哈工大-機械制造技術(shù)基礎-大作業(yè)-CA6140車床撥叉設計-(完美版-得分4.5)

1、Harbin Institute of Technology機械制造技術(shù)基礎大作業(yè)題 目： 院 系： 機械制造及其自動化 班 級： 0808103 姓 名： XXX 學 號： 10808103XX ©哈爾濱工業(yè)大學一、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22孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的55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

2、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.小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 2.大頭半圓孔55 3.小頭孔端面、大頭半圓孔上下73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。二、工藝規(guī)程設計（一）確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。（二）確定毛坯的制造形式確定毛坯種類：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

3、較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設備設計指導手冊（后稱指導手冊）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。（三）基面的選擇 （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40的外表面和底面為粗基準加工22孔的上表面。（2）精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。因此選擇精加工過的22孔為精基準?？紤]要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的上表面和加工過的孔為主要的定位精基準。三、制定工藝路線 工藝

4、路線方案一: 工序010 粗銑40上端面（以22孔外表面及底面為基準）工序015 擴、半精鉸、精鉸22孔（以40上端面及22孔外表面為基準）工序020 粗銑55上端面周徑至71mm（以22內(nèi)孔及底面為基準）工序025 粗銑55下端面周徑至71mm（以40上端面及22內(nèi)孔為基準）工序030 粗鏜55孔（以40上端面及22內(nèi)孔為基準）工序035 鉆、擴、半精鉸、精鉸8錐孔及鉆M6底孔，攻M8螺紋（以40上端面及55內(nèi)孔為基準）工序040 銑斷工序045 半精銑40上端面工序050 半精銑55上端面，周徑至73mm工序055 半精銑55下端面，周徑至73mm工序060 半精鏜55孔工序065 去毛刺

5、、檢查工藝路線方案二:工序010 粗銑40上端面（以22孔外表面及底面為基準）工序015 粗銑55上端面周徑至71mm（以22孔外表面及底面為基準）工序020 粗銑55下端面周徑至71mm（以40上端面及22孔外表面為基準）工序025 粗鏜55孔（以40上端面及22孔外表面為基準）工序030 擴、半精鉸、精鉸22孔（以40上端面及55內(nèi)孔為基準）工序035 鉆、擴、半精鉸、精鉸8錐孔及鉆M6底孔，攻M8螺紋（以40上端面及55內(nèi)孔為基準）工序040 銑斷工序045 半精銑40上端面工序050 半精銑55上端面周徑至73mm工序055 半精銑55下端面周徑至73mm工序060 半精鏜55孔工序0

6、65 去毛刺、檢查工藝方案比較分析上述兩方案:方案一：先加工孔22, 再以上端面及22內(nèi)孔為基準加工55孔；方案二：先鏜孔55，再以55內(nèi)孔及上端面加工22孔。由零件圖可知55孔的設計基為準22孔的中心線，所以加工55孔時定位基準最好為22孔的中心線，可保證其加工的位子精度，符合大批生產(chǎn)要求,所以方案一較為合理。四、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉零件材料為HT200，硬度HBS170240，毛坯重量約1.0Kg生產(chǎn)大批采用金屬型鑄造毛坯。依據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1> 由于工件較小，為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起，同

7、時加工。2> 鑄件的圓角半徑，查簡明設計手冊選金屬型鑄造 R=3-5mm ，拔模斜度外表面0-15°，自然失效處理以消除鑄造應力。3>銑40上端面加工余量及公差圓柱40上端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑、半精銑。.半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8mm粗銑加工余量(單邊)Z=1.2mm4>加工22孔先鑄造出20孔，再擴、半精鉸、精鉸。內(nèi)孔精度要求IT7，查工藝手冊確定工序尺寸及余量為：擴孔 ： 21.8 2Z=1.8mm半精鉸: 21.94 2Z=0.14mm精鉸: 20+0.02105>銑55上端面圓柱55兩端面精度要求IT11,表

8、面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8mm粗銑加工余量(單邊)Z=4.2mm6>銑55下端面圓柱55兩端面精度要求IT11,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8mm粗銑加工余量(單邊)Z=4.2mm7>加工55孔毛坯為鑄孔,內(nèi)孔精度要求IT13表面粗糙度為Ra3.2, 要求粗鏜、半精鏜，查工藝手冊確定工序尺寸及余量為:粗鏜53.5，2Z=3.5mm半精鏜55+0.4，2Z=1.5mm8>鉆錐孔7.8及M6底孔；半精鉸、精鉸8錐孔，保證R1.6的表面粗糙度；攻M8螺紋半精鉸加工余量2Z=0.

9、14mm精鉸加工余量2Z=0.06mm五、確定切削用量及基本工時工序010 粗銑40上端面。1.刀具選擇1>選擇刀具 查切削手冊選擇YG6硬質(zhì)合金刀具。銑前深度6， 銑削寬度90 ，端銑刀直徑=100mm，由于采用標準硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=10。2>銑刀幾何形狀查表，由于 HBS=200>150， =0°，=8°，=45°，=30°，=5°，=-20°，=8°，=1.2。2.選擇切削用量1> 決定銑削深度一次走刀達到尺寸為50+0.8（半精銑的加工余量）。2> 決定每齒進給量當使用X52K型

10、立式銑床功率為7.5KW，查表有=0.140.24mm/z， 取=0.18。3> 選擇銑刀磨純標準及刀具壽命查表銑刀刀面粗加工時最大磨損量為2.0,由于銑刀直徑=100mm， 故刀具壽命T=180min 。4>查表當=100mm， Z=10 ，=2，=0.18， =98m/min，=322r/min，=490mm/min各修正系數(shù)為: =0.89 =0.8故: =* *=98×0.89×0.8=70m/min=* *=322×0.89×0.8=230r/min=* =490×0.89×0.8=350.3mm/min根據(jù)X5

11、2K型立式銑床說明書選擇 =300r/min ， =375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為=/1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min=/ (×Z) =375 /（300×10）=0.125mm/z5>根據(jù)機床功率:查表當硬度HBS= 170240 ，90mm ，2.4mm，=100 ，Z=10 =375mm/min近似=3.8KW根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為=7.5×0.75=5.63KW故< 因此所選擇的切削用量可以采用，即=1.2mm，=40mm, =375mm/min

12、 ，=300r/min ，=94.2m/min ，=0.125mm/z。6>計算基本工時 = L / 式中 L=160mm，查表有對稱安裝銑刀入切量及超切量Y+=35， 則L=(160+35)=195mm， 故=195 / 375=0.52min。六、夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。選擇粗銑40上端面工序設計夾具，讓它與X52K型立式銑床配合使用，刀具為硬質(zhì)合金材料。1. 定位基準選擇由于是第一道工序，所以選擇22孔底面為粗基準，用一個平面支撐；加上兩邊22孔外表面，用兩個V型塊夾緊。2. 切削力及夾緊力計算切削力的計算：其中=491，=1.0，

13、=0.75，=1.1，=0.2，=1.3，=1.0，=300r/min，=1.2mm，=40mm，=0.125mm/z，z=10，=100。解得：F=57.5N在計算切削力是必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以K*F=114.8N為克服水平切削力，實際夾緊力N應為N*(+)=K*F,則N=。其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，=0.25。則N=229.6N，該力比較小，而螺旋夾緊裝置傳力系數(shù)大，自鎖性能好，完全能滿足夾緊力大小的要求。3. 定位誤差分析本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用底

14、面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計。4夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉，應使夾具結(jié)構(gòu)簡單、便于操作、降低成本，提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、夾緊行程大、傳力系數(shù)大、自鎖性能好的螺旋夾緊裝置。由于切削余量較小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。七、課程設計感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(shù)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

15、，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。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。參考文獻 1 孫已德，機床夾具圖冊M，北京：機械工業(yè)出版社2 貴州工學院機械制造工藝教研室，機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M ，貴陽：貴州任命出版社3 劉友才，機床夾具設計 ，北京：機械工業(yè)出版社4 孟少龍，機械加工工藝手冊第1 卷M ，北京：機械工業(yè)出版社5 金屬機械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊M ，上海：上?？茖W技術(shù)出版社 6 李洪，機械加工工藝師手冊M ，北京：機械工業(yè)出版社7 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊M ，上海：上?？茖W技術(shù)出版社8 薛源順,機床夾具設計( 第二版) M, 機械工業(yè)出版社9