1、撥叉831007零件工藝規程及夾具設計1前言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入 的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生 活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次 適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設 打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。2零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速中，主要起換檔， 使

2、主軸回轉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。零件上方的© 22孔與操縱相連，二下方的© 55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。2.2零件的工藝分析零件的材料為HT20Q灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，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：小頭孔 22 0'021以及與此孔相通的 8的錐孔、M8螺紋孔222大頭半圓孔 5504223撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心 線的垂直度誤差為0.07mm小

3、頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm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采用專用夾具 進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達 到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采 用常規的加工工藝均可保證。3確定生產類型已知此撥叉零件的生產類型為中批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工 過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。4確定毛坯4.1確定毛坯種類：零件材料為HT200考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大, 零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工 藝

4、及設備設計指導手冊（后稱指導手冊）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。4.2確定鑄件加工余量及形狀：機械制造工藝及設備設計指導手冊325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，并查表15-8確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加 工余量如下表所示：D加工 面 代 號基本尺寸加工 余 量 等 級加工余量說明D122mmG3.02孑L降 一級 雙側 加工D255mmG3.0 2孑L降 一級 雙側 加工T273mm3單側加工T350mmG2.5單側加工T473mm3單側加工表14.3繪制鑄件零件圖：5工藝規程設計5.1選擇定位基準:工序工序容定位基準工序工序容定位基準粗銑兩端小頭孔上端面

5、T1及小頭孔外圓090擴中間孔T1及小頭孔外圓020粗銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓100半精鏜中間孔T1及小頭孔外圓030粗銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓110鉆2-8錐銷孔、M8螺紋孔、功M8螺紋T1及小頭孔040精銑兩端小頭孔上端面T1及小頭孔外圓120銑斷T1、D1050精銑中間孔上端面T1及小頭孔外圓130去毛刺060精銑中間孔下端面T3及小頭孔外圓140檢杳070擴兩端小頭孔T1及小頭孔外圓150若某道工序有誤返工080精鉸兩端小頭孔T1及小頭孔外圓表2粗基準的選擇：以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表 面為輔助粗基準。精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確

6、方便，依據“基準 重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩 個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。5.2制定工藝路線根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所 能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮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。查指導手冊，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如 下：5.3選擇加工設備和工藝設備機床的選擇：工序010060均為銑平面，可采用 XA5032立式銑床。工序070080采用Z550鉆床。工序090100采用鏜床。工序11

7、0采用鉆床。多刀具組合機床。工序120采用銑斷機床。選擇夾具：該撥叉的生產綱領為中批生產，所以采用專用夾具。選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉸孔 55H13，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可5.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定541圓柱表面工序尺寸：前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：加工表面加工容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度Ra( m)工序余量最小最大55H13（D

8、2）鑄件6CT949 2.0擴孔5.8IT1254.86.32.06.25半精鏜0.2IT105500.123.20.050.2522 0.021擴孔5.84IT1221.886.32.06.25精鉸孔0.06IT7一0.0212201.60.050.25表3平面工序尺寸:工序工序加工基本經濟工序工序余量號容余量尺寸精度尺寸偏差最小最大鑄件2.5CT9粗銑 兩端 小頭 孔上 端面250.51200.251.603.60020粗銑 中間 孔上 端面2.5271200.251.656.5030粗銑 中間 孔下 端面2.5211200.251.756.5040精銑 兩端 小頭 孔上 端面0.5501

9、100.160. 351.16050精銑 中間 孔上 端面0.520.5100.060.060.471.12060精銑 中間 孔下 端面0.520100.060.060.471.12表4543確定切削用量及時間定額：工序010以T1為粗基準，粗銑© 22孔上端面。544.加工條件工件材料：HT200, c b =0.16GPa HB=190241 鑄造。加工要求：粗銑© 22孔上端面。機床：XA5032立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀，牌號YG6銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=10, 故據切削用量簡明手冊（后簡稱簡明手冊）取刀具直徑d

10、o=80mm選擇刀具 前角丫。= + 5°后角a。= 8°,副后角 a o' =8°,刀齒斜角 入S= 10° ,主刃Kr=60° ,過渡刃Kr £ =30° ,副刃Kr' =5°過渡刃寬b £ =1mm切削用量Cvd°qv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。計算切削速度按簡明手冊,V c=口 v pvKvTmapXvfzyvaeUvZ算得 Vc= 98mm/s n=439r/min,V f=490mm/s據XA5032立式銑床參數，

11、選擇 nc=475r/min,V fc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/mi n,實 際 進 給 量 為 f zc=V fc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z。校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>PcG故校驗合格。最終確定 a p=1.5mm nc=475r/min,V fc=475mm/§ V c=119.3m/min , f z=0.16mm/z。計算基本工時tm L/ V f=(32+80)/475=0.09min5.5. 工序020和工序030以T1及小頭孔外圓

12、為基準© 55孔上下端面。5.5.1. 加工條件工件材料：HT200, c b =0.16GPa HB=190241 鑄造。加工要求：精銑© 55上端面。機床：XA5032立式銑床。刀具：W18Cr4V!質合金鋼端銑刀，牌號YG6銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=10, 故據簡明手冊取刀具直徑 do=80mm選擇刀具前角丫。= + 5°后角a。二8°, 副后角a o' =8°,刀齒斜角 入s= 10° ,主刃Kr=60° ,過渡刃Kr £ =30° ,副刃Kr' =

13、5°過渡刃寬b £ =1mm5.5.2. 切削用量銑削深度因為切削量較小，故可以選擇 ap=1.0mm 一次走刀即可完成所 需長度。5.5.2.2 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查簡明手冊f=0.140.24mm/z。由于 是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z 。5.5.2.3 查后刀面最大磨損及壽命查簡明手冊表3.7，后刀面最大磨損為1.01.5mmo查簡明手冊表3.8，壽命T=180min5.5.2.4 計算切削速度 按簡明手冊，查得Vc = 98mm/s n=439r/min,V f=490mm/s據XA5032立式銑床參數，選擇 nc=475r/min,V

14、fc=475mm/s則實際切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/mi n,實 際 進 給 量 為 f zc=Vfc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z。5.525校驗機床功率查簡明手冊Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pc。故校驗合格。最終確定 a p=1.0mm nc=475r/min,V fc=475mm/§ V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。5.526計算基本工時t 尸 L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序070和080以T1及小頭孔外圓為基準，擴、精鉸©

15、22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm孔的精度達到IT7。5.5.3. 選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mn,鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 a。= 12°,二重刃長度 b £ =2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度h 1.5mm2120 °010 °305.5.4. 選擇切削用量)決定進給量所以,0.70mm/r查切 f 0.70 0.86mm/r按鉆頭強度選擇f 1.75mm/r 按機床強度選擇f 0.53mm/ r最終決定選擇機床已有的進給量f 0.48mm/r經校驗Ff 6090 Fmax校驗成）鉆頭磨鈍標準及壽

16、命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.50 . 8 mn,壽命T 60min .5.543 ）切削速度查切 Vc 18mm/r 修正系數 Ktv 1.0 Kmv 1.0 Ktv 1.0Kxv 1.0 Kiv 1.0 Kapv 10 故 vc 18mm/r。1000Vns318.3r/mind。查簡明手冊機床實際轉速為nc 272 r/mi n故實際的切削速度vcd。上15.4mm/r10005.5.5. 計算工時tmLnf30 10272 1.450.10min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。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：n 272r/ min f 0.48

17、mm/r vc 15.4m/min d019.8mm精鉸：n 272r/ min f 0.48mm/r vc 15.4m/min d0 20IT 75.6.工序090和100 T1及小頭孔外圓為基準，擴、半精鏜© 55孔。5.6.1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時d°=48mm鉆頭采用雙頭刃磨法，后角a。= 11 °，二重刃長度 b £ =11mm橫刀長b=5mm弧面長l=9m m,棱帶長度l1 3mm 2120 °010 °30 °5.6.2. 選擇切削用量）決定進給量查簡明手冊 f 1.0 1.2mm/ r按鉆

18、頭強度選擇f 2mm/r 按機床強度選擇f 0.53mm/ r最終決定選擇 Z550機床已有的進給量f 0.40mm/r經校驗Ff 1226024520 Fmax 校驗成功。鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.81.2mm壽命T 140min擴孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.91 . 4 mn,壽命T 60min 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0 . 60 . 9 mm壽命T 120mi n切削速度1.0 Ktv 1.020mm/ r。查切vc 20 mm/r 修正系數 KTV 1.0 KMVKxv 1.0 K1v 1.0 Kapv 10 故vc100

19、0vd。132.6r/min查簡明手冊機床實際轉速為nc 125r /min故實際的切削速度Vc18.8mm/ r1000擴鉸和半精鉸的切削用量同理如下：擴鉆：n 125r / min f 0.40mm/ r vc 19.5m/min d049.75mm半精鉸： n 125r / min f 0.40mm/ r vc 19.6m/min d050IT75.6.3. 計算工時tmLnf17 18125 0.530.52 min所有工步工時相同6夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序110鉆2-8錐銷孔。本夾具將用于組合機床，刀具為兩根麻花鉆，對兩個孔

20、同時加工。6.1問題的提出本夾具是用來鉆兩個22mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求，因此這兩個小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外，此中心線為三個側平面的設計基準，有一定的垂直公差要求但此工序只是粗加工，因此本工序加工時主要 考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題6.2夾具設計定位基準選擇底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求 ，因此應以地面為主要定位基準. 由于鑄件的公差要求較大，利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準時，只有采用 自動對中夾具才能同時保證對稱的兩個零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率，現決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個8mm勺通孔.切削力及夾緊力計算由于實際加工的經驗可知，鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向，即垂直于