撥叉課程設(shè)計(jì)工藝卡片

1、遼寧科技大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 題 目 ：撥叉(CA6140)班 級：機(jī)制2011學(xué) 號：120113403022學(xué)生姓名： 楊繼昌指導(dǎo)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(shè)計(jì).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(jī)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(shí).3四、參考文獻(xiàn).12 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們在我們學(xué)完了了大學(xué)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(jìn)行的。這是對我們畢業(yè)之前對所學(xué)的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

2、，因此在大學(xué)四年中占有重要的地位。就個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行一次適應(yīng)性的鍛煉。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足，懇請各位老師給以指導(dǎo)。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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，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(zhǔn)的加

3、工面這一組面包括Ø25+0.230mm的六齒方花鍵孔、Ø22+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(zhǔn)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(shè)計(jì)(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(jī)械加工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精

4、度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。（二）基準(zhǔn)的選擇。1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC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(zhǔn)。2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。 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(kuò)、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

5、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(kuò)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(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)，3. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具4. 銑削8

6、+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。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(zhǔn)。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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)。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(jī)械加工余量。求毛坯尺寸；左面、高單側(cè)加工，應(yīng)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式5-2求出，

7、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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(xiàng)目機(jī)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(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A面的加工余量

8、 A面有3±0.8mm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(jī)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(kuò)孔21mm拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照金屬機(jī)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(gè)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(shí)。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

9、證28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm機(jī)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(jì)算切削用量。 （1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實(shí)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(jìn)給量、根據(jù)切削簡明手冊（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,mm時(shí)，以及工件直徑為60mm時(shí)（由于凸臺(tái)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

10、間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.750.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/按C車床說明書0.53（3） 計(jì)算切削速度。 按切削簡明手冊表1.27 ，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min） 刀具材料YG6 V=Cv/(Tm·ap xv·f 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/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.1

11、5·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）確定機(jī)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(shí)際切削速度V=40.8m/min （5）切削工時(shí)，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(zhǔn)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(jìn)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 m

12、m/r計(jì)算切削速度 按切削用量簡明手冊表1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)3) 確定機(jī)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(shí)際切削速度V=57.1m/min4) 切削工時(shí)，查工藝手冊表6.2-1 t=22.5/400x

13、0.16=0.35（min） 由于下一道工序是鉆孔，所以留下Ø20mm的臺(tái)階，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、鉆孔、擴(kuò)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(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量： 根據(jù)表2.9 ,當(dāng)b210MPa 020.5mm 可確定f=0.75。

14、按C3163-1車床說明書取 f=0.62mm/n.、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)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(jī)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(shí)際=17 m/min 、 基本工時(shí)， 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

15、）、擴(kuò)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(shí)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(dòng)進(jìn)給。（3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。檢驗(yàn)機(jī)床功率 按切削用量簡明手冊表 1.2可以查出當(dāng)160245HBS2.80.641min3.4kw按C車床說明書主電機(jī)功率11可見比小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗(yàn)按切削用量簡明手冊表 2.21當(dāng)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/3

16、0=61.8x17/30x21=1.67km按C車床說明書主電機(jī)功率11可見C比小得多，所以機(jī)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(shí)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(shí) 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(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2； k 考慮機(jī)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(shí)工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.25-1.5)sq

17、rt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z=l/p=80/127其本工時(shí) Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=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(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm機(jī)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(shí)。直徑為do=50mm故齒數(shù)，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16° 2

18、) 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ac2.8±0.8，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(jìn)給量0.5mm/r就能滿足要求，但考慮到62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量0.6mm/r3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)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=2.8±0.8, fz=f/z=0.0750.1mm/

19、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(shí)際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 機(jī)床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.20 當(dāng) 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(jī)床主軸允

20、許的功率為Pcm=7.5×0.75=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(shí)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=100

21、0V/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(shí)基本工時(shí)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(cuò)齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻機(jī)床：X62W1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度

22、為精密級K8銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°ao=12°an=6°Z=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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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

23、=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=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min實(shí)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=110/375×16=0.018mm/z5) 機(jī)床功率： 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.28 公式 圓周

24、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/2×103=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(shí) 基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=0.49（mi

25、n） 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=15°ao=12°an=6°Z=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(biāo)準(zhǔn)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?yàn)椴凵顬?5 mm 故銑18H11槽時(shí)底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達(dá)到

26、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(jī)械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為 V1829 m/min 每齒進(jìn)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(jī)床說明書可取n460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為 Vffznz0.09×3×460 124.2 mm/min 3、切削加工工時(shí) 由機(jī)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GZ46KV6P350×40×127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16×6×40（D×d×H）。2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機(jī)床說明書)，v砂=2.5m/s進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程