機(jī)械課程設(shè)計(jì)C6410車床撥叉卡具設(shè)計(jì)

1、 工藝工裝設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)電工程 學(xué)院 機(jī)制 專業(yè) 08 班級 姓名 張杰 一、設(shè)計(jì)題目 撥 叉 零件（年產(chǎn)量5000件） 機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)任務(wù)1. 繪制零件圖、毛坯圖；2. 編制機(jī)械加工工藝卡；3. 編制工序卡；4. 繪制夾具裝配圖；5. 編寫設(shè)計(jì)說明書。三、設(shè)計(jì)時(shí)間 2011 年11 月28 日 至 2011 年 12.月 16 日 指導(dǎo) 教 師 李菊麗、張佐營 教研室主任 李 志 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(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(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

2、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，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)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，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)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)。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20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的50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(shí)分開。（二） 零件的工藝

3、分析ca6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個m8的螺紋孔。下端有一個47的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時(shí)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。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?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)

4、構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。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20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊v形塊支承這兩個32作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該

5、考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(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)要求能得到合理的保證,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。1.工藝路線方案一工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20、50孔。工序三 粗、精銑50孔上端面工序四 粗、精銑50、20孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序七 鉆一個4孔，攻m6螺紋。工序八

6、銑47凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個方案。2.工藝路線方案二工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 粗、精銑20孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔。工序五 粗、精銑50孔上端面工序六 粗、精銑50孔下端面。工序七 切斷。工序八 鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序九 鉆一個4孔，攻m6螺紋。工序十 銑47凸臺。工序十一 檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。3.工藝路線方案三工序一 以32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑20孔下端面。工序二 精銑20孔上下端面。工序三 以20孔上

7、端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到it7。工序四 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達(dá)到it7。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準(zhǔn)，粗銑50孔上下端面。工序七 以20孔為精基準(zhǔn)，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。工序八 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序九 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個4孔，攻m6螺紋。工序十 以20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺。工序十一 檢查。雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工

8、50、20孔是精度要求所致。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”ca6140車床撥叉”；零件材料為ht200，硬度190210hb，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（20，50端面）。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取20，50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1.5mm精銑 1mm2. 內(nèi)孔（50已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔直徑為44mm。工

9、序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴(kuò)孔 0.875mm鉸孔 0.09mm精鉸 0.035mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。加工要求：粗銑20孔上下端面。機(jī)床：x6140臥式銑床。刀具：w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae=60,深度appcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,vfc=47

10、5mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。加工要求：精銑20上下端面。機(jī)床：x6140臥式銑床。刀具：w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae=60,深度appcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,vfc=475mm/s，v c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(32+80)/475=0.09

11、min。工序三 以20孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到it7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 所以， 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。.計(jì)

12、算工時(shí)由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序四 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達(dá)到it7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o11，二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.81.2mm，壽命擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查切）為0.9.mm，

13、壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查切）為.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗(yàn)成立。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下：擴(kuò)鉆： 鉸孔： 精鉸： .計(jì)算工時(shí)所有工步工時(shí)相同。工序五 銑斷。工序六 以20孔為精基準(zhǔn)，粗銑50孔上下端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。機(jī)床：xa5032臥式銑床。刀具：w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae60,深度appcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(72+9)/375=0.216mi

14、n.工序七 以20孔為精基準(zhǔn)，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。機(jī)床：xa5032臥式銑床。刀具：w18cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae60,深度appcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tml/ vf=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,vfc=600.4mm/s.工序八 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆4孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=4mm，后角

15、o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時(shí)工序九 以20孔為精基準(zhǔn)，鉆一個5孔，攻m6螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=5mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

16、及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為故實(shí)際的切削速度（4）校驗(yàn)扭矩功率 故滿足條件，校驗(yàn)成立。.計(jì)算工時(shí)螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以20孔為精基準(zhǔn)，銑47凸臺。工序十一 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序13鉆m6螺紋底孔的夾具。本夾具將用于z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。(一)問題的提出本夾具主要用來鉆m6螺紋底孔，該孔為斜孔，跟撥叉的中線有一定的角度要求，在加工時(shí)應(yīng)保證孔

17、的角度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。(二)夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知，m6螺紋孔為斜孔，相對于撥叉中線有的要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線為定位基準(zhǔn)保證該角度。此外，還應(yīng)以20孔端面為基準(zhǔn)，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。2、切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆，。由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查切削手冊表2.3，切削力計(jì)算公式為： 其中：，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則： 在20孔兩個端面只需要采用開口墊圈和六角螺母適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作. 3、定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個定位銷，這兩個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同，即。此外，這兩定位銷共同保證加工孔偏斜的角度，其中心連線與工作臺面成10角。（2）計(jì)算鉆套中心線與工作臺的垂直