1一、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,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(jī)構(gòu)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。(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0.21???8?M2. 大頭半圓孔 53. 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 Q=5000 件/年,零件的質(zhì)量 m=1.0 件/臺,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 0.5%.代入公式(1-1)得N=5000 件/年 1 件/臺 (1+3%) (1+0.5%)=5152.5 件/年??拔叉重量為 1.0kg,由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》(本說明書中除特殊說明外,其余查表均由此指導(dǎo)教程查得)表 1-3 知,拔叉屬輕型零件;由表 1-4 知,該拔叉的生產(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1 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。由表 2-1 選用鑄件尺寸公差等級 CT12 級。2 確定鑄件加工余量及形狀:由表 2-5,選用加工余量為 MA-G 級,并查 24 頁表 2-4 確定各個加工2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:3 繪制鑄件零件圖(見附圖)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:以零件的兩個小頭孔外圓表面為主要的定位粗基準(zhǔn),以小頭孔的底面為輔助粗基準(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,以兩個小頭孔外圓柱表面為主要的定位精基準(zhǔn),以加工后的小頭孔的上端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》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機(jī)械加工工藝過程卡片。(三)選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1 機(jī)床的選擇:工序 010~060 均為銑平面,可采用 X51 立式銑床。工序 070~110 采用搖臂鉆床。3工序 120 采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。工序 130 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。513H?4 選擇量具:兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5 其他:對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測,對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 7 、8 加工工序鉆-擴(kuò)- 粗鉸- 精鉸 φ22 加工余量工序尺寸及公差如下:由 2-28 可查得精鉸余量 Z 精鉸 =0.06mm 粗鉸余量 Z 粗鉸 =0.14mm 擴(kuò)孔余量 Z 擴(kuò)孔 =1.8mm 鉆孔余量 Z 鉆 =20mm查表 1-20 可依次確定各工序的加工精度等級為 ,精鉸:IT7; 粗鉸:IT10; 擴(kuò)孔:IT11; 鉆孔:IT12.根據(jù)上述結(jié)果,再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步公差值分別為,精鉸:0.021mm; 粗鉸:0.058mm; 擴(kuò)孔 :0.075mm; 鉆孔:0.15mm綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為,精鉸: φ22 00.021mm; 粗鉸 φ21.94 00.058mm; 擴(kuò)孔:φ 21.800.075mm; 鉆孔: φ20 00.15mm.2 平面工序尺寸:1.1 粗銑兩小頭孔上端面,加工余量為 1.2mm,基本尺寸為,經(jīng)濟(jì)精度為 CT12 級。1.2 粗銑中間孔上端面,加工余量為 4mm,基本尺寸為 mm,經(jīng)濟(jì)精度為 CT12 級。1.3 粗銑中間孔下端面,加工余量為 4mm,基本尺寸為 mm,經(jīng)濟(jì)精度為 CT12 級。1.4 精銑小頭孔上端面,加工余量為 0.5mm,基本尺寸為 50mm,經(jīng)濟(jì)精度為 CT11 級。1.5 精銑中間孔上端面,加工余量為 1mm,基本尺寸為 mm,經(jīng)濟(jì)精度為 CT10 級。1.6 精銑中間孔下端面,加工余量為 1mm,基本尺寸為 mm,經(jīng)濟(jì)精度為 CT10 級。(五)確定切削用量,切削速度和時間定額:1 工序 1 以小頭孔外圓表面為粗基準(zhǔn),粗銑 φ22 孔上端面。 1.1 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:粗銑 φ22 孔上端面。機(jī)床:X51 立式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。0.256?00.721?.6?4銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.2mm,n=160r/min, V c=40.2m/min,f z=0.2mm/z。1.5 計(jì)算基本工時根據(jù)《教程》表 5-43 查得對稱銑 tj=l+l 1+l2/fmz ,由于 krPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 n=210r/min, V c=46.8m/min,f z=0.12mm/z。4.5 計(jì)算基本工時tm=L+l 1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。輔助時間:t a=(0.15~0.2)tj=0.4min5.工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 φ22孔,保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。 .采用立式鉆床6525 型號5.1 鉆孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄麻花鉆(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的確定 取 a p=20mm(3)進(jìn)給量的確定 由表 5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=0.25mm/r(4)切削速度的計(jì)算 由表 5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取 ,切削速度 v 取 18m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 18/(3.14 22)=286.6r/min,參照表 4-9 所列 Z525??型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=272r/min.代入(5-1),求出實(shí)際鉆削速度v=n d/1000=272 3.14 20/1000=17m/min(5)時間定額計(jì)算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得.式中l(wèi)=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(1~2)=20mm/2 cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=2?72r/min.將以上結(jié)果代入公式,得該工序基本時間 tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r 272r/min=0.92min=55.3s?(6)輔助時間 tf 的計(jì)算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 55.3=8.30s5.2 擴(kuò)孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄擴(kuò)孔鉆(B/T1141-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=1.8mm(3)進(jìn)給量的確定 由表 4-10,選取 f=1.1mm/r.(4)切削速度的計(jì)算由表 5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取 ,切削速度 v 取 4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 4/(3.14 21.8)=58.43r/min,參照表 4-9 所列 Z525 型??立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際鉆削速度 v=nd/1000=272 3.14 21.8/1000=6.64m/min(5)時間定額計(jì)算由 D=21.8mm l=50mm l2=3mm 得l1=(D-d)cotkr+(1~2)=(21.8-20)/2 cot54.0+1=1.6mm=30.7s?(6)輔助時間 tf 的計(jì)算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 30.7=4.6s5.3 粗鉸工步(1)刀具:采用錐柄機(jī)用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 a p0.14mm(3)進(jìn)給量的確定 由表 5-31,選取 f=1.0mm/r.(4)切削速度的計(jì)算由表 5-31,取 v=4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 4/(3.14 20)=63.7r/min,參照表 4-9 所列??Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際切削速7度 v= n d/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min??(5)時間定額計(jì)算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表 5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm 的條件查得l1=0.37mm l2=15mm;而 l=50mm f=1.0mm/r n=97r/min將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時間 tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r 97r/min)=0.67min=40.4s?(5)輔助時間 tf 的計(jì)算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 40.4=6.06s5.4 精鉸工步(1)刀具:采用錐柄機(jī)用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=0.06mm(3)進(jìn)給量的確定 由表 5-31,選取 f=0.8mm/r.(4)切削速度的計(jì)算 由表 5-31,取 v=6m/min.由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 6/(3.14 20=95.5r/min, 參照表 4-9 所列 Z525 型立??式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實(shí)際切削速度 v= n d/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min(5)時間定額計(jì)算根據(jù)表 5-42,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm 的條件查得l1=0.19mm l2=13mm;而 l=50mm f=0.8mm/r n=97r/min,將以上結(jié)果代入公式,得該工序的基本時間tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r 97r/min)=0.81min=48.8s?(6)輔助時間 tf 的計(jì)算 由輔助時間與基本時間的關(guān)系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 48.8=7.32s?五 總結(jié)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(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)行的系統(tǒng)性設(shè)計(jì).這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(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。就我個人而言,通過這次課程設(shè)計(jì),使我對專業(yè)知識了解得更扎實(shí),也從中鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指導(dǎo)。