劉曉生說明書課件

1、撥叉課程設(shè)計說明書設(shè) 計 者：劉曉升學 號：100311329學 院：機電工程專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化指導教師：許 穎機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計“CA6140撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具內(nèi)容：1.零件圖 1張2.毛坯圖 1張3.機械加工工藝規(guī)程 1張4.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 1張5.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 1張6.課程設(shè)計說明書 1份一、零件的分析（一）零件的作用題目給定的零件是CA6140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進行工作。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時

2、，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面：1、A端面和軸線與A端面相垂直的 花鍵底孔2、六個方齒花鍵孔，及25mm花鍵底孔兩端的275倒角。對于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的的制造形式此次所設(shè)計的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用模鍛。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因為生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。因為零件形狀簡單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鍛出。（二）基準面的選擇1、

3、粗基準的選擇：選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細

4、致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇作為撥叉加工粗基準。因為要保證花鍵的中心線垂直于撥動滑移齒輪的右端面。所以以40的外圓表面為粗基準。2、精基準的選擇：（1）基

5、準重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。（2）基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（3）互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均

6、勻。（4）自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，它的257Hf內(nèi)花鍵槽、零件的左端面適于作精基準使用。（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、尺寸精度及位置等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱

7、領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采取萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1 工藝路線方案一：工序一：粗銑75*45的端面，半精銑75*45的端面直至符合表面粗糙度要求；工序二：鉆孔并擴鍵槽底孔22并锪2*15倒角；工序三：拉花鍵；工序四：粗、半精銑溝槽；工序五：粗、半精銑上平面直至符合表面粗糙度要求；工序六：鉆螺紋孔，攻螺紋至M8；工序七：終檢，入庫。2工藝路線方案二：工序一：粗、半精銑左端面；工序二：插鍵槽；工序三：鉆孔并擴花鍵底孔22并锪2*15倒角；工序四：拉花鍵；工序五：粗、半精銑上平面；工序六：鉆螺紋孔，攻

8、螺紋至M8；工序七：終檢，入庫。比較兩種工序加工方案，考慮到加工過程中粗精銑同一面可用同一夾具和刀具，為了減少換夾具及刀具的時間，縮短加工工時提高加工效率，故采用第一種加工方案。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：C6140撥叉材料為HT200凈重質(zhì)量為0.84kg，大批生產(chǎn)，模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級CT由機械制造設(shè)計工藝簡明手冊可查得毛坯件的公差等級為810級，取為10級。（1）預制孔及花鍵孔的偏差及加工

9、余量計算加工預制孔時，由于鍛造是沒鍛出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸257Hmmf，預制孔尺寸2212Hmmf，查機械加工工藝手冊表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.70.8mm，取0.8mm，即預制孔加工到21.2mmf，一次拉削到設(shè)計要求，查機械加工工藝手冊表1.12-11，得花鍵偏差為mm（2）撥叉上端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊第1卷表3.2-23。其余量值規(guī)定為1.4-1.8mm，現(xiàn)取1.5mm。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。精銑：參照機械加工工藝手冊表3.2-25，其余量值規(guī)定為1m

10、m。鑄造毛坯的基本尺寸為72+3.0+1=76mm。根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表3.1-38可得鑄件尺寸公差為1.2mm。毛坯的名義尺寸為：72+3.0=75mm+=。毛坯最小尺寸為：75-0.4=74.6mm-=毛坯最大尺寸為：75+0.8=75.8mm+=粗銑后最大尺寸為：72+1=73mm+=粗銑后最小尺寸為：73-0.2=72.8mm-=精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為0.1mm。（3）18H11槽偏差及加工余量：鍛造時槽沒鍛出，參照機械加工工藝手冊表21-5，得粗銑其槽邊雙邊機加工余量2Z=2.0mm

11、，槽深機加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻1表21-5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為+，精加工為。+粗銑兩邊工序尺寸為：18-2=16mm-=；粗銑后毛坯最大尺寸為：16+0.11=16.11mm+=；粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm；粗銑槽底工序尺寸為：33mm；精銑兩邊工序尺寸為：+，已達到其加工要求： 。+。（4）、2-M8螺紋偏差及加工余量：參照機械加工工藝手冊表2.2-2，2.2-25,2.3-13和互換性與技術(shù)測量表1-8，可以查得：鉆孔的精度等級：IT12，表面粗糙度Ra=12.5um，尺寸偏差是0.15mm。查機械加工工藝手冊表2.3-47，表2.3-48，表2

12、.3-71。確定工序尺寸及加工余量為：加工該組孔的工藝是：鉆攻絲鉆孔6-7mm：攻絲：攻2-M8螺紋孔 （五）確定切削用量及基本工時：工序一：粗、半精銑左端面7540面。1粗銑面7540面（1) 背吃刀量的確定因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.5mm。（2) 進給量的確定。選用硬質(zhì)合金端銑刀銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z（3) 銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=60

13、10m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D238.8437.9r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/min。切削工時：由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim。2精銑7540面（1) 背吃刀量的確定由實用機械加工工藝手冊表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap1mm。（2) 進給量的確定選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由實用機械加工工藝手冊表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進給量為0.51.0故取0.5mm/r（3) 銑削速度的確定由實用機械加工工藝手冊查得銑削速度為60

14、110m/min則機床主軸轉(zhuǎn)速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，則Vf150mm/min。（4) 計算切削工時由切削用量簡明手冊表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。則 t 0.61min 工序二 鉆擴22鍵槽底孔，底孔22倒215o倒角1、 鉆20的孔。（1) 決定進給量由切削用量簡明手冊表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進給量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系數(shù)Ktf0.95則f0.410.50mm/r。由切削用量簡明手冊表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f1.75mm/r。由切削

15、用量簡明手冊表2.9可知機床進給機構(gòu)強度所允許的鉆削進給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進給機構(gòu)允許的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量簡明手冊表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fmax，故可用。（2) 確定鉆頭的磨鈍標準及壽命。由切削用量簡明手冊表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 （3） 確定切削速度286.6r/min 由切削用量簡明手冊表2.35取n272r/min則實際切削速度Vc17.1 m/min。（4）檢驗機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表2.20可查得f0.5 mm

16、/r時，Mc76.81Nm。當n272r/min時由切削用量簡明手冊表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量簡明手冊表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.60.817.76 kw。 因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。計算基本工時：tm由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故： tm0.69 min。2、擴20孔。（1）確定背吃刀量由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為2mm。（2）確定進給量由切削用量簡明手冊查的f0.60.7mm/r。根據(jù)機床說明書取f0.62mm/r（3）計算

17、切削速度 5.78.5 m/min由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n82.5r/min根據(jù)機床說明書取n140r/min，則實際切削速度v9.67 m/min（4）計算切削工時 由切削用量簡明手冊表2.5可查得Kv3060，取Kv45。 由機械加工工藝手冊表3.5.1查得tm，式中各參數(shù)：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故tm0.8min工序三 拉內(nèi)花鍵機床：臥式拉床L6120。刀具：查復雜刀具設(shè)計手冊表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計見拉刀

18、設(shè)計）。拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查機械加工工藝手冊表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.1160.08，取。拉削工件長度：；拉刀長度：（見拉刀設(shè)計）；拉刀切出長度=510mm，取。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計算公式由機械加工工藝手冊表2.5-20獲得），得機動時間工序四 銑18H11的槽 1粗銑18H11槽（1）選擇與加工8030平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap30 mm（2）切削用量的

19、確定 由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為V1829 m/min 每齒進給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為n=358.3577.2 r/min根據(jù)機床說明書可取n460 r/min。則實際轉(zhuǎn)速為Vffznz0.093460124.2 mm/min（3）切削加工工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 0.82 min2半精銑18H11槽（1）選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap5 mm。（2）確定進給量由機械加工工藝手冊表2.1-72查得每齒進給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由機械加工工藝手

20、冊表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min（3）切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.1-92查得V22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速 n=437.9 r/min根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n460 r/min。則Vffznz82.8 mm/min（4）計算切削工時由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 1.2 min工序五 粗、精銑8030面 1、粗銑8030面（1）加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap2 mm。（2）切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.120選擇高速鋼立銑刀，銑刀

21、直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由機械加工工藝手冊表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度為v18.29m/min，每齒進給量為0.0630.102 mm/z則主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.093460 124.2 mm/min（3）銑削加工工時的計算 由機械加工工藝手冊表2.194可查得 t 式中i為次給次數(shù)i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm則 t5.86 min2精銑 8030面（1）加工背吃刀量ap的確定由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm（2）進給量的確

22、定由精銑加工工藝手冊表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時同一銑刀和機床。銑削寬度為aw3 mm是的每齒進給量為0.080.05 mm/z，因為表精度要求較高故fz0.06 mm/z（3）切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.175查得銑刀磨鈍標準查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。由機械加工工藝手冊表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機械加工工藝手冊表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速： n437.9 r/min取n460 r/min。 則Vffz*z*n0.06*3*460=82.8 mm/min（4）計算銑削加工工時由上面可

23、知t式中 、與上述所相同。30/310將各參數(shù)代入上式可得： t1011 min工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋1. 鉆兩M8底孔(1)選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡明手冊表2.7查得進給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f0.86mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9機床進給機構(gòu)所允許的鉆削進給量查得f1.6mm/r。故由Z3025型搖臂鉆床說明書取f0.36mm/r。(2)確定鉆頭磨鈍標準及壽命由切削用量簡明手冊表2.12查得磨鈍標準為0.50.8壽命為T35min。(3)確定切削速度由切削用量

24、簡明手冊表2.15查得切削速度為V18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n818.9 r/min。由Z3025鉆床說明書由就近原則取n680 r/min。故實際切削速度為v14.9 m/min(4)校核機床扭矩及功率由切削用量簡明手冊表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420720.360.811298.3 N Mc0.206720.360.814.5 Nm Pc0.32 KW根據(jù)Z3025機床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機床的各個相應的參數(shù)，故機床符合要求。(

25、5)計算鉆削加工工時 由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量和超切量y的值為6 mm。故 t0.07 min 因為表面存在倆加工孔故加工工時為T=2t0.14 min。2.攻M8螺紋 由機械加工工藝手冊表7.2-4選用M8細柄機用絲錐，在普通鉆床上攻絲。 由機械加工工藝手冊表7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc1112 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： n437.9 477.7 r/min 由Z3025的說明書的參數(shù)可取n392 r/min。故實際切削速度 Vc9.8 mm/min攻螺紋機動實際的計算 tm=0.14min 其中：工件螺紋的長度10 mm。 ：絲錐切削長度22 mm。

26、 ：攻螺紋是的超切量（23）P取3。 ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速392 r/min。 ：絲錐退出時的轉(zhuǎn)速680 r/min。 P:螺距。三、夾具設(shè)計鉆、攻2M8螺紋孔夾具設(shè)計3.2.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來鉆兩個6.7mm孔并攻M8螺紋。加工時應保證螺紋孔與側(cè)面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。3.2.2 定位基準的選擇由零件圖可知：兩螺紋孔與側(cè)面有位置要求，在對螺紋孔進行加工前，花鍵孔已進行了拉削加工。因此，選底側(cè)面定位，花鍵內(nèi)圓孔定心限制了除在X軸的旋轉(zhuǎn)自由度以外的所有自由度，從而來滿足螺紋孔與端面的位置要求。3.2.3 切削力及夾緊力的計算鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻16機床夾具設(shè)計手冊查表可得：圓周切削分力公式： 式（2.