機械制造工藝學課程設計CA6140車床撥叉831008零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備全套圖紙

1、 制造工藝學課程設計機械制造工藝學課程設計說明書設計題目 設計“ca6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設備全套cad圖紙，聯(lián)系153893706設計者 指導教師 河 北 理 工 大 學2007.7.12007.7.22河北理工大學機械制造工藝學課程設計任務書題目: 設計”ca6140車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4. 結構設計裝配圖 1張 5. 結構設計零件圖 1張 6. 課程設計說明書 1張班級04工程2學生 指導教師 2007年7月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礎課、技術

2、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。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。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20孔與操縱機構相連，

3、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ca6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個m8的螺紋孔。下端有一個47°的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以

4、這組加工后表面為基準加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設計(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，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共

5、兩塊v形塊支承這兩個32作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(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,在生產綱領已確定的情況下,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率。除此之外，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一 粗、精銑20孔上端面。工序二 鉆、擴、鉸、精鉸20、50孔。工序三 粗

6、、精銑50孔上端面工序四 粗、精銑50、20孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序七 鉆一個4孔，攻m6螺紋。工序八 銑47°凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求。且看另一個方案。2.工藝路線方案二工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 粗、精銑20孔下端面。工序三 鉆、擴、鉸、精鉸20孔。工序四 鉆、擴、鉸、精鉸50孔。工序五 粗、精銑50孔上端面工序六 粗、精銑50孔下端面。工序七 切斷。工序八 鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 鉆一個4孔，攻m6螺紋。工序十 銑47°凸臺。工序十一 檢查。上面工序可以適合大多

7、數(shù)生產，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。3.工藝路線方案三工序一 以32外圓為粗基準，粗銑20孔下端面。工序二 精銑20孔上下端面。工序三 以20孔上端面和32外圓為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到it7。工序四 以20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達到it11。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下端面。工序七 以20孔為精基準，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。工序八 以20孔為精基準，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 以20孔為精基準，鉆4孔，攻m6螺紋。工序十 以

8、20孔為精基準，銑47°凸臺。工序十一 去毛刺，檢查。雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調整）。多次加工50、20孔是精度要求所致。以上工藝過程詳見圖3。（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190241hb，毛皮重量2.2kg，生產類型中批量，鑄造毛坯。按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）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表

9、2.2.42.2.5，取20，50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 2.0mm精銑 0.5mm2.內孔（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3mm，即鑄成孔44mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2.5mm擴孔 0.5mm3.其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一 以32外圓為粗基準，粗銑20孔上下端面。1.加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。機床：x62萬能銑床。刀具：w18cr

10、4v硬質合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故根據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削）取刀具直徑do=80mm，根據(jù)切屑選擇刀具前角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.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）每齒進給量根據(jù)x62萬能銑床說明書，機床功率為7.5kw。查切削表3.5，f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f

11、=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命t=180min4）計算切削速度和每分鐘進給量v 查切屑表3.16，當d=80mm，z=10，ap=2mm，f z<=0.14時，v=97m/min，n=387r/min,v=433mm/min。各修正系數(shù)為：k=k=k=0.89k=k=k=1.0故 v=vk=97×0.89×1.0=86.3m/minn=nk=387×0.89×1.0=344r/minv=vk=433×0.89×1.0=385.4mm

12、/min根據(jù)x62型萬能銑床說明書選擇：n=375r/min , v=375mm/min因此實際切屑速度和每齒進給量為：v=5)校驗機床功率 查切削表3.24，當；， 時，pcc=1.1kw。根據(jù)機床說明書，pcm>pcc，所選用切屑用量可用。最終確定 ap=2mm，n=375r/min,vf=375mm/s，v c=94.2m/min，f z=0.1mm/z。6）計算基本工時tml/ vf=(32+80)/375=0.297min。因銑上下端面，故該工序工時為工序二 精銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=190241,鑄造。加工要求：精銑2

13、0上下端面。機床：x62萬能銑床。刀具：w18cr4v硬質合金鋼端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削）取刀具直徑do=80mm。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. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2）根據(jù)x62萬能銑床說明書，機床功率為7.5kw。查切削表3.5，f=0.140.

14、24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命t=180min 4） 計算切削速度和每分鐘進給量查表3.16，當，時，各修正系數(shù)為：故根據(jù)x62萬能銑床說明書選擇： ，因此實際切削速度和每齒進給量為：5)校驗機床功率 查切削表3.24，當，時，pcc=1.1kw 查機床說明書pcm>pcc，故已選切削用量可用。最終確定 ap=0.5mm，n=475r/min,vf=375mm/min，v c=119.3m/min，f z=0.08mm/z。6）計算基本工時tml/ v

15、f=(32+80)/375=0.297min。因精銑上下端面，故該工序工時工序三 以20孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到it7。一鉆孔1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，查切削表2.1，2.2，后角o12°，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° 2選擇機床，z525機床3.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 所以， 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進給量 經校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（

16、查切）為0.5.mm，壽命（3）切削速度2.選擇機床，z525機床 3.選擇切削用量 （1）決定進給量查切削表2.7， 所以， 按鉆頭強度選擇（查切削表2.8）， 按機床強度選擇（查切削表2.9），根據(jù)已有的機床已有的進給量，得 查切削表2.19，當，時，軸向力。軸向力修正系數(shù)未1.0，故，根據(jù)z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力，由于，故可用，校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命查切削表2.12，后刀面最大磨損量為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切削表2.15，查表2.31，切削速度修正系數(shù)1.01.0 =0.9=1.0 1.01.0 1.01.0故 根據(jù)z525鉆床說明書，選

17、擇n=272r/min故實際切削速度為 （4）校驗扭矩功率查切削表2.21，當f時，扭矩的修正系數(shù) ，故根據(jù)機床說明書，當n=272r/min時，扭矩校驗成功查切削表2.32，當hbs=170-213，時，=1.1kw根據(jù)z525鉆床說明書, 由于，故選擇的切削用量可用。最終確定 f=0.48mm/r,n=272/min,4.計算工時二、擴孔： 刀具：高速鋼19.8專用擴孔鉆查切削表2.10，進給量f=(0.8-1.1)0.7=0.56-0.77(mm/r)取鉆床已有進給量，f=0.62mm/r切削速度查表2.30由公式得=25.6m/min修正系數(shù) 1.01.0 =0.9=1.0 1.01.

18、0 1.0故 0.9=25.60.9=23.0m/min主軸轉速24.37m/min計算工時 0.165min三、鉸孔刀具:選用硬質合金直柄機用絞刀查切削表2.6 =，=，=查切削表2.11 進給量f=1.0-2.0mm/r.查機床說明書，取f=1.7mm/r查切削表2.15 取=16m/min,故0.9=14.4m/min主軸轉速根據(jù)機床說明書，當n=272r/min實際切削速度 計算工時 三、精鉸查切削表2.11 取n=272m/min,f=1.0mm/r查切削表2.15 取=12m/min 故0.9=10.8m/min計算工時 工序四 以20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50孔 毛坯已鑄成

19、孔長度余量為3，查制造表2.2-4，鑄成孔直徑為mm。一、鉆孔1. 選擇鉆頭： 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，雙錐修磨橫刃，鉆頭直徑49mm，查切削表2-2，后角o12°，二重刃長度b=9mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° 2.選擇機床 z550，根據(jù)，制造表4.2-143.選擇切削用量（1）進給量查切削表2.7 又 =0.24<3,（l為孔深，d為孔直徑）f=(1.0-1.2)75mm/r,取機床已有進給量，查制造表4.2-16，取f=0.9mm/r.查切削表2.8，2.9，f=0.9mm滿足鉆頭強度所允許進給量和機床進給機構強度所允許的進給量的要求。查

20、切削表2.19，當f=0.9mm/r,<50mm時，軸向力=21090n，修正系數(shù)1.0，則=21090。根據(jù)制造表4.2-14，得z550最大進給力2452521090滿足要求。綜上所述，進給量f=0.9mm/r.（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切削表2.12）為0.81.2mm，壽命（3）切削速度查切削 表2.15， 17m/min,切削速度修正系數(shù) 查切削表2.31，1.01.0 =0.9=1.0 1.01.0 1.0，則0.67517m/min=11.5m/min 74.6r/min根據(jù)，制造表4.2-15，取n=63r/min實際切削速度9.7m/min （4）校

21、驗扭矩及功率 查切削表2.21，扭矩519.9n.m，修正系數(shù)=1.0，則=519.9n.m，根據(jù)z550鉆床說明書，n=63r/min 時，=814.2n.m查切削表2.23，當鑄鐵硬度hbs=170-213時，=49mm,f=0.9mm/r,=2.6kw根據(jù)z550鉆床說明書，=70.85=5.95kw，由于，故選擇的切削用量可用，即：f=0.9mm/r,n=63r/min,=9.7m/min.4.計算基本工時 min=0.6min，式中l(wèi)=l+y+二、擴孔 刀具選取錐柄擴孔鉆 鉆頭直徑 d=50mm,查切削表2.10，進給量f=(0.16-2.2)0.7mm/r，根據(jù)機床說明書，取f=1

22、.17mm/r切削速度 v=（），根據(jù)切削表2.15，=12m/min,v=6-4m/min則主軸轉速 n=(38.2-25.5)r/min,按機床說明書，取=32r/min,實際切削速度為 =5m/min基本工時=0.9min三、鉆孔 達到最終尺寸要求 刀具選取硬質合金機絞刀， 根據(jù)切削表2.25，取切削深度=0.3mm，進給量f=1.0mm/r,切削速度 =15m/min,則主軸轉速95.5r/min查機床說明書，取n=89r/min,實際切削速度14m/min基本工時 =0.38min工序五 切斷。刀具：查切削表3.1-4.1，選擇中齒鋸片刀具（gb6120-85）=400mm，l=4m

23、m,z=20刀具壽命：查切削表3.8，高速鋼切斷銑刀d40t=45min切削用量：=12mm,一次走刀切斷，=0.1mm/z查切削表3.27 求得 =54.9m/min選擇機床已有轉速n=400r/min則實際切削速度為50.24m/min計算基本工時工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下端面。1. 刀具：w18cr4v硬質合金鋼端銑刀,牌號yg6。 查切削表3.2，選擇刀具角度 =， ,=,=, ,=1mm齒數(shù)z=10,銑刀寬度深度4，取刀具直徑=125mm，（查切削表 3.1）2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進

24、給量 機床功率為7.5kw。查切削f=0.140.24mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命t=180min4） 計算切削速度和每分鐘進給量 查切削表3.16， 當，時，, ,查切削表3.16各修正系數(shù)為：，故 根據(jù)機床說明書選擇， 因此實際切削速度和每齒進給量為根據(jù)機床說明書選擇因此實際切削速度和每齒進給量為 5)校驗機床功率 查切削3.24,當， ，時，機床主軸允許的功率為，故所選切削用量可用，最終確定：,，v，6）計算基本工時tml/ vf=(72+9)/375=0.216min.因粗基銑上下兩端面，故該工序

25、共工時為工序七 以20孔為精基準，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。1.刀具硬質合金端金，牌號yg6，銑削寬度,深度，齒數(shù)，查切削取刀具直徑，刀具角度捅工序六。2.機床x62萬能銑床3切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削表3.15，取。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命t=180min4） 計算切削速度及每分鐘進給量查表3.16，當 ,，時，各修正系數(shù)為故，選擇機床已有轉速及每分鐘進給量,則實際切削速度和每

26、分鐘進給量為。5)校驗機床功率 查切削3.24,當,時，校驗成功最終確定：，,6）計算基本工時tml/ vf=(72+9)/475=0.17min.工序八 以20孔為精基準，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。1. 選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，促鉆時 ，后角，二重刃長度，2. 選擇鉆床 z525機床 3.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 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進給量。查切削表2.19，當，時，軸向力，軸向修正系數(shù)1.0，故根據(jù)z525說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力,由于，故，可用，校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm

27、，壽命（3）切削速度查切表2.15， 修正系數(shù) ， ，故，查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻m6螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 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進給量 經校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 ， 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）

28、校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻m6螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 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進給量 經校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 ， 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻m6螺紋。1

29、. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16°，二重刃長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 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進給量 經校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 ， 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率根據(jù)切屑表2.21，當，時，扭矩的修正系數(shù)為1.0，故根據(jù)切屑表2.23，當時，時，查z525說明書，故,，校驗成功 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序十 銑47°凸臺。1. 刀具：選擇高速鋼雙面刃銑刀，查切屑表3.2，周齒，端齒，查