撥叉831008設(shè)計說明書.doc

煙臺大學(xué)機 電 汽 車 工 程 學(xué) 院撥叉說明書班級： 機081-7指導(dǎo)老師： 張俊華組員：徐敏敏 尹俊海 于文龍 武傳明 岳試棟小組：第八組21一、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20孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的50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表面以及加工表面之間的位置要求：1、小頭孔20以及與此孔相通的8的圓孔、M6螺紋孔2、大頭半圓孔503、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，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，可以粗加工撥叉上端面，然后以此作為基準(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)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達(dá)到的位置精度，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。二、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故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41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。(二)基面的選擇：1、粗基準(zhǔn)的選擇：以兩個小頭孔外圓表面為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的上底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，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工卡具,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。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序1 粗、精銑32的上端面，以32的外圓面為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；工序2 鉆、擴、鉸、精鉸20孔，以32的上端面為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；工序3 粗、精銑32和72的下端面，以32的內(nèi)圓面為基準(zhǔn)。采用X51立式銑床加專用夾具；工序4 粗精銑72的上端面，以32的下端面為基準(zhǔn)。采用X51立式銑床加專用夾具；工序5： 銑斷，采用X60臥式銑床加專用夾具；工序6：粗，精鏜50孔，以32的下端面為基準(zhǔn)；工序7：鉆4通孔，鉆M6孔；工序8：用三面刃銑刀銑斜槽面；（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，硬度200HBW，毛坯重量1.2KG，生產(chǎn)類型大中批量，鑄造毛坯。據(jù)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. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（20，50端面）。查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取20，50端面長度余量均為2（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1mm精銑 1mm2. 內(nèi)孔（50已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為2，即鑄成孔直徑為46mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 R9mm擴孔 0.125mm粗鉸 0.035mm精鉸 0.015mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 加工余量計算表 工序加工尺寸及公差鍛件毛坯（，上下端面距離，零件尺寸34mm）擴20孔粗，精鉸20孔加工前尺寸34mm18mm19.8mm加工后尺寸30mm19.7mm19.94mm加工余量（單邊）2.0mm0.85mm0.07mm加工公差（單邊）+0.021/0+0.021/0(五)確定切削用量及基本工時 工序1 粗、精銑32的上端面，以32的外圓面為粗基準(zhǔn)。粗銑32上端面:1. 加工條件HT200aemax=72mmL=176mm工件材料：HT200, b =170240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm;加工要求：粗銑20孔上端面，加工余量1mm;機床：X51立式銑床；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=1mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，X51立式銑床）時： fz=0.090.18mm/zf=2.16mm/r故選擇：fz=0.18mm/z。f= fz z=0.18*12=2.16mm/r3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑dw=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當(dāng)dw=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：vc=214m/minn=600r/mn確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。 按機床說明書（工藝手冊），與545r/min相近的轉(zhuǎn)速為600r/min,取機床主軸轉(zhuǎn)速為600r/min。根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量：vc=118m/minvc=m/min=118m/min5)校驗機床功率 根據(jù)切削手冊表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時 tmL/ vf，L=l+ y+，L=176mm.tm=0.55min查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.55min。精銑20上端面：刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；機床：X51立式銑床；f=6mm/r查切削手冊表3.5，進給量，取f=6mm/r參考有關(guān)手冊，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，則：n=300r/min現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)簡明手冊表4.2-36，取故實際切削速度：v=118m/min 當(dāng)時，工作臺每分鐘進給量：，取為980mm/min精銑時t=0.07 min基本工時：t=72/980=0.07 min 工序2 鉆、擴20孔，以32上端面為基準(zhǔn)。1. 選擇鉆頭機床：Z525立式鉆床根據(jù)切削手冊表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o12，二重刃長度b=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度， 2.選擇切削用量 （1）確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊，由切削手冊表2.7,系數(shù)為0.5,則： 按鉆頭強度選擇:查切削手冊表2.8,鉆頭允許進給量為：；f=0.93mm/r按機床進給機構(gòu)強度選擇：查切削手冊表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進給量為。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡明手冊表4.2-16,最終選擇進給量。根據(jù)切削手冊表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830NFf，故所選進給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.6mm，壽命（3）切削速度查切削手冊表2.30，切削速度計算公式為： （m/min）其中，查得修正系數(shù)：，=，故實際的切削速度：vc=9.5m/minn=184r/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速，查工藝手冊為184r/min （4）檢驗機床扭矩及功率查切削手冊表2.20，當(dāng)f0.26, do19mm時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 Nm。查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。查切削手冊表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書，。由于，故切削用量可用，即：，t=0.64min3、計算工時4、擴孔至19.8f=0.81mm/r查切削手冊表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故 n=97r/min 根據(jù)機床使用說明書選取 。t=0.48/min基本工時 5、粗鉸至刀具：專用鉸刀機床：Z525立式鉆床f=0.81mm/rn=140r/minv=8.77m/mint=0.34min根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.81.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：。機動時切削工時，=38mm，6、 精鉸至刀具：機床：Z525立式鉆床f=0.48mm/rn=140r/minv=8.8m/mint=0.57min根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：機動時切削工時，=38mm工序3 粗、精銑32、72下端面，以32內(nèi)園面為基準(zhǔn)。粗銑32、72下端面:1. 加工條件工件材料：HT200,b =170240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，L=176mm;加工要求：粗銑20孔下端面，加工余量1mm;機床：X51立式銑床；刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑dw=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇ap=1mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，X51立式銑床）時： fz=0.090.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。f=2.16mm/rf= fz z=0.18*12=2.16mm/r3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑dw=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當(dāng)dw=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：其中 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：v=142m/minn=361r/min確定機床主軸轉(zhuǎn)速： 。 按機床說明書（工藝手冊），與361相近的轉(zhuǎn)速為480mm根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5)校驗機床功率 根據(jù)切削手冊表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時 tmL/ vf，L=l+ y+，L=176mm.查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：t=0.55mintmL/ Vf=(176+40)/390=0.55min。 精銑32、72的下端面：刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；機床：X51立式銑床；f=6mm/r查切削手冊表3.5，進給量，取為6mm/r參考有關(guān)手冊，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，則：n=316r/min現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)簡明手冊表4.2-36，取v=118m/min故實際切削速度： 主軸轉(zhuǎn)速。所以取480r/min。當(dāng)時，工作臺每分鐘進給量：，取為980mm/mint=0.62min本工序切削時間為：min工序4 粗、精銑72端面，以32的下端面為基準(zhǔn)。 粗銑72上端面:刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，機床：X51立式銑床f=1.56mm/r根據(jù)切削手冊查的， f=1.56mm/r現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)簡明手冊4.2-36查得取，故實際切削速度v=37.7m/min當(dāng)時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為查說明書，取計算切削工時t=0.21min因此精銑72端面：f=0.42mm/rn=214r/mint=0.84min由切削手冊表3.6查得：, f=0.42mm/r 即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：查機床使用說明書，取 。銑削基本工時：工序5 粗，精鏜50孔，以32下端面為基準(zhǔn).粗鏜50孔：機床：T68臥式鏜床單邊余量由簡明手冊4.2-20查得取f=0.52mm/rn=200r/min由簡明手冊4.2-21查得取計算切削工時t=0.13min精鏜50孔：單邊余量,可一次切除，則 。f=0.27mm/rv=100m/minn=637r/mint=0.038min由切削手冊表1.6查得，進給量取為0.27mm/r。由切削手冊表1.1查得，則：查簡明手冊表4.2-20，取為630r/min。加工基本工時：工序6 銑斷，以D1為基準(zhǔn)，采用X60臥式銑床加專用夾具；選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40f=0.1mm/rv=50.2m/minn=100r/min采用X61臥式銑床，查簡明手冊，選擇進給量為,切削速度為：，則：根據(jù)簡明手冊表4.2-39，取，故實際切削速度為：此時工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：查簡明手冊表4.2-40，剛好有。計算切削基本工時：t=0.255min工序7 鉆4通孔，鉆M6孔。鉆4通孔：刀具：專用刀具機床：Z525立式鉆床確定進給量：根據(jù)切削手冊表2.7查得，f=0.22mm/rv=16.7m/minn=694r/mint=0.066min查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。查切削手冊表2.15，計算機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度為：計算切削基本工時：鉆M6孔（1）鉆螺紋底孔mm機床：Z525立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆f=0.22mm/rv=14.5m/minn=1128r/min根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.22mm/r,現(xiàn)取f=0.22mm/r，v=17m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：t=0.047min計算切削基本工時：（2）攻螺紋M6機床：Z525立式鉆床刀具：絲錐M6，P=1mmn=318r/minv=5.1m/mint=0.04min切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機床使用說明書選取：，則 ；機動時，計算切削基本工時：工序8 用三面刃銑刀銑斜槽面；刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀機床：X51立式銑床f=1.6mm/rn=136r/minv=19.8m/min根據(jù)簡明手冊查得：。根據(jù)切削手冊查得：因此：f=1.6mm/r現(xiàn)采用X51立式銑床，?。?，故實際切削速度為：當(dāng)時，工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：根據(jù)切削手冊表4.2-37查得,取：。計算切削基本工時：t=0.227min因此：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)計專用夾具。