機(jī)械制造課程設(shè)計(jì) ---ca6140機(jī)床上的撥叉設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　零件的分析</b></p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是CA6140機(jī)床上的撥叉，他位于機(jī)床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機(jī)床的變速。</p><p>　　2、零件的工藝分析：</p><p>　　CA6140車床共有四處加

2、工表面，其間有一定位置要求。</p><p><b>　　分述如下：</b></p><p>　　1、以φ25孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：φ25的孔，以及其右端面。</p><p>　　2、以φ55為中心的加工表面</p><p><b>　　3、斜面的加

3、工</b></p><p><b>　　4、撥槽的加工</b></p><p>　　由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。</p><p>　　二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p>　　1、確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件的材料為HT

4、200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜，所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。</p><p><b>　　2、基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。</p><p&

5、gt;　?。?）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(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不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)，利用一短銷大平面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)菱形銷限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,再用螺栓夾緊，然后進(jìn)行銑削。</p><p>　?。?）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序

6、基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。</p><p><b>　　3、制訂工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生

7、產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　　1）鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ25孔，以Φ40外圓和其端面為基準(zhǔn)。</p><p>　　2）銑φ55的叉口及上、下端面，以Φ25的孔定位，以兩個(gè)面作為基準(zhǔn)。</p><p>　　3）切斷φ55的叉口，用寬為4的切斷刀。</p><p>　　4）粗、半精鏜的內(nèi)孔，以Φ25的孔定位，以兩個(gè)面作為基準(zhǔn)。</p&

8、gt;<p>　　5）粗銑35×3的上表面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位。</p><p>　　6）銑40×16的槽，以Φ25的孔定位。</p><p><b>　　7）檢查</b></p><p>　　4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　零件材料為HT20

9、0，硬度170~220HBS，毛坯重量約1.12kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬模鑄造毛坯。</p><p>　　根據(jù)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：</p><p>　　1）鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ25孔</p><p>　　毛坯為實(shí)心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7~IT9之間，參照《設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》P41確定工序尺寸及余

10、量為：</p><p><b>　　鉆孔φ23.5mm</b></p><p>　　擴(kuò)孔φ24.7mm Z=1.2 mm</p><p>　　鉸孔φ25.0mm Z=0.3mm</p><p>　　銑φ55的叉

11、口及上、下端面</p><p>　　因?yàn)閿嗝娴拇植诙葹?.2，所以粗銑再精銑。參照《設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗銑φ55的叉口及上、下端面 Z=3.0mm</p><p>　　精銑φ55的叉口及上、下端面。 Z=1.0mm</p>

12、<p><b>　　切斷φ55的叉口</b></p><p><b>　　粗、半精鏜的內(nèi)孔</b></p><p>　　因?yàn)閮?nèi)孔的粗糙度為3.2，所以粗鏜再精鏜。參照《設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》P42確定工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗鏜φ51mm的內(nèi)孔到φ53.5mm Z=2.5mm&

13、lt;/p><p>　　半精鏜φ53.5mm的內(nèi)孔φ55mm Z=1.5mm</p><p><b>　　銑35×3的上表面</b></p><p>　　因?yàn)閿嗝娴拇植诙葹?.4，所以只需粗銑。參照《設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>

14、　　粗銑35×3的上表面 Z=3.0mm</p><p>　　銑40×16槽外表面</p><p>　　因?yàn)閿嗝娴拇植诙葹?.4，所以粗銑再精銑。參照《設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》P44、P45確定公差值T=0.3 mm工序尺寸及余量為：</p><p>　　粗銑40×16槽外表面

15、 Z=3.0mm</p><p>　　精銑40×16槽外表面 Z=1.0mm</p><p>　　5、確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　　1）鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ25孔</p><p><b>　　1、加工條件</b></p&g

16、t;<p>　　工件材料：灰鑄鐵HT200</p><p>　　加工要求：鉆Φ25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6 μm；先鉆Φ23的孔在擴(kuò)Φ24.8的孔，再粗鉸Φ24.94孔，再精鉸Φ25孔。</p><p>　　機(jī)床：Z5125A立式鉆床。</p><p>　　刀具：Φ23麻花鉆，Φ24.8的擴(kuò)刀，鉸刀。</p><p>

17、<b>　　2、計(jì)算切削用量</b></p><p><b>　　鉆Φ23的孔。</b></p><p><b>　?、龠M(jìn)給量</b></p><p>　　查《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》P47表2-23鉆孔進(jìn)給量f為0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)

18、給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取f=0.25mm/r。此工序采用Φ23的麻花鉆。所以進(jìn)給量f= 0.25mm/z</p><p><b>　　鉆削速度</b></p><p>　　切削速度：根據(jù)手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。</p><p

19、>　　根據(jù)手冊nw=300r/min,故切削速度為</p><p><b>　　切削工時(shí)</b></p><p>　　l=23mm，l1=13.2mm.</p><p>　　查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式：</p><p><b>　　擴(kuò)孔</b></p>

20、;<p><b>　　進(jìn)給量　</b></p><p>　　查《切削用量手冊》表2.10規(guī)定,查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)Φ24.8的孔時(shí)的進(jìn)給量,并根據(jù)機(jī)床規(guī)格選取</p><p>　　F=0.3 mm/z</p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p>　　擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根

21、據(jù)《工藝手冊》表28-2確定為V=0.4V 鉆</p><p>　　其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的切削速度.故V=0.4×21.67=8.668m/min</p><p>　　按機(jī)床選取nw=195r/min.</p><p><b>　?、矍邢鞴r(shí)</b></p><p>　　切削工時(shí)切入L1=1.

22、8mm,切出L2=1.5mm</p><p><b>　　粗鉸孔</b></p><p><b>　　進(jìn)給量</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2~1/3,故</p><p>　　F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm/r</p

23、><p>　　V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min</p><p><b>　?、谇邢魉俣?lt;/b></p><p>　　按機(jī)床選取nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度</p><p><b>　?、矍邢鞴r(shí)</b></p><p>　　切削工時(shí),切

24、入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.</p><p><b>　　精鉸孔</b></p><p><b>　　進(jìn)給量</b></p><p>　　根據(jù)有關(guān)資料介紹,鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2~1/3,故</p><p>　　F=1/3f鉆=1/3×0.3=0.1mm

25、/r</p><p>　　V=1/3V鉆=1/3×21.67=7.22m/min</p><p><b>　　②切削速度</b></p><p>　　按機(jī)床選取nw=195r/min,所以實(shí)際切削速度</p><p><b>　?、矍邢鞴r(shí)</b></p><p>

26、　　切削工時(shí),切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.</p><p>　　2）銑φ55的叉口及上、下端面</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　確定進(jìn)給量</b></p><p>　　采用端銑刀，齒數(shù)4，每齒進(jìn)給量=0.15mm/z，故進(jìn)給量f=0.6mm

27、</p><p><b>　　確定銑削速度：</b></p><p><b>　?。╩/min） </b></p><p>　　查得切削速度為9~18m/min，根據(jù)實(shí)際情況查表得V=15 m/min</p><p><b>　　2、切削工時(shí)</b></p>&

28、lt;p>　　引入L1=2mm，引出L2=2mm，L=75mm。</p><p>　　查《工藝手冊》P9-143表9.4-31，切削工時(shí)計(jì)算公式：</p><p>　　=（L+L1+L2）/V=(2+2+75)/15=5.3s</p><p>　　3）切斷φ55的叉口</p><p>　　4）粗、半精鏜的內(nèi)孔</p>&l

29、t;p>　　1、選擇刀具:查表《機(jī)械加工工藝手冊》表 11.2-10</p><p>　　選擇莫式錐柄3 刀桿直徑D=30 高速鋼刀頭</p><p><b>　　2、選擇切削用量</b></p><p>　　有《工藝手冊》表2.3-10得</p><p>　　粗鏜φ53.5，2Z=3.5</p>&

30、lt;p>　　半精鏜φ55+0.4 2Z=1.5</p><p>　　3、（1）粗鏜孔至φ53.5</p><p>　　單邊余量Z=1.75mm</p><p>　　一次鏜去全部余量ap=3.5 mm （3~8）</p><p>　　進(jìn)給量f=0.52 mm/r （0.3~1.0）</p><p>　　根據(jù)有關(guān)

31、手冊確定臥式鏜床的切削速度 為v=35m/min （20~35m/min）</p><p>　　nw =1000v /π d=1000×35 / 3.14×50 =223r/min</p><p>　　查表4.2-20 T68臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速n=250r/min </p>

32、<p>　　切削工時(shí) L=12，,L2=3，,L3=4</p><p>　　t1=L / nf =(12+3+4)/（250×0.52）=0.13min</p><p>　?。?）半精鏜孔φ55+0.40</p><p>　　切削用量 ap=1.5 （1.5~3）</p><p>　　單邊余量Z=0.1mm 一次公差去全

33、部余量ap＝0.2mm</p><p>　　進(jìn)給量 f =0.2mm/r （0.2~0.8）</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊,確定臥式鏜床切割進(jìn)度v=40m/min (25~40)</p><p>　　查表4.2-20 T68臥式鏜床（主電動(dòng)機(jī)=1.1kw，總?cè)萘?.16kw）</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速n =360r/min&l

34、t;/p><p>　　切削工時(shí) L=12,L2=3,L3=4</p><p>　　t 2=L/ nf=( 12+3+4)X8/（ 360×0.2）=1.85min</p><p>　　5）粗銑35×3的上表面</p><p>　　采用端銑刀，齒數(shù)4，粗糙度為6.3，選擇粗銑，經(jīng)濟(jì)精度等級IT12,采用立式銑床（表1-8 《機(jī)械

35、制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》）。</p><p><b>　　背吃刀量的選擇</b></p><p>　　加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)完成，=3mm。</p><p><b>　　決定每齒進(jìn)給量</b></p><p>　　X51機(jī)床功率為4.5kw，取0.15~0.3，又粗糙度是6.3，則取=

36、0.15m/z（表5-7、5-8 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》）。故進(jìn)給量f=0.6mm/r。</p><p><b>　　確定切削速度</b></p><p>　?。╩/min）（《切削用量簡明手冊》），的范圍在9~18m/min，考慮到實(shí)際情況取15m/min。</p><p><b>　　切削工時(shí)</b>&l

37、t;/p><p>　　L=35,l1=16,l2=1~3,取l2=1,=84mm/min,則由公式=（L+l1+l2）/=37.1s。輔助時(shí)間=（0.15~0.2），取=0.15，則=5.5s。</p><p>　　6）銑40×16的槽</p><p>　　1、選擇切削用量 X5032銑床 高速鋼三面刃銑刀 </p><p>

38、<b>　　確定銑削寬度</b></p><p>　　由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 </p><p><b>　　確定每齒進(jìn)給量</b></p><p>　　X5032銑床功率為，由《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-71查得取每齒進(jìn)給量為0.15mm，背吃刀量為2mm，查得=0.15~0.25mm/z，取。則總的進(jìn)

39、給量為f=1.5mm/z。</p><p><b>　　確定切削速度</b></p><p><b>　　當(dāng) 時(shí) </b></p><p><b>　　各修正系數(shù)為：</b></p><p>　　故 mm/s</p><p>

40、;<b>　　r/s</b></p><p><b>　　mm/s</b></p><p>　　2、切削工時(shí)：由《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1-99查得</p><p>　　切入行程L1=0.5d+(0.5~1)=0.5*16+(0.5~1)=9mm；</p><p>　　切出行程L2=1~2，取L2

41、=2mm； </p><p>　　=（L+L1+L2）/v=(40+9+2)/1.24=41.2s</p><p><b>　　三、夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p>　　經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第六道工序———銑40

42、5;16的槽的銑床夾具。本夾具將用于X5032立式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，對槽進(jìn)行加工。</p><p>　　（一）定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由零件圖可知，16mm槽對孔有垂直度要求，則用孔來定位，再用短銷大平面來限制五個(gè)自由度，加菱形銷來輔助，用螺紋夾緊。實(shí)際就變?yōu)槎啼N大平面和菱形銷定位的夾具。</p><p>　?。ǘ┣邢髁皧A緊力的計(jì)算&

43、lt;/p><p>　　切削刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，則</p><p><b>　　主切削力 </b></p><p>　　由《切削用量簡明手冊》P110查得</p><p>　　計(jì)算結(jié)果得 = 2448N</p><p>　　由于切削力對夾緊力影響不大，故夾緊力只需達(dá)到將工件固

44、定即可。</p><p><b>　?。ㄈ┒ㄎ徽`差分析</b></p><p>　?。?） 定位元件尺寸及公差確定</p><p>　　夾具的主要定位元件為孔的定位銷，孔與銷間隙配合。</p><p>　　（2）工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最

45、大間隙量。本夾具是用來在立式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為：Td=Dmax-Dmin </p><p>　　基準(zhǔn)位移誤差△y：由于孔和銷都有制造誤差，為工件裝卸方便還有最小間隙</p><p>　　由制造誤差引起的△

46、y＝(Dmax－dmin)/2－（Dmin-dmax)/2</p><p>　　=(0.023+0.020)/2=0.0215<0.08</p><p><b>　　在垂直度要求范圍內(nèi)</b></p><p>　　本工序采用一定位銷大平面，一菱形銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而菱形銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底板的水平力

47、，因此，工件不在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。</p><p><b>　　四、心得體會(huì)</b></p><p>　　本學(xué)期末我們進(jìn)行了機(jī)械制造的課程設(shè)計(jì)，總體來說，我們組分配的任務(wù)難度不算很大。由于考試時(shí)間安排與課程設(shè)計(jì)發(fā)生沖突，將近一周的時(shí)間我們都在復(fù)習(xí)，這種情況大家都很無奈，所以在考試結(jié)束以后，大家都

48、抓緊時(shí)間進(jìn)行本次課程設(shè)計(jì)，終于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)順利完成。</p><p>　　對于本次課設(shè)，自己感覺收獲很多，在制造課上一些沒有真正掌握的東西通過課程設(shè)計(jì)得到了理解和掌握。再是，本次課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了如何查閱文獻(xiàn)，如何在字典一般的資料書中快速有效找到自己需要的數(shù)據(jù)，在這一方面我們都得到了一定的鍛煉。在本次課程設(shè)計(jì)過程中老師給我的設(shè)計(jì)方案提出了很多建議并指導(dǎo)我改正了設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，很感謝老師的幫助?？傮w來說，本次課程設(shè)

49、計(jì)完成的很順利，達(dá)到了預(yù)期的目的。</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 范孝良主編 電子工業(yè)出版社</p><p>　　2、《機(jī)床夾具手冊》 林文煥主編 國防工業(yè)出版社</p><p>　　3、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社</

50、p><p>　　4、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 劉長青主編 華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　5、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）》 陳立新主編 中國電力出版社</p><p>　　6、《機(jī)械加工工藝手冊（第二版）》 王先逵主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　7、《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社<