CA6140車床的撥叉831003課程設(shè)計(jì)說明書.doc

1. 零件的工藝性分析1.1撥叉的用途題目所給的零件是ca6140車床的撥叉。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)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。寬度為30mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿邮够讫X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30mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。1.2撥叉的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等級表面粗糙度ram形位公差mm撥叉左端面803.2撥叉上表面303.20.10a花鍵小徑22+00.021it7花鍵大徑25+00.021it71.6通槽上底面356.3通槽內(nèi)側(cè)面18+00.113.20.08a通槽下底面352m8通孔85錐孔配件51.3審查撥叉的工藝性分析零件圖可知，該撥叉形狀、結(jié)構(gòu)比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了撥叉上表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床等車床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面-撥叉上表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。2確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1選擇毛坯零件的材料為ht200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。零件形狀簡單，因此毛形狀需要與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。2.2確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量2.1.1 公差等級由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為it10。2.2.2 鑄件重量已知機(jī)械加工后波插件的重量為0.84kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1kg。2.2.3 零件表面粗糙度由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度ra均大于等于1.6m2.2.4 機(jī)械加工余量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8033.2it10通槽深3532.6it10通槽寬1832it102.3 繪制鑄件毛坯簡圖 3擬定撥叉工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇對于同時(shí)具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。因此，選擇零件的右表面作為粗基準(zhǔn)。3.1.2 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，夾具簡單，操作方便等。該零件根據(jù)形位公差的要求，選擇花鍵中心線為精基準(zhǔn)。3.2 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，及錐孔，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，很大部分無需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽內(nèi)側(cè)表面粗糙度為ra3.2m及ra6.3m，經(jīng)粗銑和半精銑即可。（4）：m8mm螺紋孔，由機(jī)械加工工藝手冊查知.配鉆方式加工。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。（5）：內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。3.3 工序集中與分散選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.4 工序順序的安排1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)撥叉左端面2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉頭左端面內(nèi)花鍵孔，后加工次要表面撥叉上端面和通槽底面及內(nèi)側(cè)面。4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉左端面，再加工內(nèi)花鍵孔；先撥叉上端面，再鉆m8孔3.5 確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了撥叉的工藝路線，如下：工序名稱設(shè)備工藝裝備粗銑左端面立式銑床x51端面銑刀、游標(biāo)卡尺鉆孔20mm 、擴(kuò)孔至22+00.021mm ra=3.2m立式鉆床z535麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)拉花鍵臥式拉床l6110a拉刀、卡規(guī)精銑左端面至80mm ra=3.2m立式銑床x51端面銑刀、游標(biāo)卡尺粗銑溝槽 、精銑溝槽 18+00.1135槽底ra=6.3m 槽內(nèi)側(cè)ra=3.2m立式銑床x51三面刃銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺粗銑上平面 、精銑上平面 ra=3.2m立式銑床x51端面銑刀、游標(biāo)卡尺鉆孔27立式鉆床z525麻花鉆、內(nèi)徑千分尺攻螺紋2m8mm立式鉆床z525絲錐鉆、鉸5錐銷孔立式鉆床z525麻花鉆、錐度鉸刀、塞規(guī)、卡尺去毛刺鉗工臺平銼清洗清洗機(jī)清洗機(jī)終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等4. 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算4.1 切削用量的計(jì)算工序6-鉆孔27鉆床：選用z525立式鉆床。鉆頭：選用直柄麻花鉆,鉆頭直=7.0mm, =74mm, 1=34mm, 14.3mm1） 背吃刀量的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-52 取螺距為1.0mm的普通細(xì)牙螺紋，攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為7.0mm 所以背吃刀量取=7.0mm2） 進(jìn)給量的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-133，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量=0.16mm/r3） 切削速度的計(jì)算 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-133，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度可取20m/min。由公式可求的該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速為=909.9r/min，參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-65所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=960r/min7mm=21.1m/min工序7-攻螺紋2m8mm1） 背吃刀量的確定 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-52 取螺距為1.0mm的普通細(xì)牙螺紋，攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為7.0mm，因此攻螺紋的背吃刀量=8mm-7mm=1mm2） 進(jìn)給量的確定 由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，因此=1mm/r3） 切削速度的選擇 查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-141差的攻螺紋的切削速度=510m/min，所以暫取=5m/min。由公式求得該工序的主軸轉(zhuǎn)速=10005m/min/8mm199.0r/min，參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-65所列z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=272r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度=272r/min8mm/1000=6.83m/min4.2 時(shí)間定額的確定4.2.1 基本時(shí)間的計(jì)算1）鉆孔工步 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表2-26，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中=9.5mm，=14，取=2mm， =5.20；=960r/min ；=0.16mm/r 。將上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時(shí)間0.11min=6.6s2）攻螺紋工步根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南由表5-97，選用細(xì)柄機(jī)用絲錐，螺紋加工機(jī)動時(shí)間的計(jì)算由公式求得。式中=9.5mm ，=（13）p， =（23）p ， p=1mm ，所以取=2mm ，=2mm，=1mm/r；=272r/min；為絲錐數(shù)量1；=272r/min，將上述結(jié)果帶入公式，求得 5.96s6.0s4.2.2 輔助時(shí)間的確定輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=（0.150.2），取=0.2，則各工序的輔助時(shí)間分別為：鉆孔工步的輔助時(shí)間=0.26.6s=1.3s 攻螺紋工步的輔助時(shí)間=0.26.0=1.2s5.夾具的設(shè)計(jì)夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。5.1 夾具的選擇為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。設(shè)計(jì)工序?yàn)殂@7mm孔、攻螺紋m8mm的專用機(jī)床夾具。這類夾具定位準(zhǔn)確、裝卸工件迅速，但設(shè)計(jì)與制造的周期較長、費(fèi)用較高。因此，主要適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批或大量生產(chǎn)。5.2 定位方案的設(shè)計(jì)5.2.1 夾具的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對2m8mm的通孔進(jìn)行加工，這個(gè)螺紋孔尺寸精度要求一般，需要先鉆出7mm孔，之后用絲錐攻螺紋m8mm。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度。5.2.2 工件在夾具中的定位與夾緊定位：一個(gè)帶鍵的長心軸限制4個(gè)自由度，在工件左端面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)自由度，在工件右端面用夾緊件限制一個(gè)自由度。這樣就限制了工件在空間六個(gè)方向的活動性，使工件在空間占據(jù)了惟一確定的位置。夾緊：在工件兩端用墊片和螺母實(shí)現(xiàn)螺旋夾緊。5.3 夾具體的設(shè)計(jì)5.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。據(jù)夾具手冊知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。所以加工2m8mm的通孔時(shí)，選取工件左端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。5.3.2 定位誤差的分析夾具的主要定位元件為一個(gè)面與兩個(gè)孔的定位，因?yàn)樵摱ㄎ辉亩ㄎ换鶞?zhǔn)和工序基準(zhǔn)均為內(nèi)花鍵的軸線，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度，所以不存在不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差，基準(zhǔn)重合b=0，j=0。5.4 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)加工2m8mm的通孔選用立式鉆床，鉆床夾具的刀具導(dǎo)向元件為鉆套。鉆套的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置，并在加工中對鉆頭等孔加工刀具進(jìn)行引導(dǎo)，防止刀具在加工中發(fā)生偏移。由于加工工序?yàn)橄茹@7mm孔，之后用絲錐攻螺紋m8mm。所以選用快換鉆套和鉆套用襯套。相關(guān)計(jì)算如下：1）鉆套高度h鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度h越大，刀具的導(dǎo)向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大，一般取h=(12.5)d，所以h=1.58mm=12mm。2）排屑間隙h鉆套底部與工件間的距離h稱為排屑間隙。h值太小，切屑難以自由排出，使加工表面損壞；h值太大時(shí)，會降低鉆套對鉆頭的導(dǎo)向作用。加工鑄鐵時(shí)，h=(0.30.7)d，所以h=0.58mm=4mm。5.5 夾緊元件的設(shè)計(jì)在加工過程中，工件會受到切削力、慣性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，把工件壓緊夾牢在定位元件上。該工件選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，查機(jī)械加工工藝手冊，夾緊力計(jì)算如下：，-螺紋升角-螺紋摩擦角-螺母端面與工件之間摩擦系數(shù)-螺桿中徑則所需夾緊力=298n5.6 夾具操作的簡要說明此次設(shè)計(jì)的夾具夾緊原理為：通過花鍵孔軸線和撥叉左端面為定位基準(zhǔn)，以鉆模板上的快換鉆套和鉆套襯套引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工。夾緊時(shí)采用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)作為夾緊工件。同時(shí)為了保證定位基準(zhǔn)的精度，采用十字墊圈。如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。攻螺紋時(shí)，取出快換鉆套和鉆套襯套，即可替換鉆套，進(jìn)行攻螺紋加工。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本夾具操作簡單，省時(shí)省力。6.設(shè)計(jì)的感想與體會為期三周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時(shí)定量的完成了這次課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。通過此次設(shè)計(jì)，使我基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。本設(shè)計(jì)還存在很多不足之處。一是由于本人對caxa畫圖軟件的掌握還不夠熟練,在畫圖遇到復(fù)雜圖和難的地方時(shí)顯得力不從心，使圖不能達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)出來的水平。二是本人對換檔叉結(jié)構(gòu)和工作原理掌握的不夠熟練，在設(shè)計(jì)過程中不能全面地考慮問題，造成走許多彎路，設(shè)計(jì)速度緩慢，這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實(shí)踐來解決。總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。