撥叉課程設計工藝卡片.doc

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遼寧科技大學機械工程與自動化學院機械制造工藝學課程設計設 計 題 目 ：撥叉(CA6140)班 級：機制2011學 號：120113403022學生姓名： 楊繼昌指導教師： 王更柱 張文杰目錄序言.1一、零件的分析.1二、工藝規(guī)程設計.1（一）確定毛坯的制造形式.1（二）基面的選擇.1（三）制定工藝路線.1 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.3（五）確定切削用量及基本工時.3四、參考文獻.12 序言 機械制造工藝學課程設計是我們在我們學完了了大學的全部的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是對我們畢業(yè)之前對所學的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，因此在大學四年中占有重要的地位。就個人而言，我希望能通過這次課程設計，進行一次適應性的鍛煉。由于能力有限，設計尚有許多不足，懇請各位老師給以指導。一 零件的分析 （一）、零件的作用：題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 （二）、零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括25+0.230mm的六齒方花鍵孔、22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。2. 以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。二、工藝規(guī)程設計(一) 確定毛坯的制造形成。 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鑄件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取鑄造。經(jīng)查金屬機械加工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為30.8mm。（二）基準的選擇。1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。 表面加工方法的選擇本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，內(nèi)倒角等。公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：（1）：花鍵 花鍵大徑表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯孔未鑄出，需鉆，擴、鉸孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分，經(jīng)過粗車即可打到精度要求。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽內(nèi)側(cè)表面粗糙度為Ra3.2m，經(jīng)粗銑和半精銑即可。（3）：內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。(三）制定工藝路線。 方案一工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15倒角。2. 粗、精銑削B面。3. 銑削8+0.030mm的槽。4. 銑削18+0.0120mm的槽。5. 拉花鍵。 方案二工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15倒角。 以40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 拉花鍵。以A面為基準，3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具4. 銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。5. 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。方案分析：上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。（四）機械加工余量。求毛坯尺寸；左面、高單側(cè)加工，應由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=100+0.7+3.2/2=102.3mm 左面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=79+0.7+3.2/2=82.3mm 由鑄件鑄造類型為金屬型鑄造，因此加工余量等級選為F。項目機械加工余量mm尺寸公差mm公差等級長度902.33.2IT10通槽深402.32.6IT10通槽寬182.32IT10 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.84 kgb =220MPa HBS =157 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A面的加工余量 A面有30.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為22 0+0.28，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴孔21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2=1mm3. B面的加工余量。此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。精加工余量為0.2mm粗銑加工余量為2.8mm(五)確定切削用量及基本工時。工序 ：車削A面。 1加工條件。工件材料：灰口鑄鐵HT200。 b=145MPa。鑄造。加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸，Ra=3.2m機床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、計算切削用量。 （1）已知長度方向的加工余量為30.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T 級 取-0.46mm （2）進給量、根據(jù)切削簡明手冊（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm25mm,mm時，以及工件直徑為60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm）=0.6-0.8mm/.按C車床說明書取=0.6 mm/n。由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.750.85 所以：實際進給量f=0.60.8=0.48 mm/按C車床說明書0.53（3） 計算切削速度。 按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） 刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見切削手冊表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C車床說明書200 rmin所以實際切削速度V=40.8m/min （5）切削工時，按工藝手冊表6.2-1 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備 t=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精車1) 已知粗加工余量為0.5mm。2) 進給量f. 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6 ， f=0.150.25mm/r按C車床說明書0.16 mm/r計算切削速度 按切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163車床說明書取nw=400（r/min）實際切削速度V=57.1m/min4) 切削工時，查工藝手冊表6.2-1 t=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下20mm的臺階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表2.2鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根據(jù)切削用量簡明手冊表2-9確定f=0.48、按機床進給強度決定進給量： 根據(jù)表2.9 ,當b210MPa 020.5mm 可確定f=0.75。 按C3163-1車床說明書取 f=0.62mm/n.、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.、切削速度 由切削用量簡明手冊，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由機床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 實際=17 m/min 、 基本工時， Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2）、擴孔刀具直徑do=21mm；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。（3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2可以查出當160245HBS2.80.641min3.4kw按C車床說明書主電機功率11可見比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 2.21當21 0.64 查得轉(zhuǎn)矩61.8N.M切削用量簡明手冊表由表2.32得功率公式C/30=61.8x17/30x21=1.67km按C車床說明書主電機功率11可見C比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求工序 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量1.5mm(由21mm拉削到25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； k 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時 Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13(min)工序 粗銑，精銑B面。加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm機床 ：62W加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1 銑削寬度ae5mm時。直徑為do=50mm故齒數(shù)，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10ao=16 2) 切削用量 留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac2.80.8，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進給量0.5mm/r就能滿足要求，但考慮到62W功率為7.5kw，機床為中等系統(tǒng)剛度和62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進給量0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定Z=8, =40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/z 式中 ， f=0.8， =23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當 Vc=71m/min =2.8mm =41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系數(shù)：故Pct0.8,根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度 ae0.2mm，0.63）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定ac=0.2mm, Vc=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+=14mm工序 銑削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻機床：X62W1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15ao=12an=6Z=162) 選擇切削量由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中4) 決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、 由切削用量簡明手冊3.27的公式 Cv=25,=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,T=0.82,Kv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=82.86m/minn=1000Vc/do=100082.86/3.1463=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/minfzc=110/37516=0.018mm/z5) 機床功率： 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28 公式 圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94 由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，K=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)K=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2103=15.9NM Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6) 基本工時 基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm工序銑寬為180+0.12mm槽1) 選擇刀具 銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3） 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命： 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap30 mm 2、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為 V1829 m/min 每齒進給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min根據(jù)機床說明書可取n460 r/min。則實際轉(zhuǎn)速為 Vffznz0.093460 124.2 mm/min 3、切削加工工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 0.82 min L1+=20mm i=2(走兩次)工序 磨180+0.12mm槽，保證尺寸18mm 1) 選擇砂輪。見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為GZ46KV6P35040127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16640（DdH）。2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機床說明書)，v砂=2.5m/s進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm3) 切削工時 當加工1個表面時 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。 7. 參考文獻1、黃健求主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 2005.112、崇凱主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指南 化學工業(yè)出版社 2007.26、陳國香主編 機械制造與模具制造工藝學 清華大學出版社 2006.57、艾興、肖試綱主編 切削用量簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2013.711、鄒青主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指導教程 機械工業(yè)出版社 2004.812、李軍主編 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 華中科技大學出版社 2013.7機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號CA6140產(chǎn)品型號共 1 頁產(chǎn)品名稱機床零件名稱撥叉第 1 頁材料牌號HT200鑄鐵毛坯種類鑄件毛坯尺寸毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設備工 藝 裝 備工 時準終單件1銑削1. 粗銑右端面2. 精銑右端面 銑床車間2銑床專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，游標卡尺20s2鉆孔擴孔1.鉆孔20進給量1.5mm2.擴孔至21達到6.3m鉆床車間2鉆床專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī)100s3倒角1. 倒角15車床車間1車床普通車刀，游標卡尺10s4拉花鍵1. 拉花鍵至25 Ra=3.2m拉床車間1拉床專用夾具、拉刀6s5高頻淬火對上通槽進行局部高頻淬火車間專用夾具3s6銑削1.粗銑溝槽剩余加工余量1.5mm2.精銑上平面至8x8Ra=1.6m銑床車間2銑床專用夾具、盤銑刀深度，游標卡尺200s7銑削1. 粗銑削量下通槽，加工余量量1.5mm2. 磨削至23x18，Ra=3.2m磨削，銑床車間2銑床專用夾具、盤銑刀深度，游標卡尺320s8去毛刺鉗工車間1銼刀老虎鉗，銼刀，砂紙9清洗清洗車間1洗衣機10檢驗檢驗車間1塞規(guī)，卡尺等。設計（日期）2015/1/14審核（日期）會簽（日期）標記處數(shù)更改文件簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期2015/1/14