CA6140車床撥叉831007課程設(shè)計(jì)說明書

1、2、設(shè)計(jì)具體內(nèi)容2.1、 零件的作用題目所給白零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的小22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而下方的小55mn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。2.2、 零件的工藝分析零件的材料為HT200灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，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）需要加工的表面：a.小孔的上端面、大孔的上下端面；b.小頭孔22：021mm及與此孔相通的8mm勺錐孔、

2、M8螺紋孔；c.大頭半圓孔655mrm2）位置要求：小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.3、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.3.1 、確定毛坯的制造形式零件材料為HT20Q考慮到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知零件的

3、質(zhì)量是1.0Kg/個，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(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。2.3.2 、基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（ 1） 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣就可以達(dá)到限制五個自由度，再加上垂直的一個機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。（ 2） 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原

4、則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔內(nèi)圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.3.3 、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：a. 工藝路線方案一工序I粗銃40mnfL的兩頭的端面，73mmi的上下端面。工序H精銃40mnml的兩頭的端面，73

5、mmi的上下端面。工序出粗鏈、半精鏈、精鏈55mmi至圖樣尺寸。工序IV鉆、擴(kuò)、較兩端22mnml至圖樣尺寸。工序V鉆M8的螺紋孔，鉆8的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。工序VI銃斷保證圖樣尺寸。工序即去毛刺，檢查。b. 工藝路線方案二工序I粗銃40mnml的兩頭的端面。工序H鉆、較兩端22mnml之圖樣尺寸。工序出粗銃中間孔上端面至25mm周徑至71mm粗銃中間孔下端面至22mm周徑至71mm工序IV精銃兩頭孔的端面至50mm精銃中間孔上端面至25mm周徑至73mm精銃中間孔下端面至周徑至73mm工序V粗鏈、半精鏈、精鏈55mmi至圖樣尺寸。工序VI鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，

6、再鉆M8x1mnm勺螺紋孔，攻M8x1mmj螺紋。xffvu銃斷保證圖樣尺寸工序Vffl去毛刺，檢查。c.工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工完與22mm勺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22mmi勺孔，冉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(shù)少，但在加工22mm勺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。方案二在加工三個面時都是用22mmi的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個面的位置度要求。這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合的原則。很是審美！其他的工序尤為平常簡單無需再

7、議。這樣一比較最終的工藝方案為方案二：工序I粗銃40mnml的兩頭的端面。工序H鉆、較兩端22mmFL之圖樣尺寸。工序出粗銃中間孔上端面至25mm周徑至71mm粗銃中間孔下端面至22mm周徑至71mm工序IV精銃兩頭孔的端面至50mm精銃中間孔上端面至25mm周徑至73mm精銃中間孔下端面至20mmW徑至73mm工序V粗鏈、半精鏈、精鏈55mmi至圖樣尺寸。工序VI鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm勺螺紋孔，攻M8x1mmJ螺紋。xffvu銃斷保證圖樣尺寸工序Vffl去毛刺，檢查。以上工藝過程詳見“過程卡”。2.3.4 、選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備a)機(jī)床的選擇：工序01

8、0為銃平面，可采用X52K立式銃床。工序020采用Z512臺式鉆床工序030采用X52K臥式銃床工序040采用X52K臥式銃床工序050采用T616臥式鏈床工序060采用鉆床。多刀具組合機(jī)床。工序070采用銃斷機(jī)床b）選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。c）選擇刀具：在銃床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銃刀即可保證加工質(zhì)量。d）選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。e）其他：對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。2.4、 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA614訴床撥叉”零件材料為HT20Q毛坯重量約為1.0kg,

9、生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：a.外圓表面（40mmi73mmz卜表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對稱的兩個零件最后還需銃斷，故對40mmi勺中心軸線的尺寸偏差為120±1.25的范圍內(nèi)。b.兩小孔622產(chǎn)毛坯為實(shí)心，兩內(nèi)孔精度要求界于IT7IT8之間，參照實(shí)用手冊表8-21確定工序尺寸及余量：2Z=21.8mm2Z=0.2mm鉆孑L:21.8mm錢孔：1220021mmc.中間孔（55mnmi73mm中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊

10、表1-13得：孔的鑄造毛坯為49、73的孔是在55孔的基礎(chǔ)之上銃削加工得到，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。參照實(shí)用手冊表8-95確定73mmT序尺寸及余量：粗銃：71mmZ=4mmZ=1mm精銃：73mm參照切屑加工簡明實(shí)用手冊表8-95確定55mmT序尺寸及余量:2Z=4mm粗鎮(zhèn)：53mm半精鏈：54mm精鏈：55mmd.螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實(shí)體。參照實(shí)用手冊表8-70確定鉆中8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。e.銃斷2.5、 確定切削用量及基本工時工序I粗銃40mnml的兩頭的端面。a.加工條件工件材料：HT20Q硬度190260

11、HBs6b=0.16Gpa,鑄造。加工要求：粗銃兩頭端面至51mm粗銃大孔端面至30mm機(jī)床：X52K立式銃床參數(shù)。刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銃刀45mm選擇刀具前角丫尸+5°后角ao=8°,副后角a。'=8°,刀齒斜角入s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr”30°,副刃Kr'=5°過渡刃寬be=1mmb.計(jì)算切削用量1）銃削深度因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=2mm一次走刀即可完成所需長度。2）計(jì)算切削速度按簡明手冊Cvd°qvc=TmapXvfzyvaeUvZpvKv算得Vc=98mm/§

12、;n=439r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K立式銃床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s則實(shí)際切削速度Vc=3.14X80X475/1000=1.06m/s,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncZ=475/(300x10)=0.16mm/z。3)校驗(yàn)機(jī)床功率查簡明手冊Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc故校驗(yàn)合格。最終確定ap=2mmnc=475r/min,Vfc=475mm/§Vc=1.06m/s,fz=0.15mm/z。4）計(jì)算基本工時tm=L/Vf=9.4s。工序H鉆、較兩端22mmmL之圖樣尺寸。a.加工條件工件材料：HT20

13、Q硬度190260HBs6b=0.16Gpa,鑄造。加工要求：鉆孔至21.8mm精較至22mm保證孔壁粗糙度Ra=1.6pmb機(jī)床：Z512臺式鉆床。刀具：YG則質(zhì)合金麻花鉆中21.8mm鉆頭采用雙頭刃磨法，后角=12°、二重刃長t/vo度be=2.5mm橫刀長b=1.5mm寬l=3mm棱帶長度l1=1.5mm、25=120°a0=100、3=300。YG8®質(zhì)合金錢刀22mmb.計(jì)算切削用量1）查簡明手冊f=1.1mm/r。按鉆頭強(qiáng)度選擇f=1.75mm/r按機(jī)床強(qiáng)度選擇f=0.53mm/r,最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量f=1.1mm/r。2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命

14、后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.50.8mm壽命T=60min.3）切削速度查簡明手冊Vc=12mm/r修正系數(shù)Ktv=1.0Kmv=1.0Ktv=1.0Kxv=1.0K1V=1.0Kapv=10®Cvc=12mm/rons1000V二d。二465r/min查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc=460r/minc一d0ns故實(shí)際的切削速度Vc0s=0.52m/s。10004)計(jì)算基本工時tm3010=7snf2721.45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。鉆和精錢的切削用量如下：鉆孑L:n=460r/minf=1.1mm/rvc=0.52m/sd0=21.

15、8mm。精較：n=850r/minf=1mm/rvc=0.98m/sd0=22mm。工序m-工序IV粗銃中間孔上端面至25mm周徑至71mm粗銃中間孔下端面至22mm周徑至71mm精銃兩頭孔的端面至50mm精銃中間孔上端面至25mm周徑至73mm精銃中間孔下端面至周徑至73mma.加工條件工件材料：HT20Q硬度190260HBS6b=0.16Gpa,鑄造。加工要求：粗銃中間孔上端面至25mm周徑至71mm粗銃中間孔下端面至22mm周徑至71mm精銃兩頭孔的端面至50mm保證粗糙度Ra=3.2仙m精銃中間孔上端面至25mm周徑至73mm精銃中間孔下端面至保證20mm同徑至73mm保證端面粗糙度

16、Ra=3.2pm,保證孔壁粗糙度Ra=6.3仙m機(jī)床：X63臥式銃床。刀具：涂層硬質(zhì)合金盤銃刀45mm選擇刀具前角丫尸+5°后角ao=8°,副后角a。'=8°,刀齒斜角入s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr”30°,副刃Kr'=5°過渡刃寬be=1mmb.計(jì)算切削用量1）銃削深度因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=4mm一次走刀即可完成所需長度。2）計(jì)算切削速度按簡明手冊KvcTmapXvfzyvaeUvZpvCvdoqv算得Vc=98mm/§n=780r/min,Vf=490mm/s據(jù)X52K立式

17、銃床參數(shù)，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s則實(shí)際切削速度Vc=3.14X80X750/1000=1.78m/s,實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncZ=750/(300X10)=0.25mm/z。3)校驗(yàn)機(jī)床功率查簡明手冊Pcc=2kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc故校驗(yàn)合格最終確定ap=1mmnc=750r/min,Vfc=475mm/§Vc=1.78m/s,fz=0.15mm/z。4)計(jì)算基本工時粗銃中間孔上端面至25mm周徑至71mmtm=L/Vf=13s粗銃中間孔下端面至22mm周徑至71mmtm尸L/Vf=13s精銃小孔上端面至50mmtm-=L/

18、Vf=8s；精銃中間孔上端面至周徑至73mmtm=L/Vf=10s；精銃中間孔下端面至周徑至73mmtm5=L/Vf=10So工序V粗鏈、半精鏈、精鏈55mmi至圖樣尺寸。a.加工條件工件材料：HT20Q硬度190260HBs6b=0.16Gpa,鑄造。加工要求：粗鏈中間孔至53mm半精鏈中間孔至54mm精鏈中間孔至55mm機(jī)床：T616臥式鏈床。刀具：YG8®質(zhì)合金鏈刀。b.計(jì)算切削用量單邊余量Z=3mm,分三次切除，則第一次ap=2mm。根據(jù)簡明手冊4.2-20查得,取f=1mm/r。根據(jù)簡明手冊4.2-21查得，?。簄=245r/minc.計(jì)算切削基本工時：tmL1221fm-

19、2000.52二30s同理，當(dāng)?shù)诙蝍p=0.6mm,第三次ap=0.4mm時，進(jìn)給量f=0.3mm/r和f=0.12mm/r,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速都取64r/min,切削基本工時分別為100s和80s。工序VI鉆中8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm勺螺紋孔，攻M8x1mmfi螺紋。a.加工條件工件材料：HT20Q硬度190260HBS人=0.16Gpa,鑄造。加工要求：先鉆8mmi勺錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進(jìn)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M8x1mmJ螺紋孔，攻M8x1mmJ螺紋。機(jī)床：組合機(jī)床。刀具：8mms

20、花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm勺絲錐。b.計(jì)算切削用量1）鉆8mm勺錐銷孔根據(jù)切削手冊查得，進(jìn)給量為f=0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z,v=5m/min,則:1000v10005.ns=199r/min二dw二8查簡明手冊表4.2-15取nw=195r/min。所以實(shí)際切削速度為：二dwnw二8195v0.1m/s10001000計(jì)算切削基本工時:lyl64”tm32sfm1950.222）鉆M8的螺紋孔刀具：7.5mm麻花鉆。根據(jù)切削手冊查得，進(jìn)給量為=0.180.33mm/z,現(xiàn)取f=0.3mm/z,v=5m/min,則:1000vns二照=212r/min二7.5簡明手

21、冊表4.2-15取nw=195r/min。所以實(shí)際切削速度為：dwnw_二7.519510001000=0.1m/s計(jì)算切削基本工時：tmfm64cc32s1950.33）攻M8x1mrmJ螺紋刀具：絲錐M6P=1mm切削用量選為:v=0.1m/s,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：ns=219r/min,按機(jī)床使用說明書選取:nw=195r/min則v=0.1m/s；機(jī)動時，l=6+4=10mm,計(jì)算切削基本工時:1y二fm6432s1950.3xffvu銃斷保證圖樣尺寸a.加工條件工件材料：HT20Q硬度190260HBS6b=0.16Gpa,鑄造。加工要求：銃斷后保證兩邊對稱相等。刀具：YG硬質(zhì)合金圓盤銃

22、刀,厚度為4mm機(jī)床：組合機(jī)床。b.計(jì)算切削用量查切削手冊，選擇進(jìn)給量為:=0.3mm/r,切削速度為：v=1m/s,則:1000v10001X“，.ns=100r/min二dw二73根據(jù)簡明手冊表4.2-39,取nw=100r/min,故實(shí)際切削速度為:二dwnw二73100,v=1m/s10001000查切削手冊表4.2-40,剛好有fm=400mm/min0計(jì)算切削基本工時:ly.：7230fm400tm=126s工序Vffl去毛刺，檢查。2.6、 夾具設(shè)計(jì)2.6.1 設(shè)計(jì)任務(wù)鉆M8螺紋孔（不含螺紋加工）夾具大批量生產(chǎn)2.6.2 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。鑄造時兩件鑄在一起。2.6.3 定位基準(zhǔn)選擇由零件圖可知，M8螺紋孔垂直于22中心線，為使基準(zhǔn)重合，應(yīng)該選擇22孔為定位基準(zhǔn)。孔在撥叉上的位置尺寸20的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為8錐銷孔中心線，但是此孔較小且屬于斜孔，不適合用于