（三）、制訂工藝路線(3)（四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺才的確定(4)（五）、確定切削用量及基本工時(shí)(5)三、 夾具設(shè)計(jì)(11)四、 參考文獻(xiàn)(13) 機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：制定撥叉零件的加工工藝，設(shè)計(jì)夾具 設(shè)計(jì)要求：1.中批生產(chǎn)；2.盡量選用通用設(shè)備。 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書； 2.制訂一個(gè)中等零件的加工工藝過程，填寫工 藝過程卡和工序卡各一張； 3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖； 4.編寫設(shè)計(jì)說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式 寫，要求打印文稿。 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 一、 零件的分析（一）零件的工藝分析 撥叉這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有兩組加工表面，而這二組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這二組加工表面分述如下：1以25mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：25H7mm的l六齒花鍵孔及倒角，尺寸為80與花鍵孔垂直的兩端面，尺寸為18H11與花鍵孔垂直的通槽。2 與25mm花鍵孔平行的表面。這一組加工表面包括：與花鍵孔中心軸線相距22的上表面，與上表面垂直的二個(gè)M8通孔和一個(gè) 5錐孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：1 上表面與25mm花鍵孔中心線平行度為0.10；2 18H11通槽兩側(cè)面與與25mm花鍵孔中心線的垂直度為0.08。由以上分析可知，對于這二組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并且保證它們之間的位置精度要求。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，考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，零件為中批生產(chǎn)，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金屬模砂型鑄造。（二）基面的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：以上下表面和兩 側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以消除，三個(gè)自由度，用以消除，三個(gè)自由度，達(dá)到完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。 （三） 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1.工藝路線方案一 工序 銑端面。 工序 鉆、擴(kuò)花鍵底孔22mm。 工序 內(nèi)花鍵孔倒角。工序 拉花鍵孔。工序 銑上、下表面。工序 鉆2M8孔，5mm錐孔。工序 銑通槽18H11。工序 攻螺紋2M8。工序 去毛刺。工序 檢查。2.工藝路線方案二工序 銑端面。 工序 鉆、擴(kuò)花鍵底孔22mm。 工序 內(nèi)花鍵孔倒角。工序 銑上、下表面。工序 鉆2M8孔，5mm錐孔。工序 銑通槽18H11。工序 拉花鍵孔。工序 攻螺紋2M8。工序 去毛刺。工序 檢查。工藝方案的比較與分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先拉花鍵孔，再以該花鍵孔為基準(zhǔn)加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花鍵孔。兩相比較可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)不重合的問題，而方案而不能，所以選用方案一作為零件的加工工序。（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，毛坯重量約為1.00Kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用金屬砂型鑄造。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(jī)械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 銑端面考慮左端面的粗糙度Ra為3.2，參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊以下簡稱“手冊”，表143，確定工序尺寸為 Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm，精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面沒有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0。2. 花鍵孔（6-25H722H126H11）。要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔22H12：鉆孔：20擴(kuò)鉆：22 2Z=2.0拉花鍵孔（6-25H722H126H11）花鍵孔要求外徑定心，花鍵內(nèi)徑拉削時(shí)的加工余量為孔的公差0.17。3銑表面根據(jù)“手冊”表149，取上表面的機(jī)械加工余量為4.0，下表面的余量為3.0。粗銑上表面 Z=3.0精銑上表面的臺階面 Z=1.0粗銑下表面 Z=3.04. 銑通槽18H11粗銑16 2Z=4.0半精銑18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序：銑端面。1）粗銑左端面=0.25mm/Z (表3-28)=0.35m/s（21m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n=0.637r/s (38.2r/min)按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.29m/s切削工時(shí) l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =121.2s=2.02min 2）粗銑右端面 粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。 切削工時(shí)l=45mm，l=175mm，l=3mm t= =106.8s=1.78min 3）精銑左端面 =0.10mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n=0.546r/s (32.76r/min)按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.29m/s切削工時(shí) l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =302.92s=5.05min工序：鉆、擴(kuò)花鍵底孔1）鉆孔 20f=0.75mm/rK=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=5.57r/s (334r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =23s （0.4min）2）擴(kuò)孔 22f=1.07 (表354) =0.175m/s （10.5m/min） n=2.53r/s (151.8r/min) 按機(jī)床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 =0.16m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 3mm，l=1.5mm t= =35s （0.6min） 工序：倒角1.0715 f=0.05/r (表317) =0.516m/s （參照表321） n=6.3r/s (378r/min) 按機(jī)床選取 n=380r/min=6.33r/s 切削工時(shí) l=2.0mm，l= 2.5mm， t= =14s （0.23min） 工序：拉花鍵孔 單面齒升 0.05 （表386） v=0.06m/s （3.6m/min） （表388） 切削工時(shí) （表721） t=式中：h單面余量1.5（由 22 25）； l拉削表面長度80； 考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.20； K考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，取1.40； V切削速度3.6m/min； S拉刀同時(shí)工作齒數(shù) Z=L/t。 t拉刀齒距， t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齒 t=0.15min (9s)工序：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺階面 =0.15mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n=0.546r/s (33r/min)按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.27m/s切削工時(shí) l=80mm，l=175mm，l=3mm t= =215s=3.58min 2）精銑臺階面 =0.07mm/Z (表3-28)=0.25m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n=0.455r/s (33r/min)按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.27m/s切削工時(shí) l=80mm，l=175mm，l=3mm t= =467s=7.7min 3）粗銑下表面保證尺寸75 本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同 切削工時(shí) l=40mm，l=175mm，l=3mm t= =181.7s=3.03min 工序：鉆2-M8底孔（ 6.80） f=0.36/r (表338) =0.35m/s （參照表342） n=16.39r/s (983.4r/min) 按機(jī)床選取 n=960r/min=16r/s 故實(shí)際切削速度=0.34m/s切削工時(shí)（表75） l=9.5mm，l= 4mm，l=3 t= =2.86 （0.048min）工序：銑槽18H11 1）粗銑 =0.10/s(表3-28)=0.30m/s（21m/min） (表3-30)采用粗齒直柄立銑刀，d=16mm,齒數(shù)Z=3。 n=5.97/s (358.2/min)按機(jī)床選取n=380r/min=6.33/s （表416） 故實(shí)際切削速度=0.32/s切削工時(shí) l=34mm，l=2mm，l=0mm t= =19s 因?yàn)橐叩秲纱?，所以切削工時(shí)為38s。 2）精銑通槽=0.07/s(表3-28)=0. 25m/s（15m/min） (表3-30)采用細(xì)齒直柄立銑刀，d=12mm,齒數(shù)Z=5。 n=6.63s (397.8min)按機(jī)床選取n=380r/min=6.33/s （表416） 故實(shí)際切削速度=0.24s切削工時(shí) l=35mm，l=2mm，l=0mm t= =16s因?yàn)樽叩秲纱?，所以切削工時(shí)為64s。 ：攻螺紋2M8 v=0.35m/s (表342) n=13.9 (834min) 按機(jī)床選取n=850r/min=14.2s 故實(shí)際切削速度=0.357m/s。三、專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。（二） 提出問題利用本夾具主要用來鉆 22花鍵底孔。在加工本工序是，其他重要表面都還未加工，因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何保證底面的定位，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而精度則不是主要問題。（三） 夾具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，為了定位誤差為零，選擇零件的上下表面為主要定位基準(zhǔn)面。2切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：高速鋼鉆頭，直徑d=20mm，f=0.71mm/r 鉆頭轉(zhuǎn)速 n=5.63r/s工件材料：灰鑄鐵 HB=210則： 切屑扭矩 M=10 （表336） =225.63200.711.05910 =53.86（Nm）軸向力 F=588.60200.711.059 =9478.8（N） 其中 K=K=()=()=1.059切削功率 P=2Mn10 =23.1453.865.6310 =1.90 KW由零件定位、裝夾方式可知，只有鉆削時(shí)產(chǎn)生的軸向力能引起零件的松動(dòng)。由夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿足下式： P=KF式中，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.2；為斷續(xù)切削系數(shù)1.2。所以 （N）所需的實(shí)際夾緊力為22521.6N是比較大的，為了使得整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)形式：型單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)夾緊時(shí)，臂的最小允許傾斜角：=15擴(kuò)力比：i=3.14 活塞桿的最大拉力為： F=22521.6/3.14=7172.5N計(jì)算驅(qū)動(dòng)氣缸直徑： F=p=7172.5式中：p壓縮空氣單位壓力，取p=0.4MPa。 D=151按標(biāo)準(zhǔn)，取氣缸直徑D=150.此時(shí)，當(dāng)壓縮空氣壓力p=0.4MPa時(shí)，驅(qū)動(dòng)氣缸的拉力 F=7068N,則鉸鏈機(jī)構(gòu)的放大倍數(shù)i可降至： i=3.19此時(shí)，臂的最小允許傾角在20到25之間，取放大倍數(shù)為3.41。 實(shí)際的夾緊力應(yīng)為： P=70683.41=24101.9N這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需的22521.6N的夾緊力，因此工作是可靠的。3 位誤差分析定位尺寸幾公差的確定。夾具的主要是底面的一側(cè)及頂面，并且要求不是很高，可以滿足。4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，應(yīng)首先著眼于采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時(shí)間。本夾具設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使夾具體簡單，緊湊。 四、參考文獻(xiàn)1.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 王紹俊 編3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王啟平 編 - 16 -