CA6140撥叉的加工工藝設(shè)計

1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 題 目 名 稱ca6140撥叉的加工工藝設(shè)計系別 機械工程學(xué)院專業(yè)/班級機自10101班學(xué)生 向小龍學(xué)號 43910130指導(dǎo)教師（職稱） 張春蘭（高級工程師） 目 錄序言11.計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型22.零件圖樣的工藝性分析 2 2.1 ca6140車床撥叉的工藝分析23. 確定毛坯 3 3.1確定鑄件加工余量及形狀3 3.2繪制鑄件零件圖 44.工藝規(guī)程設(shè)計 4 4.1選擇定位基準(zhǔn)4 4.2制定工藝路線55. 工序設(shè)計 6 5.1機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 7 5.2確定切削用量及基本工時 86.設(shè)計總結(jié)247.參考文獻(xiàn)25序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在

2、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。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能夠通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，今后為國家的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。1. 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 該零件是ca6140車床撥叉，該產(chǎn)品年產(chǎn)量為4000臺，其備品率為6%，零件廢品率為2%，現(xiàn)制定機械加工工藝規(guī)程。 n = qn（1+%+%） =4000 x（1+6%+2%）件/年 =4320件/

3、年 此撥叉年產(chǎn)量為4320件，根據(jù)機械制造工藝學(xué)表1-1生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可以確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 2.零件圖樣的工藝性分析 ca6140車床撥叉零件圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。零件的材料為ht200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。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： 2.1 ca6140車床撥叉的工藝分析ca6140車床撥叉共有以下幾處加工表面，其間有一定位置要求。分別如下：1.以25孔為中心的加工表面該組加工表面包括：25h7的通孔，以及42的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25h7通孔。2.以6

4、0孔為中心的加工表面該組加工表面包括：60h12的孔，以及60h12的兩個端面。主要是60h12的孔。3.銑16h11的槽該組加工表面包括：此槽的端面，16h11的槽的底面，16h11的槽兩側(cè)面。4. 以m221.5螺紋孔為中心的加工表面。該組加工表面包括：m221.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為m221.5螺紋孔。這幾組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1）60孔端面與25h7孔垂直度公差為0.1mm。（2）16h11mm的槽與25h7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組?？梢韵燃庸?5h7通孔，然后

5、以此作為基準(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)精度及機床所能達(dá)到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工表面，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。3.確定毛坯 零件材料為ht200,灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛壓和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 3.1確定鑄件加工余量及形狀毛坯尺寸如下：1.外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公

6、差（25，60端面）查簡明手冊表2.2-4。取25，60端面長度余量均為3mm（均為雙邊加工。13. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔）查表2.2-32.2-5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為5mm，即鑄成孔半徑為50mm。14. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。6. 其他尺寸直接鑄造得到3.2繪制鑄件零件圖 圖3.1 零件毛坯圖4.工藝規(guī)程設(shè)計 4.1選擇定位基準(zhǔn)基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到

7、保證，生產(chǎn)率得以提高。(1)粗基準(zhǔn)的選擇(先粗后精)對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，其余以零件的下端孔為主要的定位粗基準(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，以加工后的25通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以25通孔端面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 4.2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

8、各種機床配以專用夾具,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)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工藝路線方案一： 工序 01 粗、鉆、擴、鉸、精鉸25、60孔 工序 02粗、精銑60、25孔下端面 工序 03粗、精銑25孔上端面 工序 04 粗、精銑60孔上端面 工序 05 切斷60h12孔 工序 06 銑螺紋孔端面 工序 07 鉆20.5孔（裝配時鉆鉸錐孔） 工序 08 攻m221.5螺紋 工序 09粗銑、精銑槽所在的端面 工序 10 粗銑、精銑16h11的槽工藝路線方案二： 工序 01 粗銑25h7兩端面，保證尺寸80mm 工序 02 鉆、擴

9、、鉸25h7通孔 工序 03 粗鏜60h12孔,半精鏜60h12孔，粗糙度達(dá)到3.2 工序 04 粗銑槽頂端面和槽底端面,槽頂端面到25h7孔中心距為，槽底端面到25h7的中心距為 36mm 工序 05 銑螺紋孔端面，粗糙度6.3 工序 06 鉆20孔垂直于25h7通孔 工序 07 攻m221.5螺紋 工序 08 粗、精銑16h11槽 工序 09 粗銑60h12孔兩端面，保證尺寸13， 精銑60h12孔兩端面，保證尺寸12d11 工序 10 切斷60h12孔工藝方案的比較與分析：以上兩個加工工藝方案進(jìn)行比較，方案一的加工工序比較集中，工序較少，但裝換刀具的輔助時間較長，而且同時鉆兩個孔，還要保

10、證加工精度，對機床設(shè)備要求較高，不適合中批量生產(chǎn)。方案二的加工工序比較分散，適合流水線生產(chǎn)，而且很多工序不用裝換刀具和重新對刀，極大的縮短輔助工時。而且加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，加工精度容易保證，綜合以上兩個方案的優(yōu)缺點，而且又是中批量生產(chǎn)，考慮到工作效率及經(jīng)濟(jì)效益等原因，所以選擇方案二比較合適。5.工序設(shè)計 機床的選擇 工序01、04、05、08、09、10用x62型臥式銑床（表4.2-38）工序02、06、07采用z535立式鉆床（表4.2-14） 工序03采用t68臥式鏜床（表4.2-19） 選擇夾具 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。 選擇刀具 零件材料為ht20

11、0，在銑床上加工的各工序，采用yg類硬質(zhì)合金銑刀或高速鋼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。5.1機械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60端面）取25、60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）。1銑削加工余量為：粗銑2.5mm， 保證

12、尺寸80mm3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔）查表2.22.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為5，鑄成孔半徑為50mm。1工序尺寸加工余量：粗鏜50mm孔至59mm 余量為1mm半精鏜至60h12mm工序尺寸加工余量：同上25鉆孔至22 余量為3mm擴孔至24.7mm 余量為0.03mm鉸孔至25h7mm 4.槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。工序尺寸加工余量：粗銑端面3mm 保證槽端面，即a面至中心線尺寸440-0.3 mm 5.螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。工序尺寸加工

13、余量：粗銑頂面4 mm 保證頂面即b面到中心線尺寸36mm6. 其他尺寸直接鑄造得到。由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 5.2確定切削用量及基本工時工序01粗銑25h7兩端面機床：x62型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：z=3mm所以銑削深度：=3mm每齒進(jìn)給量：查表2.1-85，取銑削速度：查表2.1-85，取?！?】機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照表3.1-74 實際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.1-85,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知

14、， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：1.23min工序02鉆25h7通孔工件材料為ht200鐵，硬度200hbs?？椎闹睆綖?5mm，公差為h7，表面粗糙度。加工機床為z535立式鉆床。鉆頭為22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆。1.鉆22mm孔確定鉆削用量（1）決定進(jìn)給量根據(jù)表3.4-1可查出f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。，故mm/r.查z535型立式鉆床說明書，取。根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量。機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用

15、（2）確定切削速度v、軸向力f、轉(zhuǎn)矩t以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴、鉸孔的v、f、t、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：，f=4732nt=51.69，=1.25kw由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故查z535型機床說明書，取。實際切削速度為。由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故（3）校驗機床功率 切削功率 =機床有效功率為（由z535型機床說明書查出）由于，故選擇的鉆削用量可用，即相應(yīng)地2.擴孔擴孔鉆選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴孔鉆。確定擴孔切削用量一 確

16、定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-5，取。根據(jù)機床z535型說明書，取。 確定切削速度，根據(jù)表3.4-34.取。由于切削速度與上表不同，切削速度尚需乘以修正系數(shù)故根據(jù)z535機床說明書，取n=275r/min。實際擴孔速度3鉸孔鉸刀 選用標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀。確定鉸孔切削用量 一確定進(jìn)給量 根據(jù)表3.4-6查出，按該表注4，進(jìn)給量取小值。按z535機床說明書取。二 切削速度 根據(jù)表3.4-40查出取，切削速度修正系數(shù)由表3.4-9查出故根據(jù)z535機床說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度 4各工序?qū)嶋H切削用量根據(jù)以上計算，實際切削用量如下：鉆孔：擴孔：鉸孔： 5基本工時計算鉆孔：擴孔：鉸孔： 工序03

17、粗鏜下端60h12孔, 半精鏜下端60h12孔(1)粗鏜下端60h12孔機床：臥式鏜床t68刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：查表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=4.5mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：查表2.4-9取【3】機床主軸轉(zhuǎn)速：，查表3.1-41取實際切削速度：工作臺每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：工步輔助時間為：2.61min（2）半精鏜下端60h12孔機床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照表2.

18、4-9，取【3】機床主軸轉(zhuǎn)速：，取工作臺每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機動時間：所以該工序總機動工時工步輔助時間為：1.86min 工序04粗銑槽頂端面和槽底端面機床：x62刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數(shù)粗銑槽右端面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，取銑削速度：參照表2.1-85，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進(jìn)給量：實際切削速度，：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：2.03min【1】粗銑槽底端面同樣的銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，【1】

19、取銑削速度：參照表2.1-85，【1】取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：1.52min【1】 工序05 銑螺紋孔端面機床：x62刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數(shù)每齒進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85，取銑削速度：參照表2.1-85，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際銑削速度：進(jìn)給量：實際切削速度，：工作臺每分進(jìn)給量：根據(jù)表2.1-85,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：1.03min【1】 工序06 鉆20.50孔機

20、床：z535立式鉆床刀具：20.50直柄短麻花鉆確定鉆削用量決定進(jìn)給量根據(jù)表3.4-1可查出f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。，故mm/r.查z535型立式鉆床說明書，取。根據(jù)表3.4-3，鉆頭強度所允許的進(jìn)給量。機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用確定切削速度v、軸向力f、轉(zhuǎn)矩t以及切削功率，用不同刀具材料進(jìn)行鉆、擴、鉸孔的v、f、t、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：，f=4732nt=51.69，=1.2

21、5kw由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故查z535型機床說明書，取。實際切削速度為。由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故（3）校驗機床功率 切削功率 =機床有效功率為（由z535型機床說明書查出）由于，故選擇的鉆削用量可用，即相應(yīng)地鉆孔：鉆孔：工步輔助時間為：1.58min工序07 攻m221.5螺紋機床：z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照表2.4-105，取【1】機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機動

22、時間：工步輔助時間為：1.33min工序08 粗、精銑16h11槽（1）機床：x62型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀 切削深度：根據(jù)表2.1-89有：刀具的直徑d=80mm，刀具的齒數(shù) z=10，刀具的寬度l=14mm。查表2.1-89得：進(jìn)給量,根據(jù)表2.1-89查得切削速度，【3】機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：進(jìn)給量：機床工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 工步輔助時間為：1.92min （2）機床：x62型臥式銑床 刀具：高速鋼三面刃銑刀刀具直徑d=80，齒數(shù)z=10，寬度l=16。切削深度：根據(jù)表查得：

23、進(jìn)給量,查得切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間： 工步輔助時間為：1.41min 本工序機動時間 工序09 粗銑60h12孔兩端面，精銑60h12孔兩端面（1）粗銑60h12孔兩端面機床：x62型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為13)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：表2.4-81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按表3.1-74 實際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.4-81

24、,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：1.57min（2）精銑60h12孔兩端面機床：x62型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)z=25，為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：z=0.5mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：參照表2.4-81，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機動時間：工步輔助時間為：1.94min工序10銑斷60h12孔機床：x62型臥式銑床 刀具：中齒鋸片銑刀刀具直徑d=80mm，齒數(shù)z=32，寬度l=4mm。切削深度：根據(jù)表查得：進(jìn)給量 切削速度，機床主軸轉(zhuǎn)速：，按表3.1-74取實際切削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：=41mm刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1機動時間： 工步輔助時間為：1.59min6.設(shè)計總結(jié)這次機械制造工藝設(shè)計課程設(shè)計雖然只有十周（四十個學(xué)時）。這段時間我感覺我自己過得還是挺充實的。通過課程