CY6140變速拔叉0008的模具及工藝設計

1、目錄目錄 1序言 2一、零件的分析3零件的作用3零件的工藝分析3二、毛坯設計31、確定毛坯類型及制造形式32、確定加工余量33、余塊分型面及澆注位置見毛坯工藝見圖44.型芯尺寸45、繪制毛坯工藝簡圖4三、工藝設計41、選擇定位基準 42、加工原則 53. 工藝方案的比較與分析 64、機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定 75、機械加工余量、工序尺寸及公差的確定9四、夾具設計181、正確選擇定位元件，加緊元件及加緊裝置182、定位誤差的分析計算183、夾緊力的計算，合理布置夾緊力的作用位置及方194、夾具設計及操作的簡要說明20五、參考文獻21序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基

2、礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我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適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。一、零件的分析1、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。零件上方的22孔與操縱機構相連，下方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過

3、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。2、零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差，不適合磨削，以下則是撥叉零件需要加工的表面以及表面之間的位置要求。小孔以及與之相通的錐孔、螺紋孔。大頭半圓孔55撥叉底面，小頭孔端面，大頭半圓孔端面，大頭半圓孔端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與之中心線的垂直度誤差為0.05由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度，再根據加工方法的經濟精度以及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述要求，采用常規(guī)

4、的加工工藝均可保證。二、毛坯設計1、確定毛坯類型及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，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設備設計指導手冊324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級CT9級。已知該零件的生產類型為中等批量，所以初步確定工藝安排為；加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主2、確定加工余量機械制造工藝設計簡明手冊325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，并查表15-8確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：簡 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說明D122G3孔降一級雙側加工D

5、255G3孔降一級雙側加工T273G3單側加工T350G2.5單側加工T473G3單側加工3、余塊分型面及澆注位置見毛坯工藝見圖4.型芯尺寸型芯位置型芯尺寸22mm孔16mm55mm孔43mm5、繪制毛坯工藝簡圖三、工藝設計1、選擇定位基準：基面的選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面選擇正確與合理可以使加工質量得到保證，生產效率提高。（1）粗基準的選擇在選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠多的余量，及保證不加工表面與加工表面間的尺寸，位置符合零件圖樣設計要求，粗基準的選擇原則：重要表面余量均勻原則、表面間的相互位置要求原則 、余量足夠原則 、定位可靠性原則 、不重復使用原則 對于

6、撥叉零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，而對于有若干個不加工表面的工件，則應以與不加工表面為粗基準，根據這個基準選擇原則，現(xiàn)選取撥叉?zhèn)z個22孔德下端面為粗基準，利用倆個22的外輪廓作為主要定位面，再以一個銷釘限制最后一個自由度，達到完全定位。（2）精基準的選擇精基準的選擇原則主要考慮如何減少誤差，保證加工精度和安裝方便以及以及設計基準和工序基準重合問題。當二者不重合時，應該進行換算。應遵循的原則：基準重合原則 、基準統(tǒng)一原則 、自為基準原則、互為基準反復加工原則、定位可靠性原則 、2、加工原則:1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準撥叉下端面2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，

7、后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原則. 4）遵循“先面后孔”原則.考慮保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準統(tǒng)一和基準重合”原則,以粗加工底面為定 位粗基準。3、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。再生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。此外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。（1）工藝路線方案一工序 粗銑兩端小孔的上表面端面，中間孔的上下端面。工序 精銑兩端小孔的上表面端面，中間孔的上下端面。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔。工序 鉆、擴、

8、鉸兩端22mm孔。工序 鉆M8的螺紋孔，鉆8的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。工序 銑斷。工序 去毛刺，檢查。（2）工藝路線方案二工序 粗、精銑兩端小頭孔上端面。工序 鉆、鉸兩端22mm孔。工序 粗鏜55mm孔上端面；粗鏜55mm孔下端面；精鏜55mm孔上端面；精鏜55mm孔下端面。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。工序 銑斷。工序 去毛刺，檢查。3. 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工完與22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mm的孔，再

9、以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個面。方案一的裝夾次數少，但在加工22mm的時候最多只能保證一個面定位面與之的垂直度要求，其他兩個面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工上下二個端面時用22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與上下兩端面的位置度要求，也體現(xiàn)了基準重合的原則，這樣一比較最終的加工路線為以下：工序 粗、精銑22mm孔上端面，以22孔外表面及底面為基準，選用X52立式銑床和專用夾具。工序 擴、鉆、鉸兩端22mm孔，以小頭孔上平面及22孔外表面為基準，選用Z512臺式鉆床和專用夾具。工序 粗鏜55mm孔上端面；粗鏜55mm孔下端面；精鏜55mm孔上端面

10、；精鏜55mm孔下端面，以一面兩孔為定位基準，選用TX617臥式鏜銑床和專用夾具。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm，以小頭孔上端面及22內孔為基準，選用T616臥式鏜床和專用夾具。工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋，以小頭孔上端面及55內孔為基準，選用組合機床和專用夾具。工序 銑斷。工序 去毛刺，檢查。4、機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140車床撥叉零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6,生產類型為大批生產，采用砂型鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外

11、圓表面（40mm及73mm外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。2. 兩小孔22毛坯為實心，兩內孔精度要求界于IT7IT8之間，參照機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量：鉆孔：20mm 2z=4mm擴孔：21.8mm 2Z=1.8mm精鉸孔：mm 2Z=0.2mm3.中間孔（55mm及73mm）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據機械制造工藝設計手冊表1-13得：孔的鑄造毛坯為49. 73的孔是在55孔的基礎之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照工藝簡明手冊表2.3-10確定55mm工序尺寸及余量

12、：粗 鏜：53mm 2Z=4mm半精鏜：54.5mm 2z=1.5精 鏜：55mm 2z=0.54.螺紋孔及銷孔此銷尺寸鑄造為實體。參照切屑加工簡明手冊表8-70確定鉆8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：1.圓柱表面工序尺寸：加工表面加工內容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度鑄件6CT949粗鏜4IT12536.3半精鏜1.5IT1054.5 3.2精鏜0.5553.2鑄件6CT916鉆孔4IT12206.3擴孔1.8IT1021.83.2精鉸孔0.2IT71.62 平面工序尺寸：工序號工序內容加工

13、余量工序尺寸經濟精度公差鑄件353CT9010粗銑兩端小頭孔上端面2.550.5IT120.3020粗鏜中間孔上端面627IT120.21030粗鏜中間孔下端面621IT120.21040精銑兩端小頭孔上端面0.550IT110.19050精鏜中間孔上端面0.520.5IT110.13060精鏜中間孔下端面0.520IT100.125、機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1、圓柱表面工序尺寸：如上2、 平面工序尺寸：如上3、確定切削用量及時間定額：工序 粗銑22mm孔上端面，精銑22mm孔上端面。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗

14、銑22mm孔上端面，精銑22mm孔上端面。機床：X52K立式銑床。刀具：涂層硬質合金盤銑刀45mm，選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2.計算切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按簡明手冊V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據X52K立式銑床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,實際進給量為 f zc=V fc

15、/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。3)校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.5kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）計算基本工時tmL/ Vf=9.4s。加工要求：精銑22mm孔上端面。刀具：YG6硬質合金端銑刀；機床：X52K立式銑床；查切削手冊表3.5，進給量為：，取為0.5mm/r參考有關手冊，確定，采用YG6硬質合金端銑刀，則：，主軸轉速現(xiàn)采用X51立式銑床，根據簡明手冊表4.2-36，取，故實際切削速度：當時，工作臺每分鐘進給量：

16、，取為980mm/min本工序切削時間為：min工序工序 擴鉆、鉸兩端22mm孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：擴鉆孔至21.8mm，精鉸至22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6m。機床：Z512臺式鉆床。刀具：YG8硬質合金麻花鉆21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角12、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、 、。YG8硬質合金鉸刀22mm。2.計算切削用量1）查切削用量簡明手冊 。 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇，最終決定選擇機床已有的

17、進給量 。2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.5.mm，壽命3）切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數 故。查簡明手冊機床實際轉速為。故實際的切削速度。3. 計算基本工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。鉆和精鉸的切削用量如下：擴鉆孔： 。精鉸： 。工序工序 粗鏜55mm孔上下端面；精鏜55mm孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜55mm孔上端面；粗鏜55mm孔下端面；精鏜55mm孔上端面；精鏜55mm孔下端面，保證端面粗糙度Ra=3.2m，保證孔壁粗糙度Ra=6.

18、3m。機床：TX617臥式鏜銑床。刀具：硬質合金鏜刀45mm2.計算切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=4.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按簡明手冊V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s據TX617臥式鏜銑床參數，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 ：V c=3.1480750/1000=1.78m/s,實際進給量為：f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。3)校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=2kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 a

19、p=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， fz=0.15mm/z。4）計算基本工時粗鏜中間孔上端面；tm1=L/ Vf=13s粗鏜中間孔下端面；tm2=L/ Vf=13s精鏜中間孔上端面，tm3= L/ Vf=10s；精鏜中間孔下端面，tm4= L/ Vf=10s工序工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜中間孔至53mm、半精鏜中間孔至54mm、精鏜中間孔至55mm。機床：T616臥式鏜床。刀具：YG8硬質合金鏜刀。2.計算切削用量單邊余量

20、分三次切除，則 第一次。根據簡明手冊4.2-20查得，取 。根據簡明手冊4.2-21查得，取：。3.計算切削基本工時：同理，當第二次，第三次時，進給量和，機床主軸轉速都取64r/min，切削基本工時分別為100s和80s。工序工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：先鉆8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋

21、。機床：組合機床。刀具：8mm麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。2.計算切削用量（1）鉆8mm的錐銷孔根據切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：（2）鉆M8的螺紋孔刀具：7.5mm麻花鉆。根據切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：（3）攻M8x1mm的螺紋刀具：絲錐M6，P=1mm切削用量選為：，機床主軸轉速為：，按機床使用說明書選取：，則 ；

22、機動時，計算切削基本工時：工序工序 銑斷保證圖樣尺寸1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。刀具：YG硬質合金圓盤銑刀，厚度為4mm。機床：組合機床。2.計算切削用量查切削手冊，選擇進給量為：,切削速度為：，則：根據簡明手冊表4.2-39，取，故實際切削速度為：查切削手冊表4.2-40，剛好有。計算切削基本工時：工序工序 去毛刺，檢查四、夾具設計1、正確選擇定位元件，加緊元件及加緊裝置定位元件：圓柱銷和菱形銷、兩個22孔的上端面夾緊裝置：螺旋夾緊機構2、定位誤差的分析計算利用一面兩銷進行定位，平面限制三個自由度，

23、圓柱銷限制兩個自由度。X,Y方向的定位誤差如同單圓柱銷定位，均為：=0.007+0.009+0.021=0.037mm。而菱形銷限制了繞Z方向的轉動自由度，孔與菱形銷在Y方向的定位誤差：=0.227+0.009+0.021=0.257mm，它實際上限制工件繞Z軸的轉動。由于存在間隙，因而使工件產生一個轉角誤差：=（0.037+0.257）（2X119.6）=O.OO7.5為銷與孔的最小間隙 為銷的公差 為孔的公差（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個平面、以短圓柱銷一個銷邊銷，短圓柱銷和銷邊銷的尺寸與公差現(xiàn)規(guī)定與本零件22孔的尺寸與公差相同:即22+00.021（2）造成定位

24、誤差的原因：由于定位基準與工序基準不一定引起的定位誤差，稱基準不重合誤差，即工序基準對定位基準在加工方向上的最大變動量，用B表示。由于定位副制造誤差及其配合間隙所引起的定位誤差，稱為基準定位誤差，即定位誤差的相對位置在加工尺寸方向上的最大變動量。3、夾緊力的計算，合理布置夾緊力的作用位置及方向1、夾緊力的大小：切削刀具：硬質合金鏜刀切削力： 式中：1.5mm，50m/min，f0.5mm/r，（）計算結果 = 1459.699N選用壓板壓緊，實際加緊力N應為式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數，0.5。壓板用螺母擰緊，由機床夾具設計手冊表1-2-23得螺母擰緊力根據杠桿原理壓板實際加緊力為此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。2、夾緊力的方向（1）夾緊力的作用方向應不破壞工件的準確性和可靠性，一般要求