CA6140車(chē)床撥叉[831002] 加工工藝及銑φ60兩側(cè)面夾具設(shè)計(jì)[版本2]說(shuō)明書(shū)資料

1 綜合課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 ： “ CA6140 車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備 專(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)老師 ： 日期： 目 錄 2 一、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型 3 2零件分析 3 3確定毛坯的制造方法 3 4擬定撥叉工藝路線 5 5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 5 6 確定切削用量及基本工時(shí) 6 二、夾具的設(shè)計(jì) 9 三、參考資料 11 四，設(shè)計(jì)小結(jié) 11 3 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 4 一：工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 撥叉 CA6140 零件工藝規(guī)程及工裝設(shè)計(jì) 1、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型 ： 5 該零件是 CA6140 車(chē)床上的撥叉，按照老師的要求，設(shè)計(jì)此零件為大批量生產(chǎn)。 2、零件分析： 2.1、零件的作用 ： 撥叉是一種輔助零件，通過(guò)撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸，將動(dòng)力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動(dòng)撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換檔的目的。分析這種動(dòng)力聯(lián)接方式可知，車(chē)換檔時(shí)要減速，這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊，延長(zhǎng)零件的使用壽命。 2.2、零件的工藝分析 根據(jù)零件圖的尺寸及其精度要求，可以先加工 A面及 22花鍵底孔，而后其它表面的加工以這兩個(gè)表面為精基準(zhǔn)進(jìn)行。 3、確定毛坯的制造方法 零件材料為 HT200 灰鑄鐵，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無(wú)交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿(mǎn)足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱量要求。 零件形狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，不可鑄出。 4、擬定撥叉工藝路線 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇： 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理， 可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 、粗基準(zhǔn)的選擇 ： 該零件屬于一般軸類(lèi)零件，以外圓為粗基準(zhǔn)就已經(jīng)合理了（夾持長(zhǎng)四點(diǎn)定位），為保證 A面與花鍵孔軸線垂直，以便于保證以該兩面為定位精基準(zhǔn)時(shí)其它 6 表面的尺寸精度加工要求，可以把 A面與花鍵底孔放在一個(gè)工序中加工，因而該工序總共要消除 X， Y， Z， X， Y五個(gè)自由度（建立空間坐標(biāo)系為：以花鍵孔軸線方向?yàn)?Z軸，垂直花鍵孔軸線，平行槽、花鍵、肋板對(duì)稱(chēng)線并且從槽 180+0.012指向 80+0.03的方向?yàn)?X軸，同時(shí)垂直于 X 軸、 Z軸的方向?yàn)?Y軸，取坐標(biāo)原點(diǎn)為花鍵孔軸線與 A 面的交點(diǎn)為原點(diǎn)），用三爪卡盤(pán)卡 夾持外圓柱面。消除 X， Y， X， Y 四個(gè)自由度，再用一個(gè)浮動(dòng)支承頂住 B面，消除 Z 自由度，達(dá)到定位要求。 、精基準(zhǔn)的選擇： 主要考慮基準(zhǔn)重合問(wèn)題，要遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，所以選擇用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)。 4.2 零件表面加工方法的選擇： 撥叉腳 2 端面：先粗至 13mm， Ra6.3，再精銑至 12mm， Ra6.3 4.3 制定工藝路線： 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備 工時(shí) 準(zhǔn)件 單件 1 精銑撥叉頭兩端面 立式銑床 X51 端銑刀，游標(biāo)卡尺 2 精銑撥叉頭左端面 立式銑床 X51 端銑刀，游標(biāo)卡尺 3 粗?jǐn)U，精擴(kuò)，倒角 25 孔 四面組合鉆床 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀 卡尺，塞規(guī) 4 校正撥叉腳 鉗工臺(tái) 手錘 5 粗銑撥叉腳兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺 6 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 立式銑床 X51 銑刀，游標(biāo)卡尺 7 粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面 立式銑床 X51 鍵槽銑刀，卡規(guī)深度卡尺 7 8 精銑撥叉腳兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀，游標(biāo)卡尺 9 鉆，攻絲 M22螺紋孔 四面組合鉆床 符合鉆頭，卡尺 10 去毛刺 鉗工臺(tái) 平挫 11 中檢 塞規(guī)，百分表，卡尺 12 熱處理 撥叉腳兩端面局部淬火 淬火機(jī)等 13 校正撥叉腳 鉗工臺(tái) 手錘 14 磨削撥叉腳兩端面 平面磨床 M7120A 砂輪，游標(biāo)卡尺 15 清洗 清洗機(jī) 16 終檢 塞規(guī)，百分表，卡尺 5、確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，設(shè)計(jì)、繪制毛坯圖 1、確定毛坯余量 鑄鐵模鑄造的機(jī)械加工余量按 GB/T11351-89確定。確定時(shí)根據(jù)零件重量來(lái)初步估算零件毛坯鑄件的重量，加工表面的加工精度，形狀復(fù)雜系數(shù)，由工藝手冊(cè)表 2.2-3，表 2.2-4，表 2.2-5查得，除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量（毛坯余量），孔的加工總余量由表 2.3-9 查得，表 2.3-9中的余量值為雙邊余量。具體見(jiàn) cad 毛坯圖。 6、確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng) 時(shí)間） 在工藝文件中還要確定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指 ：背吃刀量 asp(即切削深度 ap)、進(jìn)給量 f及切削速度 Vc 。 (2)確定方法是 ：確定切削深度 確定進(jìn)給量 確定切削速度 (3)具體要求是 ： 8 由工序或工步余量確定切削深度： 精、半精加工全部余量在一次走刀中去除； 在中等功率機(jī)床上一次走刀 ap可達(dá) 8 10mm。 按本工序或工步加工表面粗糙度確定進(jìn)給量： 對(duì)粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初選進(jìn)給量后還要校驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 可用查表法或計(jì)算法得出切削速度 Vc 查 ，用公式 換算出查表 或計(jì)算法所得的轉(zhuǎn)速 nc 查 ，根據(jù) Vc 查 在選擇機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表中選取接近的主軸轉(zhuǎn)速 n機(jī) 作為實(shí)際的轉(zhuǎn)速，再用 換算出實(shí)際的切削速度 Vc 機(jī) 填入工藝文件中。對(duì)粗加工，選取實(shí)際切削速度 Vc 機(jī) 、實(shí)際進(jìn)給量 f 機(jī) 和背吃刀量 asp之后，還要校驗(yàn)機(jī)床功率是否足夠等，才能作為最后的切削用量填入工藝文件中。 6.1 撥叉腳 端面 A 銑削用量及基本時(shí)間的確定： (1)、 加工條件 工件材料： HT200正火， b=220MPa， 190 220HBS 加工要求：粗銑 撥叉腳 端面。 機(jī)床選擇：為 X51臥式銑床，采用端銑刀粗銑。 機(jī)床功率： 4.5kw 工件裝夾：工件裝夾在銑床專(zhuān)用夾具上。 (2)、 確定切削用量及基本工時(shí) (2.1) 粗銑 1）、選擇刀具： 9 根據(jù)工藝手冊(cè)表 3.1-27，選擇用一把 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑 d0=100mm，銑刀齒數(shù) Z=10。 2）、確定銑削深度 a p： 單邊加工余量 Z=3，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則： a p=3mm 3）、確定每齒進(jìn)給量 fz: 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為 4.5kw的 X51 銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量 fz=0.14 0.24mm/z，由于是粗銑，取較 大的值?，F(xiàn)取： fz=0.15mm/z 4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0 1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表 3.8銑刀直徑 d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 5）、確定切削速度 Vc： 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.16可以查 Vc： 由 ap=3mm fz=0.15mm/z，查得 Vc=72mm/z n=235mm/z V=360mm/z 根據(jù) X51型臥銑床說(shuō)明書(shū) nc=160r/min Vc=40.2 mm/min (橫向 ) 實(shí)際切削速度和齒進(jìn)給量： 6）、計(jì)算基本工時(shí)： t=28.8s (2.2) 精銑 10 1）、選擇刀具： 根據(jù)工藝手冊(cè)表 3.1-27，選擇用一把 YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù) Z=10 2）、確定銑削深度 ap： 由于單邊加工余量 Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則： a p= 1 mm 3）、確定每齒進(jìn)給量 fz: 由切削手冊(cè)表 3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為 4.5kw的 X51 銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量 fz=0.14 0.24mm/z，半精銑取較小的值。現(xiàn)?。?fz=0.14mm/z 4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.0 1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊(cè)表 3.8銑刀直徑 d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 5）、確定切削速度 Vc： 根據(jù)切削手冊(cè)表 3.16可以查 Vc： 由 ap 4mm z=0.14mm/z，查得： Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z 根據(jù) X51型臥銑床說(shuō)明書(shū) nc=210 r/min Vc= 52.78mm/min 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量： 6）、計(jì)算基本工時(shí)： t=28.8s 11 所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=28.8+28.8=57.6 二、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)成本，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 1、問(wèn)題的提出： 本夾具主要用于第 4道工序銑撥叉腳 2端面，由于該端面精度要求不高，所以，在本道工序加工時(shí)，要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 2、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算： 、定位基準(zhǔn)的選擇： 粗銑銑撥叉腳 2端面時(shí)，應(yīng)該選取撥叉左端面作為基準(zhǔn)。所 以?shī)A具設(shè)計(jì)時(shí)，底面應(yīng)該再加一塊擋板，這樣就把零件定位在夾具上了。 、切削力及夾緊力計(jì)算： 刀具： YG6硬質(zhì)合金端銑刀 (見(jiàn)切削手冊(cè)表 3.28) 其中： CF=54.5， ap=4.5， XF=0.9， fZ=0.18， YF=0.74， ae=28， UF=1.0， d0=100，qF=1.0， n=255， WF=0， Z=10 F=54.5 4.50.9 0.180.74 28 10/(100 2550) 166.1(N) 水平分力： FH=1.1F 實(shí) 182.7(N) 垂直分力 ： FV=0.3F 實(shí) 49.8(N) 在計(jì)算切削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) : K=K1K2K3K4。 12 其中： K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1 F =KFH=（ 1.5 1.1 1.1 1.1） 182.7=364.8 (N) 實(shí)際加緊力為 F 加 = KFH/（ U1*U2） =364.8/0.5=729.6 (N) 其中 U1和 U2 為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)， U1=U2=0.025 螺母選用 M42x1.5 細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為 W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（ D2- d2) 其中： M=19000 N.M D2=18mm a=2029， D=42mm d=25mm 解得： W=17845 (N) 此時(shí)螺母的加緊力 W已大于所需的 729.6 的加緊力 F加，故本夾具可安全工作。 心軸取材料為 Q235 查表得 Q235 的許用彎曲應(yīng)力為： 158Mpa 彎曲應(yīng)力 =M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2 =2.67 許用彎曲應(yīng)力 158Mpa (3)定位誤差分 析 由于左端面是靠著夾具體上的，在誤差允許的情況下，肯定會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，所以應(yīng)該盡量底面與垂直面提高垂直 度，以減小誤差 。 3、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明： 如夾具圖所示，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位擋板可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上 13 的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn) cad圖。 三，主要參考文獻(xiàn) 1鄒青主編 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004.8 2譚建榮主編 .圖學(xué)基礎(chǔ)教程 .北京 :高等教育出版社 ,1999.10 3. 吳宗澤主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京 : 高等教育出版社 ,2006.5 4. 艾 興等編 .切削用量簡(jiǎn)