CA6140車床撥叉831003課程設(shè)計(jì)

1、目錄一零件的分析1（一）零件的作用1（二）零件的工藝分析1二工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2（一）確定毛坯的制造形式2（二）基面的選擇3（三）制定工藝路線3（四）機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定5（五）確定切削用量及基本工時(shí)6三夾具設(shè)計(jì)15（一）問題的提出15（二）夾具的設(shè)計(jì)15（三）夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)17四總結(jié)17五、參考文獻(xiàn)19一零件的分析（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，主要起換擋作用。通過撥叉的撥動(dòng)使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的免得尺寸精度要求很高，在撥叉工作過程中，如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空

2、隙很大時(shí)?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合。從而影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。（二）零件的工藝分析 CA6140車床撥叉共有三組加工面，它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下： 1.以25mm的花鍵孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H70.021mm的六齒方齒花鍵孔22H12花鍵底孔及兩端2X15倒角，尺寸為80mm與花鍵孔垂直的兩端面，尺寸為18H11與花鍵孔垂直的通槽。 2.與25mm的花鍵孔平行的表面 這一組加工表面包括：與花鍵孔中心軸線相距22mm的上表面，與上表面垂直的兩個(gè)M8

3、通孔和一個(gè)5錐孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1）.上表面與25mm花鍵孔中心線平行度為0.10mm;（2）.18H11通槽兩側(cè)面與25mm花鍵孔中心線的垂直度為0.08mm。 由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其一組表面，然后借助專用夾具加工另一個(gè)表面，并且保證它們之間的位置精度要求。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]到車床撥叉在工作中沒有交變載荷，而且屬于間歇工作，中間還有加強(qiáng)肋，故選用鑄件即可以滿足零件工作要求。由于此零件需加工表面少，精度要求不高，選用金屬型鑄件，還可以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。因?yàn)榱慵?/p>

4、狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需要與零件的形狀盡量接近，又因?yàn)閮?nèi)孔較小，因此不可以直接鑄出。由于零件是中批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄件還可以提高生產(chǎn)率。（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擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得以保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。此零件的右端面沒有粗糙度要求，而且左端面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工面表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn);若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）,現(xiàn)選取右端面作為

5、粗基準(zhǔn)，利用一面兩夾板，支撐板支撐住撥叉的外表面作為主要定位面，以消除x,y,三個(gè)個(gè)自由度，兩個(gè)夾板夾持住前后表面，用以消除,y兩個(gè)自由度，而方向的自由度可以不考慮，從而達(dá)到了不完全定位。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，自為基準(zhǔn)，互為基準(zhǔn)等原則。所選的精基準(zhǔn),應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡(jiǎn)單，操作方便等。要從保證孔與孔孔與面平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，它的25H7內(nèi)花鍵孔，適于做精基準(zhǔn)選擇使用。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是是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

6、的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)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 粗精銑左端面。工序 鉆孔并擴(kuò)花鍵孔底孔22，倒兩端15角。工序 粗精銑上端面。工序 粗精銑18H1低槽。工序 鉆2M8通孔和5mm錐孔。工序 拉內(nèi)花鍵25H7。工序 攻螺紋2M8。工序 去毛刺清洗。工序 檢驗(yàn)。2.工藝路線方案二工序 粗精銑左端面。工序 鉆孔并擴(kuò)花鍵孔底孔22，倒兩端15角。工序 拉內(nèi)花鍵25H7。工序 粗精銑18H1低槽。工序 粗精銑上端面。工序 鉆2M8通孔和5錐孔。工序 攻螺紋2M8。

7、工序 去毛刺清洗。工序 檢驗(yàn)。3.工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一是先打上下表面，再加工花鍵孔；方案二是先拉花鍵孔，再以該花鍵孔為基準(zhǔn)加工其余平面。兩相比較可以看出，方案二可以避免加工上表面和槽的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)不重合的問題，而方案一不能，所以選擇方案二作為零件的加工工序。以上過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。（四）機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉“零件材料為HT200,毛坯重量約為1.00，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用金屬型鑄造。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.銑端面 考慮左端面的粗糙度Ra為3.2，

8、參照機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)以下簡(jiǎn)稱“手冊(cè)”，表143，確定工序尺寸為 Z=3.0，其中粗加工的加工余量Z=2.0，精加工的加工余量Z=1.0。右端面沒有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0。2. 花鍵孔（6-25H722H126H11）。要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔22H12：鉆孔：20擴(kuò)鉆：22 2Z=2.0拉花鍵孔（6-25H722H126H11）花鍵孔要求外徑定心，花鍵內(nèi)徑拉削時(shí)的加工余量為孔的公差0.17。3銑表面根據(jù)“手冊(cè)”表149，取上表面的機(jī)械加工余量為4.0，下表面的余量為3.0。粗銑上表面 Z=3.0精銑上表面的臺(tái)階面 Z=1.0粗銑下表面 Z=3.04.

9、 銑通槽18H11粗銑16 2Z=4.0半精銑18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技術(shù)要求見毛坯圖。（五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序：銑端面。1）粗銑左端面背吃刀量為= 1.5(表3-28)進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率510Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。銑削速度：參考機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程得，選用高速鋼三面刃。銑削速度為v=40m/min，有公式n=100040/80=159.15r/min。由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：v=nd/1000=1603.1480

10、/1000=40/min基本時(shí)間t: 根據(jù)銑刀平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90）的基本時(shí)間計(jì)算公式:t=()/。其中，=75，=13，取=2，=40。則有： =0.5（d- ）+=0.5(80-)+2=7.36。=n=zn=0.210160=320/mint=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min15.82s 2）精銑左端面背吃刀量的確定：=1mm .進(jìn)給量的確定：由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)中表3.3，按表面粗糙度為=3.2m的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z的條件選取,銑削速度v為:

11、v=57.6mm/min。由公式:n=1000r/d可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min。參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：v= nd/1000=52.78mm/min?；緯r(shí)間的確定：根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中表5-43中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90）的基本時(shí)間公式t=()/，可以求得該工序的基本時(shí)間，其中=75mm，=13mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得=n=0.8mm/r210r/min=168mm/mint=()/=(75+2+7.36)/

12、168=0.502min30.13s工序：鉆、擴(kuò)花鍵底孔并倒角1）鉆孔20機(jī)床：輕型圓柱立式鉆床Z535刀具：查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆孔到20mm，所以d=20。進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-38，取f=0.5/r切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-41，取 n=7.16r/s (430r/min) 按照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-36，取n=430r/min 故實(shí)際切削速度 =0.45m/s 切削工時(shí) l=80，l= 6，l=3 t= =25s （0.42min）2）擴(kuò)孔22刀具：查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10-175，選高速鋼鉆，鉆孔到22mm，

13、所以d=22。進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-38，取f=1.07/r切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-41，取=0.175m/s （10.5m/min） n=2.53r/s (151.8r/min) 按機(jī)床選取 n=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 =0.16m/s 切削工時(shí) l=80，l= 3，l=1.5 t= =35s （0.6min）3)倒角1.0715 f=0.05/r (表317) =0.516m/s （參照表321） (378r/min) 按機(jī)床選取 n=380r/min=6.33r/s 切削工時(shí) l=2.0mm，l= 2.5mm， t= =14s （

14、0.23min） 工序三：拉內(nèi)花鍵22機(jī)床：臥式拉床L6120。刀具：查復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長(zhǎng)度大于30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料。拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.0750.0，取。拉削工件長(zhǎng)度：；拉刀長(zhǎng)度：（見拉刀設(shè)計(jì)）；拉刀切出長(zhǎng)度=510，取。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-20獲得），得機(jī)動(dòng)時(shí)間（0

15、.2min）工序四：粗、精銑上端面機(jī)床：臥式升降臺(tái)銑床X63刀具：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為24齒。（1）粗銑上端面銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-75，取。銑削速度：查實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表11-94，得，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =82mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑上端面 切削深度：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)表11-94查

16、得切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序五：粗、精銑18H11底槽機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（X62）刀具：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。（1）粗銑16槽銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-75，得，取。銑削速度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表30-33，得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)

17、際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：=81mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)1次機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑18槽 切削深度： 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表查得：進(jìn)給量,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-82得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序六：鉆M8孔并攻絲機(jī)床：搖臂鉆床Z3025刀具：根據(jù)參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。（1）鉆孔6.7鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上

18、文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。鉆削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-38，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：，按照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-31取所以實(shí)際切削速度：切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個(gè)機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）攻2-M8螺紋通孔刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：，加工數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：本工序機(jī)動(dòng)時(shí)

19、間：。 最后，將以上各工序用量工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片，見附表1。三專用夾具設(shè)計(jì)一，該工件為中批量生產(chǎn)，所以為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。需要設(shè)計(jì)專用夾具，二，提出問題利用本夾具來鉆拔叉上表面上的三個(gè)工作孔，在加工本工序時(shí)，其他工序都已基本完成。因此，在本工序加工時(shí)，主要考慮如何保證側(cè)面和孔軸線和花鍵軸線在同一平面，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且精度也有一定的要求。三，夾具設(shè)計(jì)1，定位基準(zhǔn)的選擇。有零件圖可知，為了定位誤差為零，則選擇零件的左側(cè)表面為主要基準(zhǔn)，花鍵軸線為輔助基準(zhǔn)，2，切削力及夾緊力的計(jì)算。（1）刀具：直炳麻

20、花鉆,高速鋼鉆頭，鉆頭直徑6.5mm，鉆頭轉(zhuǎn)速n=5.63r/s 工件材料:灰鑄鐵HB=210（2） 計(jì)算M=CMdoXM fYmm KM 10-3 =225.636.520.250.810-3=3.144NmF=CF.dOXF.fyF.KF，查表得，CF=588.60，yf=0.8，xF=1，F(xiàn)=588.606.50.25 0.81.0=1262.07N當(dāng)HB=210時(shí)，查表得休正系數(shù)K =0.9實(shí)際切削扭矩M及軸向力F為： M=3.144x0.9=2.8296（Nm）， F=1262.070.9=1135.86（N）切削功率為：PM=2Mn10 -3=23.142.819613.610 -

21、3=0.24（KW）切削扭矩M=1444Nmm，對(duì)工件定位的影響很少，可以忽略當(dāng)偏心夾緊時(shí)，夾緊力公式為： W0= W0：偏心夾緊時(shí)的夾緊力（N）; L：力臂長(zhǎng)（mm）；u：摩擦因數(shù)（tg=tg=u）； R：偏心輪半徑（mm）；E：偏心量（mm）；r：轉(zhuǎn)軸半徑：偏心輪幾何中心與轉(zhuǎn)動(dòng)中心聯(lián)線和幾何中心與夾緊點(diǎn)聯(lián)線間的夾角（ ）； ；s1=0.3mm，s2=0.1mm ，s3=0.1mm，s4=0.2mm，s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm；偏心輪工作段為為150180，偏心量：偏心量：偏心量：偏心輪直徑D（1420）e，轉(zhuǎn)軸直徑：d0.25，D=0.2525=6.25mm， W0=10070x0.43=3010N總的來看對(duì)夾具體的要求還是比較高的，所以我們?cè)趭A具體的選材上要合理，且應(yīng)采用鑄造結(jié)構(gòu)，來可靠度。四，夾具裝配圖標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 （1）確定定位元件間的尺寸，心軸與削邊銷中心距尺寸為96.8 （2）根據(jù)加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位銷軸線垂直度為零件相應(yīng)尺寸的公差值的1/3。位置度公差為零件相應(yīng)尺寸0.1的公差值的1/3。 （3）心軸中心線與夾具底面的平行度公差為0.02mm。 （