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文檔簡介
1、<p> 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計</p><p><b> 機械制造工藝學(xué)</b></p><p><b> 課程設(shè)計說明書</b></p><p> 設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備</p><p> 設(shè) 計 者 </p
2、><p><b> 指導(dǎo)教師 </b></p><p><b> 序言</b></p><p> 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、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)計之前對所學(xué)各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)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重
3、要的地位。</p><p> 就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計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“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。</p><p> 由于能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指導(dǎo)。</p><p><b> 一、零件的分析</b></p&g
4、t;<p><b> 零件的作用</b></p><p> 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的φ25孔與操縱機構(gòu)相連,φ55半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。</p><p>
5、<b> 零件的工藝分析</b></p><p> 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:</p><p> 1.小頭孔φ25; </p><p> 2.大頭半圓孔Ф及其端面;</p><p><b&
6、gt; 3.16×8槽;</b></p><p> 4.φ40外圓斜面;</p><p> 5.大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm;</p><p> 6. 槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm。</p><p> 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
7、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</p><p> 二、 工藝規(guī)程設(shè)計</p><p> (一)確定毛坯的制造形式</p><p> 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過程劃分階段;工序適
8、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。</p><p> 零件材料為HT200??紤]零件在機床運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。</p><p><b> ?。ǘ┗娴倪x擇</b></p><p> 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保
9、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。</p><p> 1) 粗基準(zhǔn)的選擇:按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則,即當(dāng)零件有不加工表面時,應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn);若零件有若干不加工表面時,則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對本零件而言,則應(yīng)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。</p><p> 2) 精基準(zhǔn)的選擇:
10、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。對本零件而言,大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm,槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm,則應(yīng)以φ25小頭孔為精基準(zhǔn)。</p><p><b> ?。ㄈ┲贫üに嚶肪€</b></p><p> 制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等
11、技術(shù)要求能達(dá)到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具,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。</p><p><b> 1.工藝路線方案一</b></p><p> 工序Ⅰ 車φ55圓與兩端面</p><p> 工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個零件&
12、lt;/p><p> 工序Ⅲ 銑16×8槽</p><p> 工序Ⅳ 銑φ40外圓斜面</p><p> 工序Ⅴ 加工φ25小頭孔</p><p><b> 2.工藝路線方案二</b></p><p> 工序Ⅰ 銑斷,使之為兩個零件</p><p>
13、 工序Ⅱ 加工φ25小頭孔</p><p> 工序Ⅲ 銑16×8槽</p><p> 工序Ⅳ 車φ55半圓與兩端面</p><p> 工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面</p><p> 3.工藝方案的比較與分析</p><p> 上述兩個方案的特點在于:方案一是先加工φ55圓與兩端面,以便于后續(xù)加
14、工,并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢,提高了工作效率,然后在銑床上把所有銑的工序全部弄完,省去了在各機床間切換的麻煩,最后加工孔;方案二是先切開工件,分別加工,然后加工小頭孔,再銑、再車、再銑……顯然,工序上不如方案一效率高。但由于圓與槽都與小頭孔有垂直度要求,可以先加工小頭孔,后加工槽;圓應(yīng)該利用兩件合鑄的優(yōu)勢,所以還是先加工φ55大圓。故可以將工序定為:</p><p> 工序Ⅰ 粗,精車φ55圓與兩端面</
15、p><p> 工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個零件</p><p> 工序Ⅲ 加工φ25小頭孔</p><p> 工序Ⅳ 銑16×8槽</p><p> 工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面</p><p> 這樣,看起來工序簡潔且保證了垂直度的要求,還能充分利用兩件合鑄的優(yōu)勢。</p><p&
16、gt; 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片”。</p><p> ?。ㄋ模C械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定</p><p> “CA6140車床撥叉”,零件材料為HT200,硬度190~210HB,毛坯重量約為1.5kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),鑄造毛坯。</p><p> 根據(jù)以上原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺
17、寸及毛坯尺寸如下:</p><p> 1. 外圓表面沿軸線長度方向的加工余量及公差(φ25,φ55端面)。</p><p> 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》(以下稱《工藝手冊》)表2.2~2.5,取φ25,φ55端面長度余量均為2.5(均為雙邊加工)</p><p><b> 銑削加工余量為:</b></p><p&g
18、t;<b> 粗銑 1mm</b></p><p><b> 精銑 0mm</b></p><p> 2. 內(nèi)孔(φ55已鑄成孔)</p><p> 查《工藝手冊》表2.2~2.5,取φ55已鑄成孔長度余量為3,即鑄成孔直徑為49mm。</p><p><b> 工序尺寸加工余量
19、:</b></p><p><b> 鉆孔 2mm</b></p><p> 擴孔 0.125mm</p><p> 鉸孔 0.035mm</p><p><b> 精鉸 0mm</b></p><p> 3. 其他尺寸直接鑄造得到</p&
20、gt;<p> 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。</p><p> (五)確立切削用量及基本工時</p><p> 工序一 粗,精車φ55圓與兩端面</p><p><b> 1. 加工條件</b></p><p>
21、 工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p> 加工要求:粗,精銑φ55圓以及上下端面。</p><p> 機床:臥式車床CA6140</p><p> 刀具:YW2內(nèi)圓車刀 YW3端面車刀</p><p><b> 2. 計算切削用量</b></p>
22、<p> 1)銑削深度 因為切削量較小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長度。</p><p> 2)每齒進(jìn)給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑,選較小量f=0.14 mm/z。</p><p> 3)查后刀面最大磨損及壽命 </p><p> 查《切削手冊》表3.7,后刀面最大
23、磨損為1.0~1.5mm。</p><p> 查《切削手冊》表3.8,壽命T=180min</p><p> 4)計算切削速度 按《切削手冊》,V c=</p><p> 算得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s</p><p> 據(jù)臥式車床CA6140銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475m
24、m/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。</p><p> 5)校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。</p><p> 最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/
25、s,V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。</p><p><b> 6)計算基本工時</b></p><p> tm=L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。</p><p> 工序二 銑斷,使之為兩個零件</p><p><b> 1. 加工條件</b
26、></p><p> 工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p> 加工要求:銑斷,使之為兩個零件</p><p><b> 機床:X60銑床。</b></p><p> 刀具:高速鋼鑲齒三面刃銑刀</p><p> 工序三 加工φ
27、25小頭孔</p><p><b> 1. 加工條件</b></p><p> 工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p> 加工要求:加工φ25小頭孔</p><p> 機床:立式鉆床Z535</p><p> 選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆
28、頭φ25mm,鉆孔至φ23mm, 擴孔至φ24.8mm,鉸孔至φ24.94mm,精鉸孔至φ25mm </p><p><b> 2.選擇切削用量</b></p><p><b> ?。?)決定進(jìn)給量</b></p><p> 查《切削手冊》 </p><p><b> 所以,
29、</b></p><p> 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇</p><p> 最終決定選擇機床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。</p><p> ?。?)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 </p><p> 后刀面最大磨損限度(查《切削手冊》)為0.5~0.8mm,壽命.</p><p><b> ?。?/p>
30、3)切削速度</b></p><p> 查《切削手冊》 修正系數(shù) </p><p><b> 故。</b></p><p> 查《切削手冊》機床實際轉(zhuǎn)速為</p><p><b> 故實際的切削速度</b></p><p><b> (
31、4)校驗扭矩功率</b></p><p><b> 所以 </b></p><p> 故滿足條件,校驗成立。</p><p><b> ?。?計算工時</b></p><p> 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。</p><p>
32、; 擴鉸和精鉸的切削用量如下:</p><p><b> 擴鉆: </b></p><p><b> 鉸孔: </b></p><p><b> 精鉸: </b></p><p> 工序四 銑16×8槽</p>&
33、lt;p><b> 1. 加工條件</b></p><p> 工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p> 加工要求:銑16×8槽</p><p><b> 機床:X60銑床</b></p><p> 選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面
34、刃銑刀</p><p><b> ?。?)決定進(jìn)給量</b></p><p> 查《切削手冊》 </p><p> 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇</p><p> 最終決定選擇Z550機床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。</p><p> ?。?)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 </p&g
35、t;<p> 后刀面最大磨損限度(查《切削手冊》)為0.8~1.2mm,壽命</p><p> 擴孔后刀面最大磨損限度(查《切削手冊》)為0.9~1.4mm,壽命</p><p> 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切削手冊》)為0.6~0.9mm,壽命</p><p><b> ?。?)切削速度</b></p>
36、<p> 查《切削手冊》 修正系數(shù) </p><p><b> 故。</b></p><p> 查《切削手冊》機床實際轉(zhuǎn)速為</p><p><b> 故實際的切削速度</b></p><p><b> 3.計算工時</b></p>
37、<p><b> 所有工步工時相同。</b></p><p> 工序五 銑φ40外圓斜面</p><p><b> 1. 加工條件</b></p><p> 工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。</p><p> 加工要求:銑16
38、5;8槽</p><p><b> 機床:X60銑床</b></p><p> 選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀</p><p><b> 。</b></p><p><b> 三、 夾具設(shè)計</b></p><p> 為了提高勞動生產(chǎn)率,保證
39、加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。</p><p> 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計加工孔φ25工序的夾具。本夾具將用于立式鉆床Z535,刀具為麻花鉆頭φ25mm,對工件φ25孔進(jìn)行鉆加工。</p><p><b> 問題的提出</b></p><p> 在給定的零件中,對本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。
40、因此,本步的重點應(yīng)在夾緊的方便與快速性上。</p><p><b> 夾具設(shè)計</b></p><p><b> 定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p> 出于定位簡單和快速的考慮,工件以φ40外圓、平面和側(cè)面為定位基準(zhǔn),在V形塊、支承板和擋銷上實現(xiàn)完全定位。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。</p>
41、<p><b> 切削力和卡緊力計算</b></p><p> 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的夾緊。</p><p><b> 軸向力</b></p><p><b> 扭矩 </b></p><p> 由于扭矩很小,計算時可忽略。&
42、lt;/p><p><b> 夾緊力為</b></p><p> 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1</p><p> 則實際夾緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N</p><p> 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊,調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力。</p>&l
43、t;p> 3. 定位誤差分析</p><p> 本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,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> 4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明</p><p> 夾具的
44、夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。</p><p> 夾具上設(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。</p><p> φ25孔加工鉆床夾具的裝配圖(見附圖)</p><p><b> 四、 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 1.趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書—2版,北京:機械工業(yè)
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