CA拔叉工藝說明書831002解析

1、機械制造工藝學課程設計說明書設計題目設計拔叉（CA6140CA6140 831002831002 零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計者：_指導教師：_日期：_1序言機械制造已經不是傳統(tǒng)意義上的機械制造，即所謂的機械加工。它是集機械、電子、光 學、信息科學、材料科學、生物科學、激光學、管理學等最新成就為一體的一個新興技術與 新興工業(yè)。制造技術不只是一些經驗的積累， 實際上它是一個從產品設計一一進入市場一一 返回產品設計的大系統(tǒng)。機械制造工藝是以機械制造過程中的工藝問題為研究對象的一門技術學科。機械制造工業(yè)是國民經濟最重要的的部門之一，是一個國家或地區(qū)經濟發(fā)展的支柱產業(yè)，其發(fā)展水平標志著該國家或

2、地區(qū)的經濟實力。它廣泛應用于農業(yè)、工業(yè)等各個部門。不論是傳統(tǒng)產業(yè)還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，而在世界范圍內以德國和日本的制造業(yè)最為發(fā)達， 我國制造業(yè)水平與世界先進水平還有較大差距，故我們更應該好好去學習它。機械制造工藝學課程設計是我們在完成機械制造工藝學這門功課后， 在大四 時要完成的一門學科，它需要我們靈活運用以前學到的眾多知識， 比如金屬工藝 學、機床夾具設計、機械設計等，并要求我們學會理論聯(lián)系實際、多訓練。因此,它在我們大學畢業(yè)前的學習中占有重要的地位。對我本來來說， 我也希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行 一次提前演練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。

3、由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。2目錄序言.1目錄.2一、零件的分析.3（一）.零件的作用3（二）.零件的技術要求3（三）.零件的工藝分析3二、工藝規(guī)程設計. 4（一）確定毛坯的制造形式. 4（二）.基面的選擇41. 粗基準的選擇.42. 精基準的選擇.4（三）.制定工藝路線4（四）.機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定5（五）.確立切削用量及基本工時6三、夾具設計.11四、參考文獻. 143一、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中，主要起換 檔，使主軸回轉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

4、件上方的尼5孔與操縱機構相連，二下方的忙0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） 零件的技術要求撥叉零件技術要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差 及精度等 級表面粗糙度Ra（形位公差/mm25孔兩 端面80IT1225孔25H7IT81.6060孔60H12IT93.2060孔兩端面12d11IT103.2丄叨 1 1螺紋孔頂面距尼5孔中心線36IT116.3M22X1.5螺紋M22X1.5銑槽端面距槽底面8H12IT116.3銑16H12槽16H1IT93.20.0. DEDE（三）零件的工藝分析CA6140車床共有兩

5、處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以 梓5mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及 帕2mm的圓柱兩端面，其中 主要加工表面為尼5H7mm通孔。2.以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：忙0H12的孔，以及（60H12的兩個端面。主要是 忙0H12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的槽兩側面。4.以M22X1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22X1.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為M22X1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：忙0孔端

6、面與 尼5H7孔垂直度公差為0.1mm.。16H11mm的槽與 尼5H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加 工另外一組。4二、工藝規(guī)程設計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。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廢，是生產無法正常進行。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

7、工表面的工件，則應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。根據書.021這個基準選擇原則，現(xiàn)選取 尼50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 柳2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，達到完全定位，然后進行銑削。2.精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行 尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等 技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機 床配以專用夾具，并盡量使工序集

8、中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟 效果，以便使生產成本盡量下降工藝路線方案工序一 以帕2外圓為粗基準，粗銑程5孔下端面，精銑梓5孔下端面。工序二 以25孔下端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸25孔，孔的精度 達到IT7。工序三 以25孔為精基準，粗銑、精銑 60孔上下端面，保證端面相 對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序四 以25孔為精基準，鉆、擴、鉸30孑L,保證孔的精度達到IT8。工序五兩件銑斷。工序六以25孔為精基準，銑螺紋孔端面。工序七 以25孔為精基準，鉆一個 20孔，攻M22X1.5螺紋。工序八以25孔為精基準，銑槽端面。工序九以25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔

9、的垂直度誤差是0.08。工序十去毛刺。工序一檢查。5撥叉工藝路線及設備、工裝的選用工序號工序名稱機床設備刀具量具1粗、精銑25孔端面立式銑床Z5125A端銑刀游標卡尺2鉆、 擴、 鉸、精鉸25孔立式鉆床麻花鉆頭游標卡尺3粗、精銑50端面臥式銑床X5032端銑刀游標卡尺4鉆、擴、鉸忙0孔鉆床Z5163A麻花鉆 頭、鏜到刀游標卡尺5銑斷臥式銑床X61K鋸片銑刀6銑螺紋孔頂面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺7鉆、攻螺紋M22X1.5鉆床Z5163K麻花鉆頭、絲錐8銑槽端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺9銑槽16H11萬能銑床X61K二面刃銑 刀游標卡尺10去毛刺11檢杳（四）機械加工余量、工序尺寸及毛

10、皮尺寸的確定”CA6140車床撥叉” 零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量1.45kg，生產類型為中批量，鑄造毛坯。據以上原始資料及加工路線，分別確定各家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（帕2）?？紤]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,的0端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表3.126,取25, 60端面長度余量均為2（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑1.5mm；半精銑0.5mm3.內孔（60已鑄成構0的孔）查工藝手冊表2.22

11、.5:工序尺寸加工余量：為了節(jié)省材料，取00孔已鑄成孔長度余量為3mm，即鑄成孔半徑為50mm。鉆孔9mm；擴孔0.8mm；鉸孑L0.2mm工序尺寸加工余量：042端面鉆孔至 23余量為2mm； 擴孔鉆1.8 mm；鉸孔0.14 mm； 精鉸孔0.06 mm4.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。6工序尺寸加工余量：粗銑端面2.1 mm；半精銑0.7 mm；精銑0.2 mm5.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3mm工序尺寸加工余量：粗銑頂面2 mm;半精銑0.7 mm；精銑0.3 mm6.其他尺

12、寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、 最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一以柳2外圓為粗基準，粗銑 尼5孔上下端面。加工條件：工件材料：HT200, cb =0.16GPa HB=200241鑄造。加工要求：粗銑25孔上下端面。機床：X53立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀，牌號YG6。銑削寬度ae=60探度ap60深度apPcc=2.7kw。故校驗合格。6)計算基本工時tm=L/ Vf=(72+9)/375=0.216mi n.工序四以梓5孔為精基準，鉆、擴、鉸(60孔，保證孔的精度達到IT71

13、.選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55m m，鉆頭采用雙頭刃磨法,選擇Z5163A鉆床n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r.2.選擇切削用量(1)決定進給量最終決定選擇Z5163A機床已有的進給量f = 0.8mm/r(2)計算工時選擇n=600r/min所以珂12 23)/600 0.0.07min查2表5鉆頭進給量f = 1.0 1.2mm/ r按鉆頭強度選擇按機床強度選擇二0.9mm/ r9工序五 采用臥式銑床X61K銑斷工件。工序六銑螺紋孔頂面1.選擇機床及刀具機床：X53K立式銑床。刀具：硬質合金鋼端銑刀，牌號YG6。2.切削用量1）銑削深度因為切

14、削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，次走刀即可完成所需長度2）刀具耐用度查2表 壽命T=180min。3）計算切削速度查2得Vc=0.38mm/s, n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s丄L 3 + 24tm14.19snf 6.44半精銑丄L 2+24tm24.04snf 6.44tmLnf1.5 828.20= 1.16s工序七1.選擇機床及刀具 機床：Z525 立式鉆床；刀具：硬質合金細柄機用絲錐。2.切削用量1）銑削深度因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。 工序八粗銑 半精銑 精銑槽16H11的端面1.選擇機床刀具Z535 立式鉆床細柄機用

15、絲錐選擇立式銑床X53K硬質合金鋼端銑刀n=7.32r/min3.計算工時Vf=6.44m/min10-8.23s工序九Tm11精銑槽16H11本道工序精銑槽之前已進行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿 足各技術要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側面粗糙度為3.2,槽底面粗 糙度為6.3。選擇機床及刀具機床x61W型萬能銑床刀具錯齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查1表8國家標準GB1118 D=160mm d=40mmL=16mm齒數z=24計算切削用量由1表9.41和3查得 走刀量f=0.67 mm/r銑刀磨鈍標準和耐用度由1表9.46查得 磨鈍標準為0.20.3表9.47查得 耐

16、用度為T=150min切削速度由1式3.2v二mXVX/UVP/T apafawz查表9.48得其中:修正系數kv九0CV=40 qv=0.2 Xv=0.1n兀dvw w=3.27m/s =196.2m/m in 1000計算切削工時Tm =Ly32.77s Vfafz n工序十 去毛刺 工序一 檢查。kvYv= 0.4 Uv=0.5Pv1m=0.50.67at0.028mmfz24aw=6ap=8代入上式，可得v=49.5m/mi n=0.82m/s確定機床主軸速度1000v 6.5r/s =390.5r/minns由3二dw按機床選取主軸轉速為6.33 r/s實際切削速度為12二、 夾具設

17、計 問題的提出本夾具要用于粗、精銑 的0孔的兩端面，對 的0孔的兩端面的要求有：兩 端面寬12d11精度等級為IT10級，端面粗糙度為3.2。本道工序粗、精銑一下 端面即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證端面的各加 工精度，如何提高生產效率，降低勞動強度。夾具設計 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將 直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的 加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保 證零件的加工精度要

18、求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求， 也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞 動強度，提高加工精度。25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小， 選擇已加工好的 尼5孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以銷、 一加工好的尼5孔的端面和一擋銷作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母和壓板聯(lián)動作為 夾緊機構。切削力和夾緊力計算(1)刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀 創(chuàng)25 z=12機床：臥式銑床X5032由3所列公式得查表9.48得其中：修正系數kv.CF-30 qF=0.83 XF-1.0yF=0.65

19、；UF83；即=1.0；z=12；WF=0代入上式，可得F=37.67N因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數caaK4其中：K1為基本安全系數1.5K2為加工性質系數1.1K3為刀具鈍化系數1.1K4為斷續(xù)切削系數1.1CFapXFUFaeqv0wFn13所以F仁KF=37.67*2=75.34N(2)夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由N fl f2二KF其中f為夾緊面上的摩擦系數，取fl=f2=.25F=Pz+GG為工件自重N=150.68夾緊螺釘：公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數為6.8級二B兀8Mpa螺釘疲勞極限：二“32二B326=192MPaJm=51.76MPa極限應力幅：k-匕型17.3MPa許用應力幅：SaJ經校核：滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊， 調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可 靠的夾緊力3.定位誤差分析定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一小平面、一定位銷和支撐釘，孔與銷間隙配合。(2) 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求 出孔心在接觸螺釘的強度校核：螺釘