CA6140車(chē)床撥叉831003課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： CA6140車(chē)床撥叉零件的 機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械系201 年 月 日目 錄序言-11.零件的工藝性分析-1 1.1撥叉的用途-1 1.2撥叉的技術(shù)要求-1 1.3審查撥叉的工藝性-12.確定毛坯制造方式和毛坯簡(jiǎn)圖-2 2.1選擇毛坯-2 2.2確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量-2 2.3繪制毛坯簡(jiǎn)圖-33.擬定撥叉工藝路線(xiàn)-3 3.1選擇定位基準(zhǔn)-3 3.2表面加工方法的選擇-3 3.3加工階段的劃分-4 3.4工序集中與分散-4 3.5工序順序的安排-4 3.6確定加工路線(xiàn)-4 3.7工藝過(guò)程卡-

2、54.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定-55.確定切削用量及基本工時(shí)-7 5.1粗銑8030面-7 5.2精銑8030面-86.夾具的設(shè)計(jì)-9 6.1切削力及夾緊力的計(jì)算-9 6.2定位基準(zhǔn)的選擇-10 6.3夾具的組成-107.參考文獻(xiàn)-118.設(shè)計(jì)的感想與體會(huì)-12序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己

3、分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給于指教。1. 零件的工藝性分析1.1撥叉的用途零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，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的作用。寬度為30mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。1.2 撥叉的技術(shù)要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ram形位公差mm撥叉左端面803.2撥叉上表面303.

4、20.10A花鍵小徑22+00.021IT7花鍵大徑25+00.021IT71.6通槽上底面356.3通槽內(nèi)側(cè)面18+00.113.20.08A通槽下底面352M8通孔85錐孔配件51.3 審查撥叉的工藝性 分析零件圖可知，該撥叉形狀、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，通過(guò)鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了撥叉上表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床等車(chē)床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面-撥叉上表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)。由此可以見(jiàn)，該零件的工藝性較好。2. 確定毛坯制造方式和毛坯簡(jiǎn)圖2.1選擇

5、毛坯零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無(wú)交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿(mǎn)足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。零件形狀簡(jiǎn)單，因此毛形狀需要與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-1）2.2確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量2.2.1公差等級(jí)撥叉的功用和技術(shù)要求（材料鑄鐵，大批量生產(chǎn)毛坯鑄件）確定該零件的公差等級(jí)為IT10（課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-1）2.2.2鑄件重量已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為0.84kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1kg2.2.3

6、零件表面粗糙度由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m2.2.4確定機(jī)械加工余量由鑄件鑄造類(lèi)型為金屬型鑄造，因此加工余量等級(jí)選為F。項(xiàng)目機(jī)械加工余量mm尺寸公差mm公差等級(jí)長(zhǎng)度8033.2IT10通槽深3532.6IT10通槽寬1832IT102.3繪制毛坯簡(jiǎn)圖 見(jiàn)附圖3擬定撥叉工藝路線(xiàn)3.1選擇定位基準(zhǔn)3.1.1精基準(zhǔn)選擇為使工件減少定位誤差，保證加工精度，使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾方便，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、互為基準(zhǔn)、自為基準(zhǔn)和便于裝夾等原則。為滿(mǎn)足形位公差要求，選擇花鍵中心線(xiàn)為精基準(zhǔn)。3.1.2粗基準(zhǔn)選擇選擇粗基準(zhǔn)主要選第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便后續(xù)工序提供基

7、準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)保證加工余量的均勻分配和加工面與非加工面（作為粗基準(zhǔn)的非加工面）的位置關(guān)系具有重要影響。根據(jù)：保證互相位置要求原則。保證加工表面加工余量合理分配的原則，便于工件裝夾原則，粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只允許使用一次的原則，因此選擇零件的右表面作為粗基準(zhǔn)。3.2表面加工方法的選擇本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，端面，及錐孔，內(nèi)倒角等。公差等級(jí)及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：（1）：花鍵 花鍵大徑表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯孔未鑄出，需鉆，擴(kuò)、鉸孔、然后直接用拉刀拉出即可。（課設(shè)表1-7）（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無(wú)需去除材料。待加工的

8、主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽內(nèi)側(cè)表面粗糙度為Ra3.2m及Ra6.3m，經(jīng)粗銑和半精銑即可。（課設(shè)表1-8（10）（3）：5錐孔 尺寸精度要求不高，去除材料，可用“鉆擴(kuò)”孔直接加工出來(lái)。（課設(shè)表1-7）（4）：M8mm螺紋孔，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查知.配鉆方式加工。在加工的適當(dāng)工藝過(guò)程中我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿(mǎn)足工藝要求。（5）：內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。3.3加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高或結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時(shí)，一般工藝路線(xiàn)較長(zhǎng)，工序較多，通常在安排工藝路線(xiàn)時(shí)，將其分為幾個(gè)階段，根據(jù)精度要求不同，可分為：（1） 粗加工階段（切除各加工表面大部分

9、余量）（2） 半精加工階段（3） 精加工（切除余量較少）（4） 精整和完整加工階段（高精度加工）3.4工序集中與分散選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。（課設(shè)15頁(yè)）3.5工序順序的安排（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)撥叉左端面（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉頭左端面內(nèi)花鍵孔，后加工次要表

10、面撥叉上端面和通槽底面及內(nèi)側(cè)面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉左端面，再加工內(nèi)花鍵孔；先撥叉上端面，再鉆M8孔3.6確定加工路線(xiàn)工序名稱(chēng)設(shè)備工藝裝備粗銑左端面立式銑床X51端面銑刀、游標(biāo)卡尺鉆孔20mm 、擴(kuò)孔至22+00.021mm Ra=3.2m立式鉆床Z535麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)拉花鍵臥式拉床L6110A拉刀、卡規(guī)精銑左端面至80mm Ra=3.2m立式銑床X51端面銑刀、游標(biāo)卡尺粗銑溝槽 、精銑溝槽 18+00.1135槽底R(shí)a=6.3m 槽內(nèi)側(cè)Ra=3.2m立式銑床X51三面刃銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺粗銑上平面 、精銑上平面 Ra=3.2m立式銑床X51端面銑刀、

11、游標(biāo)卡尺鉆孔27立式鉆床Z525麻花鉆、內(nèi)徑千分尺攻螺紋2M8mm立式鉆床Z525絲錐鉆、鉸5錐銷(xiāo)孔立式鉆床Z525麻花鉆、錐度鉸刀、塞規(guī)、卡尺去毛刺鉗工臺(tái)平銼清洗清洗機(jī)清洗機(jī)終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等3.7工藝過(guò)程卡 另附表4.機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，b=220MPa，HBS=157。根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級(jí)CT由機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中表2-1可查得毛

12、坯件的公差等級(jí)為810級(jí)，取為10級(jí)。求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中表2-3可查得尺寸公差為CT=3.2mm 求機(jī)械加工余量由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-5查得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為DF，取為E級(jí) 求RAM（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機(jī)械加工余量為E級(jí)，得RAM數(shù)值為0.7mm。求毛坯尺寸 2-M8通孔和5錐孔較小鑄成實(shí)心；左端面為單側(cè)加工，應(yīng)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)式2-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.

13、2/2=82.3mm 上端面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)式2-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 為了簡(jiǎn)化鑄件的形狀取R75mm 根據(jù)零件圖槽的輪廓尺寸，長(zhǎng)40mm，寬18mm，深35mm，故槽的最大輪廓尺寸為40mm。選取公差等級(jí)CT由機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中表2-1可查得毛坯件的公差等級(jí)為810級(jí)，取為10級(jí)。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中表2-3可查得槽深和槽寬尺寸公差分別為CT=2.6mm和2.4mm。求機(jī)械加工余量由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-5查得機(jī)械加工余量

14、等級(jí)范圍為DF，取為F級(jí)。求RAM（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-4查得槽的最大輪廓尺寸為40mm、機(jī)械加工余量為F級(jí)，得RAM數(shù)值為0.5mm。表格如下：項(xiàng)目左端面（75X40）上端面（80X40）通槽深35通槽寬18公差等級(jí)IT 10IT 10IT 10IT 10加工面基本尺寸（mm）80723518鑄件尺寸余量等級(jí)(mm)3.23.22.62.4機(jī)械加工余量等級(jí)EEFFRAM（mm）0.70.70.50.5毛坯基本尺寸（mm）82.3753215精加工余量（mm）1110.5粗加工余量（mm）1.3221花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故

15、采用拉削加工內(nèi)空尺寸為。由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2-28和表2-30確定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴(kuò)孔：22mm拉花鍵孔(6-25H7*6H9)5.確定切削用量及基本工時(shí)根據(jù)老師的工序分配，我負(fù)責(zé)的是以花鍵中心孔為基準(zhǔn)銑上頂面5.1 粗銑8030面5.1.1 加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap2 mm。5.1.2切削用量的確定 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.120選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度為v18.29m/min，每齒進(jìn)給

16、量為0.0630.102 mm/z則主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.093460124.2 mm/min5.1.3銑削加工工時(shí)的計(jì)算 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.194可查得 t 式中：i為次給次數(shù)i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm則 t5.86 min5.2 精銑 8030面5.2.1加工背吃刀量ap的確定由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm5.2.2進(jìn)給量的確定由精銑加工工藝手冊(cè)表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時(shí)同一銑刀和機(jī)床。銑削寬度為aw3 mm是的每齒進(jìn)給量為0

17、.080.05 mm/z，因?yàn)楸砭纫筝^高故fz0.06 mm/z5.2.3切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.175查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速： n437.9 r/min取n460 r/min。 則Vffz*z*n0.06*3*460=82.8 mm/min5.2.4計(jì)算銑削加工工時(shí)由上面可知 t式中 、與上述所相同。 30/310將各參數(shù)代入上式可得： t1011 min6.夾具的設(shè)計(jì)夾具是一種能夠使工件按一定的

18、技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠(chǎng)家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。 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(zhuān)用夾具。設(shè)計(jì)工序?yàn)殂姄懿?0X80上表面的專(zhuān)用機(jī)床夾具。這類(lèi)夾具定位準(zhǔn)確、裝卸工件迅速，但設(shè)計(jì)與制造的周期較長(zhǎng)、費(fèi)用較高。因此，主要適用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批或大量生產(chǎn)。6.1切削力及夾緊力的計(jì)算 切削刀具：

19、高速鋼直齒三面刃銑刀 式中：=30 計(jì)算結(jié)果 由于切削力對(duì)夾緊力影響不大，故夾緊力只需達(dá)到將工件固定即可。6.2定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖知，該端面相對(duì)于花鍵孔中心線(xiàn)有垂直度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是花鍵孔中心線(xiàn)，為了使定位誤差為零，故選擇以花鍵孔中心線(xiàn)為主要定位基準(zhǔn)，所以由定位其準(zhǔn)不重合引起的誤差為零。 6.3夾具的組成6.3.1夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件的定位方案、加工方法、生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿(mǎn)足。采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰緊夾緊螺母7使工件夾緊，有效提高了工作效率。手動(dòng)螺旋夾緊是可靠的，可免去夾緊力計(jì)算。6.3.2對(duì)刀裝置 采用直角對(duì)刀塊對(duì)刀，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用

20、）6.3.3夾具與機(jī)床連接元件 夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。6.3.4使用說(shuō)明 安裝工件時(shí)，先將工件花鍵孔裝入定位心軸，安裝開(kāi)口墊圈，用夾緊螺母擰緊，夾緊工件。6.3.5結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便7. 參考文獻(xiàn)1、黃健求主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.112、崇凱主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.23、肖繼德、陳寧平主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.54、秦國(guó)華、張衛(wèi)紅主編 機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 航空工業(yè)出版社 2006.115、秦寶榮主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 中國(guó)建材工業(yè)出版社 1998.26、陳國(guó)香主編 機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué) 清華大學(xué)出版社 2006.57、李彩霞主編 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 上海交通大學(xué)出版社 2006.18、方子良主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 上海交通大學(xué)出版社 2005.1 9、孫志禮、冷