CA6140車床變速撥叉機械加工工藝及加工撥叉工作面夾具設(shè)計

1、制造技術(shù)課程設(shè)計題目 CA6140車床變速撥叉機械加工工藝及加工撥叉工作面夾具設(shè)計班級 學(xué)號 姓名 指導(dǎo)教師 海都學(xué)院工程系目錄一、零件的分析 一零件的作用2二零件的工藝分析2二、工藝規(guī)程的設(shè)計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4四機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸確實定5五確立切削用量及根本工時7三、夾具設(shè)計一問題的提出13二夾具設(shè)計13四、設(shè)計總結(jié)16五、參考文獻17六、工序簡圖18 零件的分析 一零件的作用 本次設(shè)計所給題目的零件是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22孔與操縱機

2、構(gòu)相連，二下方的55半孔那么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。另外兩件零件鑄為一體，加工時分開。二零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的外表以及加工外表之間的位置要求：1、小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2、大頭半圓孔553、小頭孔端面、大頭半圓孔上下73端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小頭孔端面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各

3、加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能到達的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。工藝規(guī)程的設(shè)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(jié)構(gòu)又比擬簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，應(yīng)選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊?第38頁表2.2-3，選用鑄件尺寸公差等級為CT-11，加工余量等級為H。二基面的選擇基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作，定位基準(zhǔn)的正確合理選擇，能使零件加工質(zhì)量得到保證，提高生產(chǎn)效率，節(jié)省生產(chǎn)時間和本錢。粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基準(zhǔn)時，一般遵循以下原那么：1、保證相互位置要求原那么

4、；2、保證加工外表余量合理分配原那么；3、便于工件裝夾原那么；4、粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用的原那么；5、為了保證所有加工外表有足夠的加工余量，選用加工余量小的外表作粗基準(zhǔn)，不要用同一尺寸方向上。為了方便裝夾，以及依據(jù)以不加工外表為基準(zhǔn)和毛皮外表質(zhì)量較好者為基準(zhǔn)的原那么，選底端面為基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的原那么，選用統(tǒng)一的基準(zhǔn)有利于保證零件的精度。多用“一面兩孔的定位方式定位，所以選擇小頭孔軸線和底面為精基準(zhǔn)。三制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能到達的經(jīng)濟精度得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定的情況下，可以考慮采用機床配以

5、專用工具卡，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，以便是生產(chǎn)本錢盡量下降。查?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊?第20頁表1.4-7、1.4-8,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：方案一：工序 ： 以40的下平面為基準(zhǔn)，粗銑兩端通孔22上外表工序 ： 粗銑中間孔55上平面工序 ： 粗銑中間孔55下平面工序 ： 粗鏜中間55的孔工序 ： 半精鏜中間55的孔工序 ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22工序 ： 精銑中間孔上端面工序 ： 精銑中間孔下端面工序 ： 鉆6.9螺紋底孔、8錐銷孔、攻M8螺紋工序 ： 切斷工序 ： 去毛刺，檢驗方案二：工序 ： 粗銑兩端通孔22上外表工序

6、： 精銑兩端通孔22上外表工序 ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22工序 ： 粗鏜55的孔工序 ： 半精鏜55的孔工序 ： 鉆6.9螺紋底孔、8錐銷孔、攻M8螺紋工序 ： 切斷工序 ： 粗銑中間孔兩端面工序 ： 精銑中間孔兩端面工序 ： 去毛刺，檢驗工藝路線的比擬分析： 對以上兩種方案的優(yōu)缺點分析，方案一：是先加工內(nèi)孔22, 再以22孔為基準(zhǔn)加工55內(nèi)孔,方案二：先鏜孔55,以底面及22外圓面為基準(zhǔn)，再以55內(nèi)孔及上平面加工22孔。由零件圖可知22孔的設(shè)計基為準(zhǔn)55孔的中心線，所以加工22孔時定位基準(zhǔn)最好為55孔的中心線，可保證其加工的位置精度。最后確定方案二的加工工藝路線為該零件的加工路線

7、。四機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸確實定零件材料為HT200，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比擬簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，應(yīng)選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定各加工外表的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：兩端通孔22上外表考慮手工砂型鑄件毛坯的外表粗糙度,而加工外表的外表粗糙度要求為，工序基準(zhǔn)尺寸為40mm的要求，故采用粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量2.0mm，?簡明手冊?2.2-4尺寸公差等級CT-11，加工余量等級MA-H級，精銑加工余量1.0mm,?簡明手冊?2.3-21)。兩端22的通孔考慮到通孔的外表粗糙度，公差等級IT7，加工要求

8、很高，故采用鉆、擴、粗鉸、精鉸的工序，根據(jù)?簡明手冊?P64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：精鉸加工余量為0.06mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT7，外表粗糙度，根本工序為50mm。粗鉸加工余量為0.14mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT8，外表粗糙度，根本工序為50mm。擴孔加工余量為1.8mm，工序經(jīng)濟精度等級為IT11，根本工序為50mm。中間孔55考慮到中間孔55的外表粗糙度，采用粗鏜、半精鏜的加工工序，根據(jù)?簡明手冊?P64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：半精鏜加工余量為2mm，外表粗糙度，根本工序為30mm。粗鏜加工余量為2.0mm，外表粗糙度，根本工序為30mm。中間孔兩端面根據(jù)外表粗糙度，尺寸精度等

9、級的要求，采用粗銑、精銑的工藝，粗銑的加工余量2.0mm，精銑加工余量為1.0mm，?簡明手冊?表2.3-21五確立切削用量及根本工時工序 ： 粗銑兩端通孔22上外表毛坯加工余量為2.0mm，毛坯長度方向的最大加工余量為2.0mm，一次加工即可。根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?表10-212，選用YG8硬質(zhì)合金刀，根據(jù)?機械加工工藝手冊?表8-14，每齒進給量f=0.18-0.1mm/z。根據(jù)?機械加工工藝手冊?表8-23可以直接查出銑削速度：Vc=45-90m/min。取Vc=60m/min。那么ns=1000v/D=10006050=380r/min 現(xiàn)采用X51立式銑床參數(shù)?機械制造工藝

10、設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-36取380r/min,故實際切削速度為Vc=60r/min 工作臺每分鐘進給量 應(yīng)該為=0.157380=399mm/min 查機床數(shù)據(jù)得見?機械制造工藝手冊?表4.2-37取400m/min那么切削工時：工序 ： 精銑兩端通孔22上外表 根據(jù)?工藝手冊?表10-230，采用高速鋼鑲齒三面刃，D=80mm，Z=10 根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?表8-17可以查出v=9-18m/min ， 取v=12m/min，那么n=1000v/50=48r/min 現(xiàn)采用X53T立式銑床參數(shù)取n=56r/min，故實際切削速度為v=dn/1000=3.145056/100

11、0m/min=14m/min工作臺的每分鐘進給量=fzn=0.251056=140mm/min 查?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊?表4.2-37取=160mm/min 切削工時：t=l/=90/160=0.56min工序 ： 鉆、擴、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22 1、擴孔21.8mm1以40上平面及22孔外外表為基準(zhǔn)，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。2加工余量z=0.08mm。3確定進給量，根據(jù)?簡明手冊?表5-6，每齒進給量。4根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?P1269表，擴孔的切削速度是鉆孔的1/2左右，取Vc=40m/min。5主軸轉(zhuǎn)速：6切削工時：2、粗鉸兩頭孔21.941選擇硬質(zhì)合金銑刀

12、，其加工余量為z=0.14mm。2確定進給量，根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?P1278表，每齒進給量3主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)Z535立式鉆床參數(shù)?簡明手冊明手冊?表4.2-15取n=150r/min,故實際切削速度為Vc=10.339m/min。(4)切削工時：。3、精鉸兩頭孔221選擇硬質(zhì)合金銑刀，其加工余量為z=0.06mm。2確定進給量，根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?P1278表，每齒進給量及銑削速度3主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)Z535立式鉆床參數(shù)?簡明手冊明手冊?表4.2-15取n=120r/min,故實際切削速度為Vc=8.294m/min。(4)切削工時：。工序 ： 粗鏜55的孔查?工藝手冊?表的

13、毎齒進給量f=0.3-1.0mm/r，取f=0.74mm/r切削速度根據(jù)?工藝手冊?查的銑削速度v=40-80m/min 取v=50m/minn=1000v/D=100050/54.6=291r/min根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)取n=315r/min, 故實際切削速度為Vc=dn/1000=54m/min切削工時：t=l/nf=30/3150.74=0.13min工序 ： 半精鏜55的孔查?工藝手冊?表的毎齒進給量f=0.2-0.6mm/r，取f=0.37mm/r切削速度根據(jù)?工藝手冊?查的銑削速度v=50-80m/min 取v=65m/minn=1000v/D=100065/55=376r/mi

14、n根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)取n=400r/min, 故實際切削速度為Vc=dn/1000=69m/min切削工時：t=l/nf=30/4000.37=0.2min工序 ： 鉆6.9螺紋底孔、8錐銷孔、攻M8螺紋鉆6.9的孔、 鉆8錐銷孔1以40上平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)。2根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?P271表，選用直柄短麻花鉆硬質(zhì)合金材料螺紋直徑8mm采用D=6.9mm的鉆頭，螺距P=1。3確定進給量，根據(jù)?簡明手冊?表5-6，每齒進給量及銑削速度4主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)?簡明手冊?表4.2-20取n=960r/min,故實際切削速度為Vc=20.81m/min。5切削工時： 。；

15、 攻絲、精鉸8孔1根據(jù)?工藝手冊?表5-21得，螺紋直徑8mm，采用6.9mm的鉆頭，螺距P=1。2切削速度根據(jù)?簡明手冊?表8-17，可直接查出銑削速度：Vc=11-12mm/min。Vc=12mm/min3主軸轉(zhuǎn)速n=420-1340r/min。4切削工時：工序 ： 切斷1根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?P958表選擇細(xì)齒鋸片銑刀，D=125mm,厚度L=4mm，dl=34mm,z=80。2根據(jù)?簡明手冊?表8-16，每齒進給量。根據(jù)?簡明手冊?表8-16，可以查出銑削速度：Vc=70m/min。3主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)X61臥式銑床參數(shù)?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-36取n=180

16、r/min,故實際切削速度為Vc=70.69m/min。4工作臺的每分鐘進給量，應(yīng)該為：。查機床數(shù)據(jù)?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-37，取。 5切削工時：工序 ： 粗銑中間孔兩端面1以40上平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)。根據(jù)?工藝手冊?表，高速鋼直尺的三面刃銑刀，加工余量z=34.10mm。2確定進給量，根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?表8-15以及表8-17得，每齒進給量及銑削速度：3主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)X53T立式銑床參數(shù)?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-37取n=500r/min,故實際切削速度為Vc=50.265m/min。4工作臺的每分鐘進給量，應(yīng)該為：。查機床數(shù)據(jù)?機械

17、制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-37，取。5切削工時：。工序 ： 精銑中間孔兩端面1根據(jù)?工藝手冊?表，高速鋼直尺的三面刃銑刀，加工余量z=0.5mm。2根據(jù)?實用金屬切削加工工藝手冊?表8-15以及表8-17得，每齒進給量及銑削速度：3主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)X53T立式銑床參數(shù)?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-36取n=600r/min,故實際切削速度為Vc=60.32m/min。4工作臺的每分鐘進給量，應(yīng)該為：。查機床數(shù)據(jù)?機械制造工藝設(shè)計簡明手冊明手冊?表4.2-37，取。5切削工時：三、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用的夾具，設(shè)計工序為、粗銑

18、，精銑中間孔兩端面。本夾具將運用于X53T立式銑床。刀具為高速鋼直齒三角面刃，對工件的兩個端面同時進行加工。問題的提出本夾具主要是用來銑孔55兩端面，保證孔的加工高度為30。因此在加工本工序時，主要考慮工件的位置精度及尺寸精度。夾具設(shè)計1、定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，半圓孔兩端面與小頭孔重心線的垂直度誤差為0.07mm,兩端小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm，應(yīng)該選擇小頭孔保證該垂直度。以小頭孔為第一定位基準(zhǔn)，還應(yīng)以22孔上端面為第二基準(zhǔn)，從而保證工件在夾具上的位置。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把高速鋼直齒三面刃，對工件的兩個端面同時進行加工。同時為了縮短輔助時間，采用手動加緊工

19、件快換裝置。切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼直齒三面刃，D=73mm，Z=10，L=6mm。由實際加工的經(jīng)驗可知，銑削時的主要切削力為銑刀的切削方向，及垂直于工作臺，查?機械加工工藝師手冊?P666 表21-5，切削力計算公式為：其中 ，, 那么在22孔上端面只需要采用墊圈和六角螺母適當(dāng)加緊后，本夾具即可平安工作。定位誤差分析定位元件尺寸及公差確實定。夾具的主要定位元件為定位心軸，定位心軸的尺寸與公差規(guī)定為：與本零件在工作時和其相匹配軸的尺寸與公差相同，及。計算小頭孔中心線與工作臺的垂直度誤差 心軸的材料采用碳鋼，彈性模量為E=200Gpa, d=20mm, , 所以滿足垂直度要求。定位誤差：定

20、心軸g6與孔的定位誤差為：對于加工要求位置的尺寸要求在形狀誤差之內(nèi)。夾緊力的計算根據(jù)?機械技工工藝師手冊?的螺旋夾緊機構(gòu)， 選由?機械技工工藝師手冊?表17-25得表17-26得，表17-27得，代入公式得根據(jù)表17-29查得，螺紋的許用夾緊力夾具設(shè)計及操作簡明手冊的要求說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率防止干預(yù)。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低本錢。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能到達本工序的要求。設(shè)計總結(jié)機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了。回憶整個設(shè)計過程，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助，還有自己的努力，終于定時定量地完成了此次課程設(shè)計。課程設(shè)計作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的重點，使理論與實踐完美結(jié)合，同時穩(wěn)固了對理論知識的理解，使生產(chǎn)實習(xí)中的理解和認(rèn)識也得到了強化。本次課程設(shè)計主要是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計和專用夾具設(shè)計。機械加工工藝規(guī)程設(shè)計運用了基準(zhǔn)選擇原那么等知識