撥叉831003課程設(shè)計(jì)說明書

1、.目錄1.零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工藝分析22.工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)32.1 確定毛坯的制造形式32.2 基準(zhǔn)的選擇32.3 制定工藝路線32.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.5 確定切削用量及基本工時(shí)63.夾具的設(shè)計(jì)123.1 問題的提出123.2 夾具設(shè)計(jì)134.總結(jié)145.參考文獻(xiàn)15'.設(shè)計(jì)說明本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)

2、對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練， 從中鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力， 為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。1. 零件的分析1.1 零件的作用給零件是 CA6140車床撥叉，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起到換擋作用。通過撥叉的撥動(dòng)使車床滑移齒輪與不同的出齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為 30mm的面的尺寸精度不高或者他們之間的空隙很大時(shí)，滑移齒輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合，從而影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。1.

3、2 零件的工藝分析831003 撥叉共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。分析如下：（1）以 25H7mm花鍵孔為中心的加工表面。 這一組包括： 25H7mm的花鍵孔及倒角， 30× 80mm的臺(tái)階面，兩個(gè)M8的通孔和一個(gè) 5 的圓錐孔。（2）以 40×75mm的端面為基準(zhǔn)的加工表面。 這一組加工表面包括： 18H11mm的槽， 40×75mm的端面。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：30× 80mm的臺(tái)階面與 25H7mm的花鍵孔中心線的平行度公差為0.1mm。18H11mm槽的端面與 25H7的花鍵孔中心線的垂直公差為0.08mm。

4、由以上分析可知， 對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面， 然'.后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。2. 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.1 確定毛培的制造形式零件的材料為 HT200，工作環(huán)境良好，不會(huì)承受比較大的沖擊載荷，為大批量生產(chǎn)，且材料可鑄。采用鑄造成型中的“金屬模機(jī)械造型”鑄造的方法制造毛坯。2.2 基準(zhǔn)的選擇（1）粗基準(zhǔn)的選擇對于零件而言， 盡量選擇不加工的表面為粗基準(zhǔn)。對于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的表面作為粗基準(zhǔn)。因此選右端 R20mm的端面，頂部 40×80mm的面和里面 75× 80m

5、m的面為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度， 并使工件裝夾方便。 選擇時(shí)要考慮基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和左邊 72×40mm的端面，加工中用專用夾具。2.3 制訂工藝路線由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 采用萬能機(jī)床配以專用夾具， 盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。（1）工藝路線方案一：工序 1： 粗銑 75×40mm的左端面，精銑 75× 40mm的左端面至符合表面粗糙度要求工序 2：鉆、擴(kuò)花鍵孔到 22mm工序 3：锪花鍵孔兩端倒角2× 15°工序 4：拉花鍵工序 5：粗、精銑 30&#

6、215;80mm臺(tái)階面工序 6：粗、精銑寬度為 18mm的槽和槽的上表面平面工序 7：鉆 2×M8孔，攻螺紋，鉆 5 錐孔'.工序 8：去毛刺工序 9：終檢（2）工藝路線方案二：工序 1：粗銑 75×40mm的左端面，精銑 75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求工序 2：鉆、擴(kuò)花鍵孔到 22mm工序 3：锪花鍵孔兩端倒角2× 15°工序 4：粗、精銑 30×80mm臺(tái)階面工序 5：粗、精銑寬度為 18mm的槽和槽的上表面平面工序 6：鉆 2×M8孔，攻螺紋，鉆 5 錐孔工序 7：拉花鍵工序 8：去毛刺工序 9：終

7、檢（3）工藝路線方案三：工序 1：粗銑 75×40mm的左端面，精銑 75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求工序 2：鉆、擴(kuò)花鍵孔到 22mm工序 3：锪花鍵孔兩端倒角2× 15°工序 4：粗、精銑 30×80mm臺(tái)階面工序 5：鉆 2×M8孔，攻螺紋，鉆 5 錐孔工序 6：粗、精銑寬度為18mm的槽和槽的上表面平面工序 7：拉花鍵工序 8：去毛刺工序 9：終檢工藝方案的比較與分析。 先看方案二和方案三， 方案三把鉆孔安排在加工好臺(tái)階面之后接著進(jìn)行， 之后又還要進(jìn)行銑槽的工序， 為了方面加工和合理安排加工順序，所以還是把銑的部分安

8、排在一起，方便加工。這里方案二更好用一點(diǎn)。方案一是在花鍵孔鉆完之后直接拉花鍵， 而方案二是先用花鍵孔定位， 在加工完其余步驟之后， 再加工精度較高的花鍵。 因?yàn)橄壤ㄦI， 更適合之后銑 30×80mm'.的臺(tái)階面，使定位準(zhǔn)確度高，因此第一方案，把拉花鍵作為前面工序比較合理。以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140撥叉的材料為 HT200，硬度為 190 210HB，凈重量為 0.84kg ，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可用“金屬模機(jī)械造型”鑄造的方法制造毛坯。（1）75×40mm左端面的加工余量查簡

9、明機(jī)械加工工藝手冊 （一下簡稱簡明手冊 ）表 10-6 取銑削的加工余量：粗銑： 3mm精銑： 1mm（2）花鍵底孔的加工余量內(nèi)孔 20 先鑄出，所以取鉆孔的雙邊加工余量為 2mm，單邊為 1mm （3）拉花鍵孔，花鍵孔按外徑定位查機(jī)械加工工藝手冊表 3.2-19 取加工余量為 2Z=1mm （4）30×80mm臺(tái)階面的加工余量查工藝手冊表1-22 取銑削的加工余量：粗銑： 2mm精銑： 1mm（5）寬為 18mm的槽查機(jī)械加工工藝手冊表3.2-29 取銑削的加工余量：粗銑： 3mm（雙邊余量）精銑： 1mm（雙邊余量）（6）其他尺寸鑄造得到考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求， 不需

10、要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只采取 75× 40mm的加工表面余量。查機(jī)械加工工藝手冊表 3.1-24 ，確定毛坯的尺寸公差為 CT7，表 3.1-21 查的 CT7=1.1mm。則毛坯名義尺寸： 80+4=84mm毛坯最大極限尺寸： 80+4+CT7=85.1mm毛坯最小極限尺寸： 80+4-CT7=82.9mm'.2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序 1：粗銑 75× 40mm的左端面，精銑 75× 40mm的左端面至符合表面粗糙度要求（1）加工條件2工件材料： HT200，查簡明手冊表10-3 ，取 b=195N/mm=0.195GPa。

11、選取用金屬型鑄造。加工要求：粗銑 75×40mm右端面，然后精銑此端面。銑床：查機(jī)械加工工藝手冊表9.1-2 ，選用 X6132A臥式銑床。主軸轉(zhuǎn)速 30 1500r/min ，機(jī)床功率 9.06kw。最高表面粗糙度可達(dá) 1.6.刀具：查簡明手冊表12-21 ，取刀具材料 YG6.查機(jī)械加工工藝手冊表 9.2-11 ，選取鑲齒套式面銑刀（ GB1129-85），刀具直徑 D=80mm，齒數(shù) z=10。Kr=90°（2）計(jì)算切削用量粗銑 75× 40mm右端面進(jìn)給量選擇：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表9.4-1，工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件，取每齒進(jìn)給量 f z =0.2mm

12、/z。背吃刀量： a p =3mm。銑削速度：參考簡明手冊表11-28 ，選取銑削速度為60m/min。按機(jī)械加工工藝手冊表9.2-11 選取 d/z=80/10 ，即銑刀直徑 80mm，銑刀齒數(shù)為 10。由公式1000v100060238r / minn3.1480d銑床為 8 級(jí)級(jí)數(shù)，按機(jī)床手冊及計(jì)算，有n=240r/min 這一轉(zhuǎn)速，與理論轉(zhuǎn)速相近，即可選此轉(zhuǎn)速。實(shí)際銑削速度n d 2403.148060.28m / min 。v10001000'.計(jì)算銑削工時(shí)：查機(jī)械加工工藝手冊表9.4-31，可知銑削基本時(shí)間 tmlw l1l2 ，vf其中 vf 為工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量，vff

13、 zzn0.210240 =480mm/minl w 為工件銑削部分長度，75mml1 為切入行程長度，有公式l10.5 dd 2ae21 30.5 808024022=7.36mml2 為切出行程長度， 82mm所以粗銑時(shí)基本時(shí)間為tm =（75+7.36+82）/480=0.342min=21s精銑 75× 40mm右端面銑床，刀具的選取同粗銑一致。背吃刀量： a p =1mm，銑削速度：要求表面粗糙度為Ra =3.2m ,查機(jī)械加工工藝手冊 表 9.4-3，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量取f =0.8mm/r。根據(jù)簡明手冊表11-28，可取銑削速度v=80m/min。1000v100080n3.1

14、4318.47 r / min 。d80查機(jī)床手冊及計(jì)算，取銑床轉(zhuǎn)速為n=320r/min 。實(shí)際銑削速度n d3203.1480v100080.384 m / min 。1000基本時(shí)間計(jì)算：如粗銑vff n0.8320 256mm/ minl w , l1 , l2 與粗銑加工相同。757.3682tm2560.64min 39s工序 2：鉆、擴(kuò)花鍵孔到 22mm選用搖臂鉆床 z3063，查簡明手冊表14-12 ，鉆速范圍 201600r/min 。'.鉆頭材料：高速鋼由簡明手冊表11-10 查得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f =0.8mm/r，查表 11-12，鉆削速度取 v鉆 =0.35m/s=

15、21m/min擴(kuò)鉆孔時(shí)的切削速度 v0.4v鉆0.421 8.4m / min由公式n1000v10008.4d3.14121.60 r / min22按機(jī)床選取 n=140r/min 。得實(shí)際鉆削速度nd1403.1422v10009.7m / min1000基本時(shí)間 t由金屬切削手冊表 7-7有： T(L0.3d0 ) / s分其中 s分 f ?n 0.8 140112 mm/sL 為鉆削長度， d0 為鉆削直徑。T800.3 22 /1120.7min47s工序 3：锪花鍵孔兩端倒角2×15°由于此道工序用時(shí)較短，一次就可以完成，按經(jīng)驗(yàn)選取時(shí)間為3s。工序 4：拉花鍵

16、刀具：短形花鍵拉刀，表8-2 金屬切削手冊據(jù)表 8-6 選取拉刀齒開量S 齒=0.08mm根據(jù)金屬切削手冊 拉削速度一般在1-8m/min 內(nèi)。HB=195.6，取 V=3m/min即 V=0.05m/s拉削工時(shí) t=Zb ·l ·· k/1000VfzZZb 單面余量（ 25-22 ） /2=1.5mmL 拉削表面長度 80mm校準(zhǔn)部分長度系數(shù)，取1.2K 機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4Z 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，取Z=7 表 8-7P 拉刀齒距，取 P=13 表 8-7'.t= （ 1.5 ×80×1.4 × 1.2 ）/ （100

17、0×3×0.08 ×7） =0.12min=8s工序 5：粗、精銑 30×80mm臺(tái)階面粗銑刀具選擇： YG6的 鑲齒端面銑刀機(jī)床 :查機(jī)械加工工藝手冊選取立式銑床 X5020A 功率為： 3.79Kw主軸轉(zhuǎn)速范圍為： 40-1800 r/min表 9.2-11 選取： d/z=80/10背吃刀量： 2mm查簡明手冊表1-22 選取進(jìn)給量取 f z =0.25mm/r銑削速度根據(jù)簡明手冊表11-28 選： V=60m/min由公式n1000 v =（ 100060） / （ 3.1460）=238 r/mind按機(jī)床選取轉(zhuǎn)速為n=240r/min所以，實(shí)

18、際銑削速度V=nd/1000=60.29 m/min基本時(shí)間：由機(jī)械加工工藝手冊表9.4-31 主偏角 Kr=90°f m z =f z ?n ?z=600mm/minld20 a2+（13）=22mm1 0.50e（30 ）2 4.92d0.5 80 80t= (ll 2l 3) / fmz =(80+4.92+82)/600=0.28min=17s精銑背吃刀量： 1mm9.4-3 選每齒進(jìn)給量： f z查機(jī)械加工工藝手冊表0.15mm / z查簡明手冊表11-28 選 銑削速度 V=75m/minn 1000 v =（1000×75） /(3.14 × 80)

19、=298r/min d按機(jī)床選取轉(zhuǎn)速n=300r/min'.則實(shí)際額銑削速度為V= V=nd/1000=75.36 m/min基本時(shí)間：f m z =f z ?n?z=0.15×300×10=450 mm/mint= (l1l 2 l 3) / f m z =(80+4.92+82)/450=23s工序 6：粗、精銑寬度為18mm的槽和槽的上表面平面加工要求：用乳化液冷卻，加工工件，槽寬 18mm，公差代號(hào) H11，長 40mm，槽的側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差 0.08mm，底面粗糙度為 Ra6.3 m。加工余量： 25mm。由于零件此處的設(shè)計(jì)精度比較高， 用銑

20、削很難達(dá)到尺寸精度的要求， 所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，分兩步走， ae=25，ap=10mm。選擇刀具銑刀參數(shù)： L=10 D=100mm d=30mm or=15°ao=12°an=6°Z=24選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完， ae=25mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表 3.3確定 f=0.5mm/r現(xiàn)取 f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為 0.5 由表 3.8確定刀具壽命： T=120。確定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量：決定切削速

21、度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf 、由切削用量簡明手冊的公式Vc(C vdoqv )/(Tmxvyvu vZp1- m)apf zaev60C =25,qv=0.2,X =0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,K=1.12,vvmVc(C vdoqv )/(T map xvf z y vaeu vZ pv601- m )98.6m / minn=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14 ×100=314r/min根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊X62W型銑床說明選 nc=300r/min實(shí)際速度Vc= donc/1000=94.2m/m

22、in選 Vfc =ncf =300× 0.5=150mm/min根 據(jù)X62W 型 銑 床 說 明 書 選Vf =150mm/min'.f zc =150/300×24=0.020mm/z基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5Tm=(L+L1+) ×i/ Vf =(40+20) ×2/150=0.8 （ min）L1+=20mm i=2(走兩次 )工序 7：鉆 2×M8孔，攻螺紋，鉆 5 錐孔安裝 1鉆孔 2-6.7mm確定進(jìn)給量 f：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表 10.4-1. 當(dāng) HT200的 b<200MPa，加工此直徑孔的

23、 f=0.36 0.44mm/r ，由于零件在加工孔后要螺紋， 故進(jìn)給量應(yīng)乘以 0.5 ，則 f= （0.36 0.44 ）× 0.5=0.18 0.22mm/r。查簡明手冊表 2-35 ，選用 Z525立式鉆床，根據(jù)機(jī)床選用f=0.22mm/r切削速度：根據(jù)簡明手冊表2-15 ，得 V=19m/min，所以Ns =1000v/dw=1000×19/×6.7=903r/min根據(jù) Z525 機(jī)床，選用 Nw=960r/min ，故實(shí)際切削速度為V=× 6.7 ×960/1000=20.2m/min切削加工時(shí)， l=11mm，查機(jī)械加工工藝手冊1

24、0.4-43 有， l 1=3mm，l f =（dw× cotk r /2 ）+3=6.35mm（取 kr =45°）則 t m1=（l+l 1+l f ）/Nwf= （11+3+6.35） /960 × 0.22=0.0964min以上為一個(gè)孔的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工步的機(jī)動(dòng)時(shí)間為t m=2×t m1=0.193min=11.6s鉆孔4mm確定進(jìn)給量 f ：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊 表 10.4-1. 當(dāng) HT200的 b<200MPa，加工此直徑孔的 f=0.18 0.22mm/r，查簡明手冊表 2-35 ，選用 Z525 立式鉆床，根據(jù)機(jī)床選用f=0.

25、22mm/r切削速度，根據(jù)簡明手冊表2-15 ，得 V=19m/min，所以Ns=1000v/dw=1000×19/× 4=1512r/min根據(jù) Z525 立式鉆床，選用Nw=960r/min ，故實(shí)際切削速度為'.V=×4×960/1000=12.1m/min切削加工時(shí)， l=11mm，查機(jī)械加工工藝手冊10.4-43 有， l 1=3mm，lf=（dw× cotk r /2 ）+3=5mm（取 kr =45°）所以 t m2=（l+l 1+l f ）/N wf= （ 11+3+5）/960 ×0.22=0.09

26、00min=5.4s 安裝 2M8絲錐攻螺紋 2-M8查機(jī)械加工工藝手冊表 16.2-15 .得切削速度V=0.1m/s=6m/min，Ns=238r/min按機(jī)床選取 Nw=195r/min ，則 V=×8×195/1000=4.9m/min機(jī)動(dòng)加工時(shí)， l=11mm，l 1=3mm，l 2=3mm，攻 M8孔t m1= （ l+l 1+l 2 ）× 2/Nwf×2=0.349min鉸5mm錐孔查表機(jī)械加工工藝手冊16.4-40得 f=0.08mm/r按 Z525 立式鉆床選取 f=0.1mm/r查表機(jī)械加工工藝手冊16.4-41得 V=6m/min，

27、則實(shí)際速度V=×5×195/1000=3.06m/min機(jī)動(dòng)加工時(shí)lw=11mm,lf =3mm查機(jī)械加工工藝手冊表16.4-43 可得。所以 tm= （ l w+l f ） /Nwf= （ 3+11） /195 × 0.1=0.718min=43s最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（后附）。3. 夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具，經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第8 道工序銑寬為18H11mm槽的銑床夾具。本夾具將用與X62W臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀

28、，來對工件進(jìn)行加工。3.1 問題的提出本夾具主要用來銑寬為18H11mm的槽，采用寬為15mm的精密級(jí)高速鋼直齒'.三面刃銑刀，二次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì)（1）定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知， 18H11槽設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右端面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工了的右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。（2）切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀銑刀參數(shù)： L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24FcCF ap fZ0.65ae0.83d00.83ZK

29、Fcc（由金屬切削原理與刀具表15.7 查得）CF =282a=10mmf= 0.02mm/sacdpZZo =100kFc=(HB/198) 0.55e =25mm= 24解得 Fc=200N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k 2 k 3 k 4查資料，有： k 1為基本安全系數(shù) 1.5k1為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1k1為刀具鈍化系數(shù) 1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1切削力為 F=K× Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×200=400N實(shí)際夾緊力為 Fj= FK/U 1U2=400/0.5=800N，其中 U1 和 U2

30、 為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)， U1U2=0.5螺母選用 M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，由機(jī)械設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力公式，產(chǎn)生的加緊力為：F2T / dtan()2D3d3f0002v3c D02d020,D01.5d其中： T=19000 N.M d2=14.8mm=2 29fc=1.5'.varctan1.155 f (f 為摩擦系數(shù)，無潤滑時(shí)f 0.10.2)解得 F0=10405N此時(shí)螺母的夾緊力F0 已大于所需的 800(N) 的加緊力，故本夾具可安全工作。（3）定位誤差的分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合， 故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、 形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。（4）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述 , 在設(shè)計(jì)夾具時(shí) , 應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率 . 為此 , 在螺