撥叉CA6140課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

可編輯版/機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目綜合實(shí)踐上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目綜合實(shí)踐設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目CA6140撥叉工藝裝備〔年產(chǎn)量2000件學(xué)生姓名:翁杰指導(dǎo)教師:汪惠群上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化2017年12月21日上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械制造技術(shù)項(xiàng)目綜合實(shí)踐任務(wù)書(shū)題目：CA6140撥叉設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.零件圖1張2.毛坯圖1張3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片1套4.專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖1張5.專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖2張6.實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份〔包括工藝規(guī)程的制定、專用夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)床的選擇等班級(jí)機(jī)制1411學(xué)生翁杰指導(dǎo)教師汪惠群系主任2017年12月目錄一、零件的分析4〔一零件的作用4〔二零件的工藝分析4二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)5〔一確定毛坯的制造形式5〔二基面的選擇5〔三制訂工藝路線5〔四機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定8〔五確定切削用量及基本工時(shí)8三、夾具設(shè)計(jì)15〔一問(wèn)題的提出16〔二夾具設(shè)計(jì)16附錄19一、零件的分析〔一零件的作用題所給的是CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換擋作用,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連,下方的Ф50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸,通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速,兩零件鑄造為一體,加工時(shí)分開(kāi)?！捕慵墓に嚪治鯟A6140撥叉的全部技術(shù)要求列如下表:項(xiàng)目公差等級(jí)偏差〔mm粗糙度Ra定位基準(zhǔn)右端面3.2外圓表面?22的花鍵底孔IT13+0.2806.3右端面?25的六齒方花鍵孔IT7+0.02301.6右端面尺寸6的花鍵槽寬IT9+0.06+0.033.2花鍵孔中心線兩端的2*150倒角6.3花鍵孔中心線尺寸18的槽IT6+0.01203.2花鍵孔中心線尺寸8的槽IT9+0.0301.6花鍵孔中心線表1由上表分析可知,可以加工撥叉右端面；然后以此作為基準(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(méi)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。二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)〔一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(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。采用鑄造,撥叉屬于輕型機(jī)械產(chǎn)品類型,產(chǎn)量2000件,采用金屬模鑄造。〔二基面的選擇使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC通孔中心線垂直于右端面,所以以零件右端面作為粗基準(zhǔn)。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"原則,以后的加工以花鍵軸為主要的定位精基準(zhǔn)。〔三制訂工藝路線〔1.加工階段的劃分在選定撥叉各表面加工方法后,就需進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的順序及位置,這就涉及加工階段劃分方面的問(wèn)題。對(duì)于精度要求較高的表面,總是先粗加工后精加工,但工藝過(guò)程劃分成幾個(gè)階段是對(duì)整個(gè)加工過(guò)程而言的,不能拘泥于某一表面的加工。該撥叉的加工質(zhì)量要求較高,可將加工階段劃分為粗加工、精加工階段。在粗加工階段,首先以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)將精基準(zhǔn)右端面準(zhǔn)備好,使后續(xù)都可采用精基準(zhǔn)定位加工,保證其他加工表面的精度要求；然后銑削撥叉右端面。在精加工階段,完成撥叉?22㎜孔的鉆、擴(kuò)加工并進(jìn)行花鍵槽的拉削加工；進(jìn)行撥叉?18㎜的磨削加工；進(jìn)行B面的精銑；銑B面尺寸為8的槽?！?.工序的集中與分散工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù),它直接影響整個(gè)工藝路線的工序數(shù)目及設(shè)備、工裝的選用等。由于本次加工的撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),確定選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容,一方面可以采用萬(wàn)能、通用機(jī)床配以專用夾具加工,以提高生產(chǎn)效率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù),有利于保證各加工表面之間的相互位置精度,并可以縮短輔助時(shí)間?！?.制定工藝路線工藝路線方案一：工序名稱設(shè)備工藝設(shè)備車右端面,Ra=3.2μm臥式車床硬質(zhì)合金車刀,游標(biāo)卡尺鉆孔?20〔以右端面為粗基準(zhǔn)臥式車床麻花鉆擴(kuò)孔至?22+0.280,Ra=6.3μm立式鉆床擴(kuò)孔鉆,鉸刀,塞規(guī)車兩端面圓孔倒角15°臥式車床硬質(zhì)合金車刀銑削寬為18mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=3.2μm臥式銑床三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺銑削上端面〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=3.2μm臥式銑床立式銑刀,游標(biāo)卡尺粗銑寬為8mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=6.3μm精銑寬為8mm的溝槽,Ra=1.6μm臥式銑床三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺,塞塊去毛刺鉗工臺(tái)銼刀清洗清洗機(jī)清洗機(jī)終檢塞規(guī),百分表,卡尺等表2工藝路線方案二：工序名稱設(shè)備工藝設(shè)備粗銑右端面<以左端面為基準(zhǔn)>,Ra=3.2μm臥式銑床端面銑刀,游標(biāo)卡尺鉆孔?20〔V型塊定位立式鉆床麻花鉆擴(kuò)孔至?22+0.280,Ra=6.3μm立式鉆床擴(kuò)孔鉆,鉸刀,塞規(guī)車兩端面圓孔倒角15°,Ra=6.3μm臥式車床硬質(zhì)合金車刀拉花鍵,Ra=1.6μm臥式拉床拉刀,卡規(guī)銑削寬為18mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=3.2μm臥式銑床三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺,塞塊銑削上端面〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=3.2μm臥式銑床立式銑刀,游標(biāo)卡尺粗銑寬為8mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=6.3μm精銑寬為8mm的溝槽,Ra=1.6μm臥式銑床三面刃銑刀,游標(biāo)卡尺,塞塊去毛刺鉗工臺(tái)銼刀清洗清洗機(jī)清洗機(jī)終檢塞規(guī),百分表,卡尺等表3〔4.工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：先加工花鍵孔再以花鍵孔定位加工兩槽,這樣位置精度較易保證,并且定位及裝夾都比較方便。但是方案一右端面的切削和鉆通孔通過(guò)車床來(lái)實(shí)現(xiàn),集中了工序節(jié)約了時(shí)間,但是在車削右端面時(shí),極易產(chǎn)生斷續(xù)切削,應(yīng)在生產(chǎn)加工中避免。而方案二右端面則是通過(guò)銑削來(lái)實(shí)現(xiàn),避免了斷續(xù)切削,所以應(yīng)該采取方案二。〔四機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定加工表面工序名稱工序余量加工前尺寸加工后尺寸粗糙度右端面〔兩端面距離粗銑282803.2?22+0.280通孔〔直徑·鉆2002012.5擴(kuò)孔22022+0.2803.2拉花鍵〔兩對(duì)稱花鍵相距拉1.522+0.28025+0.02301.6拉花鍵〔鍵槽寬拉606+0.06+0.033.218mm的溝槽上端面〔至圓柱中心粗銑252503.28mm的溝槽左右兩端面〔距離粗銑3036.3精銑168+0.0301.68mm的溝槽下端面〔至圓柱中心粗銑827196.3表4〔五確定切削用量及基本工時(shí)〔1工序：銑削寬為18mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn),Ra=3.2μm。1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：銑削寬為18mm的溝槽機(jī)床：臥式機(jī)床X6025A,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍50~1250刀具：高速鋼鑲齒三面刃d0=125mm,L=18mm,Z=142.計(jì)算切削用量及工時(shí)毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為40mm,深度方向的加工余量為2mm,一次加工。ap=18mm,aw=23mm,取每齒進(jìn)給量af=0.05<mm/z>,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33,f=af*Z=0.05×14=0.7mm/r。v=22m/min。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。經(jīng)過(guò)計(jì)算,與56r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為50r/min及80r/min。為能達(dá)到表面粗糙度Ra3.2μm,現(xiàn)選取80r/min。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-7,lw=40mm,l1=0.5d0+<0.5~1>,l2=1~2,取l1=63mm,l2=2mm?；竟r(shí)tm===1.88<min>輔助時(shí)間0.15x1.88=0.28〔min其他時(shí)間0.06x〔0.282+1.88=0.013〔min〔2工序：粗銑削寬為8mm的溝槽〔以?22+0.280為精基準(zhǔn)1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：銑削寬為8mm的溝槽機(jī)床：臥式機(jī)床X6025A,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍50~1250刀具：高速鋼直齒三面刃d0=63mm,L=6mm,Z=162.計(jì)算切削用量及工時(shí)毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為8mm,深度方向的加工余量為8mm,二次加工?！?粗銑ap=7mm,aw=8mm,取每齒進(jìn)給量af=0.08<mm/z>,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33,f=af*Z=0.08×16=1.28mm/r。v=29m/min。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。經(jīng)過(guò)計(jì)算,與147r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為125r/min及200r/min?，F(xiàn)選取n=125r/min。如果選n=200r/min,則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-7,lw=40mm,l1=0.5d0+<0.5~1>,l2=1~2,取l1=32mm,l2=2mm。基本工時(shí)tm===0.47<min>輔助時(shí)間0.15x0.47=0.07〔min其他時(shí)間0.06x〔0.07+0.47=0.03〔min〔2精銑ap=8mm,aw=8mm,取每齒進(jìn)給量af=0.03<mm/z>,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33,f=af*Z=0.03×16=0.48mm/r。v=40m/min。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>經(jīng)過(guò)計(jì)算,與202r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為200r/min及315r/min。現(xiàn)選取n=200r/min。如果選n=315r/min,則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-7,lw=40mm,l1=0.5d0+<0.5~1>,l2=1~2,取l1=32mm,l2=2mm?；竟r(shí)tm===0.77<min>輔助時(shí)間0.15x0.77=0.11〔min其他時(shí)間0.06x〔0.11+0.77=0.05〔min〔3工序：銑削右端面,Ra=3.2μm1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：銑削右端面機(jī)床：臥式機(jī)床X6025A,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍50~1250刀具：硬質(zhì)合金端銑刀d0=100mm,Z=52.計(jì)算切削用量及工時(shí)毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為49mm,深度方向的加工余量為2mm,一次加工。ap=2mm,aw=40mm,取每齒進(jìn)給量af=0.14<mm/z>,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-25,f=af*Z=0.14×5=0.7mm/r。v=72m/min。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。經(jīng)過(guò)計(jì)算,與229r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為200r/min及315r/min?，F(xiàn)選取n=200r/min。如果選n=315r/min,則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-9,lw=49mm,l1+l2=7mm。基本工時(shí)tm===0.4<min>輔助時(shí)間0.15x0.4=0.06〔min其他時(shí)間0.06x〔0.6+0.4=0.03〔min〔4工序：銑削上端面,Ra=3.2μm1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：銑削上端面機(jī)床：臥式機(jī)床X6025A,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍50~1250刀具：高速鋼圓柱形銑刀d0=50mm,L=50,Z=8〔細(xì)齒2.計(jì)算切削用量及工時(shí)毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為40mm,深度方向的加工余量為2mm,一次加工。ap=28mm,aw=2mm,取每齒進(jìn)給量af=0.05<mm/z>,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-29,f=af*Z=0.05×8=0.4mm/r。v=21m/min。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。經(jīng)過(guò)計(jì)算,與134r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為125r/min及200r/min?，F(xiàn)選取n=125r/min。如果選n=200r/min,則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-8,lw=49mm,l1+l2=12mm。基本工時(shí)tm===1.04<min>輔助時(shí)間0.15x1.04=0.16〔min其他時(shí)間0.06x〔0.16+1.04=0.07〔min〔5工序：鉆孔?20mm1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：鉆孔直徑d0=20mm,孔深l=80mm,通孔。機(jī)床：圓柱立式鉆床Z5025,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍100~2900刀具：高速鋼麻花鉆〔直柄長(zhǎng)麻花鉆d0=20mm2.計(jì)算切削用量及工時(shí)ap==10mm,進(jìn)給量根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-69查得,f=0.43~0.53mm/r,由于==4,故允許進(jìn)給量需乘以修正系數(shù)k=0.95,故f=0.41~0.50mm/r按機(jī)床說(shuō)明書(shū),取f=0.45mm/r。切削速度,由《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-71查得v=0.25m/s=15m/min。按公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=261r/min。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-42,lw=80mm,lf=cotkr,l1=2~3mm.基本工時(shí)tm===0.747<min>輔助時(shí)間0.15x0.747=0.11〔min其他時(shí)間0.06x〔0.747+0.11=0.05〔min〔6工序：擴(kuò)孔至?20+0.280mm,Ra=6.3μm1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：擴(kuò)孔至?20+0.280mm,Ra=6.3μm,孔深l=80mm,通孔。機(jī)床：圓柱立式鉆床Z5025,8級(jí),轉(zhuǎn)速范圍100~2900刀具：整體高速鋼直柄擴(kuò)孔鉆d0=22mm,L=248mm,l=150mm,d114.3mm2.計(jì)算切削用量及工時(shí)ap=0.05D=1mm,進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-30查得,f=0.6~0.7mm/r,取f=0.6mm/r。切削速度,由《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-71查得v=0.44m/s=26.4m/min。按公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n==<r/min>。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),取n=423r/min。所以實(shí)際切削速度v==m/min。切削工時(shí)按《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表28-42,lw=80mm,l1=2~3mm,lf=cotkr.基本工時(shí)tm===<min>輔助時(shí)間0.15x0.325=0.05〔min其他時(shí)間0.06x〔0.05+0.325=0.02〔min〔7工序：拉花鍵1.加工條件工件材料：HT200,163~255HB,金屬型鑄件加工要求：拉花鍵至?25+0.0230mm,Ra=1.6μm。機(jī)床：臥式內(nèi)拉床L6106/1刀具：矩形齒花鍵拉刀2.計(jì)算切削用量及工時(shí)根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》表8-160,確定拉花鍵拉刀的單面齒升量為0.04~0.1mm,取單面齒升為0.06mm,拉削速度為3~2m/min,根據(jù)表8-161及表8-162,取v=2.5m/min。切削工時(shí)t=Zb<單面余量>=1mml=80mm=1.2k=1.4p=<1.25~1.5>=13.5mmZ==6基本工時(shí)tm==0.15<min>輔助時(shí)間0.15x0.15=0.02〔min其他時(shí)間0.06x〔0.02+0.15=0.01〔min三、夾具設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析決定設(shè)計(jì)銑削8mm槽銑床夾具。在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：①確保工件的加工質(zhì)量；②工藝性好,結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單；③使用性好,操作省力高效；④定位、夾緊快速、準(zhǔn)確,能提高生產(chǎn)率；⑤經(jīng)濟(jì)性好,制造成本低廉。確定最合理的設(shè)計(jì)方案。⑴確定定位方案,設(shè)計(jì)定位裝置。定位應(yīng)符合"六點(diǎn)定位原則"。定位元件盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件。⑵確定夾緊方案,設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊可以用手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓或其它動(dòng)力源。重點(diǎn)應(yīng)考慮夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn),以及作用力的傳遞方式,保證不破壞定位,不造成工件過(guò)量變形,不會(huì)有活動(dòng)度為零的"機(jī)構(gòu)",并且應(yīng)滿足生產(chǎn)率的要求。⑶確定夾具整體結(jié)構(gòu)方案。定位、夾緊確定之后,還要確定其它機(jī)構(gòu),如對(duì)刀裝置、導(dǎo)引元件、分度機(jī)構(gòu)、頂出裝置等。最后設(shè)計(jì)夾具體,將各種元件、機(jī)構(gòu)有機(jī)地連接在一起。⑷夾具精度分析。在繪制的夾具結(jié)構(gòu)草圖上,標(biāo)注出初步確定的定位元件的公差配合關(guān)系及相互位置精度,然后計(jì)算定位誤差,根據(jù)誤差不等式關(guān)系檢驗(yàn)所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術(shù)要求,是否合理。否則應(yīng)采取措施〔如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準(zhǔn),必要時(shí)甚至改變?cè)O(shè)計(jì)方案,然后重新分析計(jì)算。⑸夾具夾緊力分析。首先應(yīng)計(jì)算切削力大小,它是計(jì)算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法：①由經(jīng)驗(yàn)公式算出；②由單位切削力算出；③根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小,按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件裝夾的安全可靠,夾緊機(jī)構(gòu)〔或元件產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力,一般應(yīng)大于理論夾緊力?！惨粏?wèn)題的提出為了提高勞動(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)專用夾具過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)銑寬為8mm槽的銑床夾具。本夾具將用臥式機(jī)床X6025A。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀,來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。〔二夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知,寬為80+0。03mm的槽,其設(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右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。切削力及夾緊力的計(jì)算根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-5可知,粗銑Fc=CP·ap0.83·fz0.65·d-0.83·B·z·kp=510×80.83×0.080.65×63-0.83×6×16×0.55=1758.78N精銑Fc=CP·ap0.83·fz0.65·d-0.83·B·z·kp=510×20.86×0.030.65×63-0.83×8×1