畢業(yè)設計---設計“車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備

1、<p><b>　　學院畢業(yè)設計</b></p><p>　　設計“車床撥叉”零件的 機械加工工藝規(guī)程</p><p><b>　　設計任務書</b></p><p>　　題目: 設計“車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備</p&

2、gt;<p>　　內容：1.零件圖 1張</p><p>　　2.毛坯圖 1張</p><p>　　3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張</p><p>　　4. 結構設計裝配圖 1張</p><p>　　5

3、. 結構設計零件圖 1張</p><p>　　6. 課程設計說明書 1份</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　根據的車床撥叉圖紙要求，制定加工方案。</p><p>　　正確選擇零件的材料，并按圖紙要求正確選擇零件的各種基準尺寸。</p><

4、p>　　考慮制造工藝，使用，維護，經濟和安全等問題；</p><p><b>　　設計進度：</b></p><p>　　第一周：確定題目，收集材料。</p><p>　　第二周：了解車床撥叉的加工工藝及機床加工，為下步制定工藝做好基礎；</p><p>　　第三周：按照上一階段工作所得的知識完成所有零件的工藝規(guī)程

5、；</p><p>　　第四周：根據零件工藝要求選擇機床、刀具、夾具、工件安裝、量具等；</p><p>　　第五周：根據要求繪制圖紙及論文的撰寫，打電子稿；</p><p>　　第六周：經老師檢查后修改畢業(yè)論文；</p><p>　　第七周：打印論文，完成畢業(yè)設計；</p><p>　　第八周：進行論文答辯。

6、 </p><p>　　指導教師（簽名）： 2011年6月12號</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中

7、，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。</p><p>　　關鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要

8、………………………………………….…..3</p><p>　　1.零件的分析 …………………….…………………………………………5</p><p>　　(1) 零件的作用 ……………………………………………....5</p><p>　　(2) 零件的工藝分析………………………………………......5</p><p>　　(3) 零件的尺

9、寸圖 ……………………………………………....6</p><p>　　2.工藝規(guī)程的設計…………………………………………………………...6</p><p>　　(1) 確定毛坯的制造形式……………………………………..6</p><p>　　(2) 基面的選擇………………….............................................

10、.7</p><p>　　(3) 制定工藝路線……………………………………………..7</p><p>　　(4) 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………....8</p><p>　　(5) 確立切削用量及基本工時………………………………..9</p><p>　　3.夾具設計…………………………………………………………………13&

11、lt;/p><p>　　(1) 問題的提出……………………………………..13</p><p>　　(2) 分析資料…………………..............................................13</p><p><b>　　13</b></p><p>　　(3) 確定結構方案……………………

12、………………………..14</p><p>　　(4) 設計制定家具主要技術條件………………………………..14</p><p>　　4.總結………………………………………………………………………..2</p><p>　　【5.參考文獻……………………………………………………………….....26</p><p><b>　　一、

13、零件的分析</b></p><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中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，工作過程：撥叉零件是在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現系統(tǒng)調速，轉向。其花鍵孔Φ25mm通過與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動，零件的兩個叉頭部位與滑移齒輪相配

14、合。</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：</p><p>　　零件孔Φ22mm的上下加工表面及花鍵孔Φ25mm</p><p>　　這一組加工表面包括：孔Φ22mm的上下加工表面，孔Φ22mm的內表面，有粗糙度要求為Ra

15、小于等于6.3um，Φ25mm的六齒花鍵孔，有粗糙度要求Ra小于等于3.2um，擴兩端面孔，有粗糙度要求Ra=6.3um;</p><p>　　加工時以上下端面和外圓Φ40mm為基準面，有由于上下端面須加工，根據“基準先行”的原則，故應先加工上下端面（采用互為基準的原則），再加工孔Φ22mm, 六齒花鍵孔Φ25mm和擴孔；</p><p>　　孔Φ22mm兩側的撥叉端面</p>

16、<p>　　這一組加工表面包括：右側距離18mm的上下平面，Ra=3.2um，有精銑平面的要求，左側距離為8mm的上下平面，Ra=1.6um，同樣要求精銑；</p><p>　　加工時以孔22mm，花鍵孔25 mm和上下平面為基準定位加工；</p><p>　　根據各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面尺寸，上述表面的技術要求采用常規(guī)加工工

17、藝均可以保證，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們的位置精度要求</p><p><b>　　零件的尺寸圖</b></p><p>　　二、 工藝規(guī)程設計</p><p>　　(一)確定毛坯的制造形式</p><p>　　1：零件材料為HT200?？紤]零件在機床

18、運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。</p><p>　　2：已知零件的生產綱領是20000件每年,故查表（15-2），可確定其為大批生產，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序適當集中，加工設備主要以通用設備為主，采用專用夾具，這樣投資較少，投產快生產率較高，轉產較容易。</p><p>　　3：根據零件的材料確定毛坯為鑄件，材料為HT200，毛坯的

19、鑄造方法為金屬模機械造型（表15-4），鑄件尺寸公差等級為CT9級（表15-5）</p><p><b>　?。ǘ┗娴倪x擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。</p><p>　?。?）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對

20、有若干個不加工表面的工件，則應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。根據這個基準選擇原則，現選取φ22孔的不加工外輪廓底面作為粗基準，利用圓柱來定位，另外四爪握住兩邊來限制六個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。</p><p>　?。?）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。</p><p><b>　?。ㄈ?/p>

21、制定工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線，在生產綱領確定的情況下, 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求來制定工藝路線?？梢钥紤]采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。</p><p><b>　　1..工藝路線方案</b></p><p

22、><b>　　工序一 鑄坯。</b></p><p>　　工序二 粗銑圓柱底面。</p><p>　　工序三 鉆圓柱成φ20的孔。</p><p>　　工序四 擴鉸孔φ20到φ22。</p><p>　　工序五 粗車圓柱孔口斜度為20度。</p><p>　　工序六 粗銑右槽1側平面和高度為

23、8mm（見圖）,粗銑高度為18mm的左槽2（見圖）。</p><p>　　工序七 精銑槽1的上下面和和里面、側面，精洗槽2的上下面和里面。</p><p>　　工序八 拉銷孔φ22成花鍵。</p><p><b>　　工序九 去毛刺。</b></p><p><b>　　工序十 檢驗。</b><

24、;/p><p><b>　　2，選擇機床</b></p><p>　　工序一，工序五，，工序七均為銑表面，可用XA5032銑床。</p><p>　　工序三為鉆孔，擴孔工藝，可采用搖臂鉆床Z305B。</p><p>　　工序八為拉花鍵，采用普通拉床。</p><p>　　( 4 ) 工序六用車床。

25、</p><p>　　3，選擇夾具:每個工序都可以采用專用的夾具,夾具后面再設計。</p><p>　　4，選擇刀具:在銑床上用高速鋼立銑刀，銑上下兩槽用三面刃銑刀，在車床上選普通車刀，內拉床選矩形齒花鍵拉刀</p><p>　　5，選擇量具:精度要求較高的可用內徑千分尺量程50～125，其余用游標卡尺分度值為0.02</p><p>　?。?/p>

26、四）機械加工余量、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，，生產類型大批量，鑄造毛坯。</p><p>　　據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p>　　1. 查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》</p>

27、<p><b>　　銑削加工余量為：</b></p><p>　　粗銑 2-4mm</p><p>　　半精銑 1-2mm</p><p>　　精銑 0-1mm</p><p>　　2. 圓柱（φ40用鑄成）內孔φ22用鉆和擴成，加工余量：</p><p>

28、<b>　　擴孔 1.2mm</b></p><p><b>　　3．粗車加工余量：</b></p><p>　　粗 車 1.2mm</p><p>　　半精車 0.8mm</p><p>　　4．右凹槽:對于右凹槽的加工，由于事先未被鑄出，要滿足其槽的深度先需要粗銑，現確定其加工余量取8m

29、m。為了保證槽兩邊的表面粗糙度和槽的水平尺寸的精度要求，需要進行精銑槽的兩側面,加工余量取0.5mm。</p><p>　　5.左凹槽:由于此平面沒有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸為槽寬 (精度較高，IT6級)，槽的深度為15，可事先鑄出該凹槽，該槽的三個表面的粗糙度都為，在粗銑后精銑能達到粗糙度要求。</p><p>　　6.孔：鉆孔其尺寸為20mm，加工余量取2mm,擴孔鉆，保留0

30、.5mm的拉刀加工余量。孔里的花鍵槽用組合裝配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。</p><p>　　7，其他尺寸直接鑄造得到</p><p>　　由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。</p><p>　?。ㄎ澹┐_立切削用量及基本工時</p><p>　　工序一 毛坯工序

31、Ⅰ </p><p>　　用鑄造尺寸如毛坯圖（CAD毛坯圖）</p><p><b>　　工序二 銑圓柱下面</b></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

32、>　　加工要求：粗銑鑄件圓柱下面。</p><p>　　機床：銑床，XA5032臥式銑床。</p><p>　　刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=40mm,深度ap<=1.5mm齒數z=10,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀

33、齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。</p><p><b>　　2. 切削用量</b></p><p>　　1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。</p><p>　　2）每齒進給量 機床功率為

34、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

35、《切削手冊》，V c=</p><p>　　算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s</p><p>　　據XA6132銑床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。</p>

36、<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=1.3mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。</p><p><b>　　6）計算基本工時</b></p><

37、;p>　　tm＝L/ Vf=(40+40)/475=0.168min。</p><p>　　工序三 以φ22孔底面為精基準，鉆、擴φ22孔。</p><p><b>　　1. 選擇鉆頭 </b></p><p>　　選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀

38、長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）決定進給量</b></p><p>　　查《切》 ，所以， </p><p>　　按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇&l

39、t;/p><p>　　最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。</p><p>　?。?）鉆頭磨鈍標準及壽命　</p><p>　　后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～0.8mm，壽命．</p><p><b>　?。?）切削速度</b></p><p>　　查《切》 修正系數 &

40、lt;/p><p><b>　　故。</b></p><p>　　查《切》機床實際轉速為</p><p><b>　　故實際的切削速度</b></p><p><b>　?。?）校驗扭矩功率</b></p><p><b>　　所以 </b&

41、gt;</p><p>　　故滿足條件，校驗成立。</p><p><b>　　3.計算工時</b></p><p>　　T=L/nf=65/272*1.45=0.163min</p><p>　　4 .擴孔的切削用量如下：</p><p>　　擴鉆： </p><

42、p>　　工序五 以φ22孔底面為精基準，倒20度角，用普通車床。</p><p>　　工序六 以φ20孔為精基準，粗銑兩槽的三個端面，保證槽1，槽2上下面粗早粗糙度小于3.2。。</p><p>　　1. 加工條件 粗銑上平面的槽，精銑上平面的槽兩側</p><p>　　(1)粗銑上平面的槽： 由機械手冊可以直接查出銑削速度： 采用錯齒三面刃銑刀，。則&

43、lt;/p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　(2)精銑上平面的槽兩側： 由于是精加工銑削速度放大30％，其值： 采用錯齒三面刃銑刀，，則：</p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　2， 粗銑下平面的槽，精銑下平面的槽的三個面</p>

44、<p>　　(1)粗銑下平面的槽： 由機械手冊可以直接查出銑削速度：</p><p>　　采用鑲齒三面刃銑刀，。則</p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　(2)精銑下平面的槽的三個面： 由于是精加工銑削速度放大30％，其值： 采用鑲齒三面刃銑刀，。則</p><p><b

45、>　　計算工時</b></p><p><b>　　工序八 拉銷花鍵 </b></p><p>　　用拉刀拉銷花鍵單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度拉刀同時工作齒數</p><p><b>　　切削工時</b></p><p><b

46、>　　花鍵孔的工序尺寸：</b></p><p><b>　　工序九 去毛刺</b></p><p><b>　　工序十 檢查。</b></p><p>　　其余幾步數據見工藝卡片。</p><p><b>　　三、 夾具設計</b></p>

47、<p>　　經過仔細分析決定設計銑槽1，槽2銑床床卡具。在確定夾具設計方案時應當遵循的原則是：① 確保工件的加工質量；② 工藝性好，結構盡量簡單；③ 使用性好，操作省力高效；④ 定位、夾緊快速、準確，能提高生產率；⑤ 經濟性好，制造成本低廉。確定最合理的設計方案。 ⑴ 確定定位方案，設計定位裝置。定位應符合“六點定位原則”。定位元件盡可能選用標準件。</p><p>　?、?確定夾緊方案，設計

48、夾緊機構。夾緊可以用手動、氣動、液壓或其它動力源。重點應考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，保證不破壞定位，不造成工件過量變形，不會有活動度為零的“機構”，并且應滿足生產率的要求。</p><p>　?、?確定夾具整體結構方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其它機構，如對刀裝置、導引元件、分度機構、頂出裝置等。最后設計夾具體，將各種元件、機構有機地連接在一起。 ⑷ 夾具精度分析。在繪制的

49、夾具結構草圖上，標注出初步確定的定位元件的公差配合關系及相互位置精度，然后計算定位誤差，根據誤差不等式關系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本工序加工技術要求，是否合理。否則應采取措施（如重新確定公差、更換定位元件、改變定位基準，必要時甚至改變原設計方案），然后重新分析計算。 ⑸ 夾具夾緊力分析。首先應計算切削力大小，它是計算夾緊力的主要依據。通常確定切削力有以下三種方法：① 由經驗公式算出；② 由單位切削力算出；③ 由手冊上提供的諾模

50、圖（如M-P-N圖）查出。根據切削力、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，夾緊機構（或元件）產生的實際夾緊力，一般應為理論夾緊力的1.5~2.5倍。 </p><p><b>　?。ㄒ唬﹩栴}的提出</b></p><p>　　在給定的零件中，對本步加工的定位提出具體的要求是一定的公差，定位要求較高。因此，本步的重點應在保證工件

51、的定位，來保證兩槽的尺寸。</p><p>　　具體要求：1、保證槽1，槽2的尺寸。</p><p>　　2、保證圖中其它的標尺寸。</p><p><b>　?。ǘ┓治鲑Y料</b></p><p>　　1：本到工序為中期加工，孔φ22尺寸公差比較大，所以可以得到保證，工件有合適的定位，</p><

52、p>　　2：本工序加工的要求主要保證位置尺寸，對槽的要求很高。</p><p>　　3：大批生產，工藝并不很復雜，所以夾具應當簡化結構，降低夾具設計成本與制造成本，提高經濟效益</p><p>　　4：切削力和卡緊力計算</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卡緊。</p><p><b>　　

53、（三）確定結構方案</b></p><p>　　1、定位方式：為保證加工時將零件的位置固定，必須限制6個方向的自由度。為了方便裝夾，故采用一孔兩鉤完成完全定位。</p><p>　　2、 選擇定位元件，設計定位裝置</p><p>　　A：類型：兩鉤，支撐板，長圓柱銷。</p><p>　　B：確定定位元件尺寸及配合公差：<

54、/p><p>　　1.長圓柱銷的尺寸為φ22。</p><p>　　2.帶有螺母和螺栓的兩鉤。</p><p>　?。ㄋ模┰O計制定夾具主要技術條件</p><p>　　1： 首先保證槽1，槽2的尺寸和表面粗糙度不大于3.2。</p><p>　　2 ：其次要保證花鍵的尺寸。</p><p>　　3：