設(shè)計“CA6140車床撥叉型號84008”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備課程設(shè)計

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床撥叉，型號84008”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備學(xué) 校：姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 目錄 序言一 零件的分析（一） 零件的作用 .1（二） 零件的工藝分析.1二 工藝規(guī)程的設(shè)計2（一） 確定毛坯的制造形式.2（二） 基面的選擇.2（三） 制定工藝路線.3（四） 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定.4（五） 確立切削用量及基本工時.4三 夾具設(shè)計.9（一） 問題的提出9（二） 夾具設(shè)計.9四 參考文獻.12序言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(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)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前

2、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)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(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)。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。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運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25孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的60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，加工時分開。（二）

3、 零件的工藝分析該零件圖共有四處加工表面，且有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圓柱端面，其中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個端面。主要是60H12的孔。3. 銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4. 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。

4、這兩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25H7mm通孔表面，再以這組加工后的表面為基準加工其他表面。該零件是機床上的撥叉，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(一) 確定毛坯的制造形式1、選擇毛坯 該零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，故選擇鑄件毛坯。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）、鑄件的公差等級 選擇灰鑄鐵砂型鑄造公差等級為CT10（2）、求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖的最大輪廓尺寸

5、為170mm（3）、求機械加工余量等級 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P121表5-5得機械加工余量等級為F。（4）、求機械加工余量RMA 查書P120表5-4得機械加工余量為2mm。（5）、求毛坯基本尺寸 25孔、M22螺紋孔鑄成實心，25孔只加工一個端面，查機械制造手冊故 長度R=F+RMA+CT/2=80+2+2/2=83 90X32面R=F+RMA+CT/2=44+2+2/2=47 60要加工兩個端面和孔，直徑R=F-2RMA-CT/2=60-2*2-2/2=55長度R=F+2RMA+CT/2=12+2*2+2/2=1732X32面R=F+RMA+CT/2=36+2+2/2=39其他表

6、面均由鑄造直接加工完成。毛坯圖的繪制（二）基面的選擇 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)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。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。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個42作主要定位面，限制4個自由度，剩余兩個自由度不影響加工,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。考慮到基準重合。設(shè)計

7、基準與工序基準重合，故后面的工序均用精銑后的25內(nèi)孔作為基準。（3）零件表面加工 本零件的加工面有內(nèi)孔，端面，平面，以公差等級和表面粗糙度要求，查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 確定其加工方法選擇選擇如下： 1、 25左端面 為未注公差尺寸，且不和其他面配合，沒有粗糙度要求，故采用粗銑即可。2、 2500.021內(nèi)孔加工 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra 1.6um，需鉆，粗鉸，精鉸。3、 6000.03孔右端面 與25孔軸中心有垂直度要求，將25孔軸中心做定位基準，公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra 3.2um，故需粗銑和半精銑。4、 6000.03內(nèi)孔 公差等級為IT12，表面粗糙度為

8、Ra 3.2um，故需粗鏜和半精鏜5、 6000.03孔左端面 與25孔軸中心有垂直度要求，將25孔軸中心做定位基準，公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra 3.2um，故需粗銑和半精銑。6、 槽端面 有公差尺寸要求44-0.30，表面粗糙度為Ra 6.3um，故只需粗銑和半精銑即可。7、 槽 公差等級為IT11和IT12，表面粗糙度為Ra 6.3um，Ra 3.2um，需粗銑和半精銑。8、 螺紋孔端面 為未注公差尺寸，表面粗糙度為Ra 6.3um，故需粗銑和精銑。9、 螺紋孔 鉆螺紋孔底孔，10、 焊接加強筋（三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等

9、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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔作左端面。工序二 鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔內(nèi)孔。工序三 以25孔為精基準，粗銑60孔右端面。工序四 以25孔為精基準，精銑60孔右端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序五 以25孔為精基準，粗鏜、精鏜60孔，保證孔的精度達到IT12。工序六 以25孔為精基準，粗、精銑60孔左端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序七 以25孔為精基準，粗、精銑槽端面工序

10、八 以25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對孔的垂直度誤差是0.08工序九 以25孔為精基準，銑螺紋孔端面。工序十 以25孔為精基準，鉆一個20.5孔，攻M22×1.5螺紋。工序十一 兩件銑斷工序十二 焊接加強筋工序十三 去毛刺工序十四 檢查。（四）機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定1、選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1）、選擇機床 根據(jù)工序選擇普通的鉆床、X60臥式銑床（書P152）。（2）、選擇夾具 （3）、選擇刀具（4）、選擇量具2、確定工序尺寸 （1）、確定42左端面的工序尺寸 只需粗銑，故總余量為3mm。（2）、確定25內(nèi)孔的工序尺寸 查書P137表5-42得：鉆23

11、，擴孔鉆24.8，粗鉸24.94，精鉸25。（3）、確定82右端面的工序尺寸 查書P140得：半精銑余量為1mm，粗銑余量為1.5mm，總余量2.5mm。（4）、確定60內(nèi)孔的工序尺寸 查書P138得：粗鏜第一次57mm，粗鏜第二次59mm，精鏜后60mm。（5）、確定82左端面的工序尺寸 查書P140得：半精銑余量為1mm，粗銑余量為1.5mm，總余量2.5mm。（6）、確定32X90面的工序尺寸 查書P140得：精銑余量為1mm。粗銑余量為2mm。（7）、確定槽的工序尺寸 查書P137、140得：第一次粗銑3mm，第二次粗銑2mm、第三次粗銑2mm、精銑1mm。（8）、確定32X32面的工

12、序尺寸 查書P140得：精銑余量為1mm，粗銑余量為2mm，總余量3mm。（9）、確定M22X1.5螺紋孔鉆頭直徑 查書P142得：鉆頭直徑用20.5mm。（五）確立切削用量及基本工時工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔左端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b >0.16GPa HBS=163-229,鑄造。加工要求：粗銑25孔左端面。機床： X60臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6（查金屬切削加工-銑削P27）。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（P196）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5

13、6;后角o8°，副后角o=9°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=3mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 機床功率為2.8kw。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是對稱銑，選較大量f=0.13 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200，平均壽命T=180min4）計算切削速度 按機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P206， V

14、C=97m/minn=387r/min=433mm/min5）計算基本工時tmL/ Vf=50/433=0.12min。工序二 以25孔左端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸25孔，孔的精度達到IT7。 1. 選擇銑床及鉆頭 選擇X60臥式銑床，選擇高速鋼莫氏錐柄麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm，總長l=253mm，刃口長l1=155mm，莫氏圓錐2號。（P156） 2.選擇切削用量 （1）決定進給量由do=23mm,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P189 按鉆頭f=0.70mm/z （2）耐用度查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P190T=75min （3）切削速度和主軸轉(zhuǎn)速查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計

15、指南P192，切削速度Vc=15m/min，所以計算得n=207r/min. 根據(jù)機床確定n=200r/min3.計算基本工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 鉸孔：選高速鋼鉸刀 精鉸：選高速鋼鉸刀 工序三 以25內(nèi)孔為精基準，粗、精銑82孔右端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b >0.16GPa HBS=163-229,鑄造。加工要求：粗、精銑82孔右端面。機床： X60臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6（查金屬切削加工-銑削P27）。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z

16、=10,故據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（P196）取刀具直徑do=100mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=9°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=1.5°過渡刃寬b=1.5mm。2. 粗銑切削用量1）銑削深度 選擇粗銑ap=1.5mm，。2）每齒進給量 機床功率為2.8kw。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是對稱銑，選較大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200，平均壽命T=

17、180min4）計算切削速度 按機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）計算基本工時tm1L/ Vf=100/490=0.2min。3. 精銑切削用量1）銑削深度 選擇精銑ap=1mm，。2）每齒進給量 機床功率為2.8kw。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是對稱銑，選較大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200，平均壽命T=180min4）計算切削速度 按機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P206， VC=86m/minn=322r

18、/min=490mm/min5）計算基本工時tm2L/ Vf=100/490=0.2min。tm= tm1 +tm2=0.4min工序四 以25孔為精基準，粗鏜、 精鏜60孔，保證孔的表面粗糙度到達3.2um。選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀， 粗鏜時do=57mm選擇臥式銑床X60,查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P194得： 粗鏜時 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r半精鏜時 v=25-40 m/min,f=0.2-0.8 mm/r 精鏜時 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 以25內(nèi)孔為精基準，粗、精銑82孔左端面。1. 加工條件工件材料：HT20

19、0,b >0.16GPa HBS=163-229,鑄造。加工要求：粗、精銑82孔左端面。機床： X60臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6（查金屬切削加工-銑削P27）。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（P196）取刀具直徑do=100mm。選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=9°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=1.5°過渡刃寬b=1.5mm。2. 粗銑切削用量1）銑削深度 選擇粗銑ap=1.5mm，。2）

20、每齒進給量 機床功率為2.8kw。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是對稱銑，選較大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200，平均壽命T=180min4）計算切削速度 按機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）計算基本工時tm1L/ Vf=100/490=0.2min。3. 精銑切削用量1）銑削深度 選擇精銑ap=1mm，。2）每齒進給量 機床功率為2.8kw。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得：f=0.10.2mm/z。由

21、于是對稱銑，選較大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200，平均壽命T=180min4）計算切削速度 按機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）計算基本工時tm2L/ Vf=100/490=0.2min。tm= tm1 +tm2=0.4min工序六 粗銑 半精銑 精銑槽16H11的端面1. 選擇機床刀具 選擇立式銑床X60硬質(zhì)合金鋼YG端銑刀直徑80mm，刀齒為10.2. 切削用量查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得： f=0.10.2mm/rT=180min 取

22、f=0.13mm/r vc=110m/min n=439r/min 取n=400r/min3. 計算工時 精銑 工序七 銑槽16H11本道工序銑槽之前已進行了粗銑和精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。1. 選擇機床及刀具機床 X61臥式銑床刀具 用YG6牌號直柄立銑刀（書P167）銑槽do=16mm，銑削寬度4mm，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200得：T=60min，每齒進給量為0.1-0.15。取0.13 D=16mm d=16mm L=32mm 齒數(shù)z=42. 計算切削用量（1） 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課

23、程設(shè)計指南P204得 切削用量 Vc=14m/minn=279r/min，取n=300r/minVf=96mm/min（2） 銑刀磨鈍標(biāo)準和耐用度查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P200得：T=60min，（3） 切削基本工時 3、粗銑和進銑和上面的切削用量一樣，背吃刀量分別取3mm和1mm。工序八 銑螺紋孔頂面1. 選擇機床刀具 選擇立式銑床X60硬質(zhì)合金鋼YG端銑刀直徑80mm，刀齒為10.2. 切削用量查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南P197得： f=0.10.2mm/rT=180min 取f=0.13mm/z vc=110m/min n=439r/min 取n=400r/min3. 計算工

24、時 精銑 工序九 用20.5鉆頭鉆孔。工序十 用絲錐攻M22X1.5螺紋。工序十一 焊接加強筋三、 夾具設(shè)計設(shè)計工序精銑槽16H11的夾具。（一） 問題的提出本夾具要用于精銑槽16H11，對槽16H11的要求有：槽寬16H11 精度等級為IT12級，槽深8H12 精度等級為IT12級，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應(yīng)首先考慮保證槽的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 （二）夾具的設(shè)計1 定位基準的選擇在進行銑槽加工工序時，由于和的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準。由一個長銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個自由度，再在的孔中間加上個削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。2制定夾具方案本夾具的設(shè)計主要是用來對槽的加工，要求保證槽兩側(cè)的粗糙度達到要求。由于前面已經(jīng)提到撥叉A零件的加工批量大，因此在本道工序在加工時，主要考慮的是產(chǎn)品的勞動生產(chǎn)率，同時還要保證零件的加工精度。所以在設(shè)計專用夾具時就要在保證零件的加工精度的前提下，盡量使零件的裝夾方便，以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。其具體方案如下:由于在前面的工序中孔和平面都已經(jīng)加工，并都達到了一定的精度要求，在加工