機械制造工藝學課程設計-CA6140車床撥叉[831008]工藝及鉆擴鉸20孔夾具設計（全套圖紙）

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1、1 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 序言序言 1 1 一、零件的分析一、零件的分析 1 1 1 1 零件的作用零件的作用 2 2 2 2 零件的工藝分析零件的工藝分析 2 2 1.1. 以以 2020 為中心的加工表面為中心的加工表面 2 2 2.2. 以以 5050 為中心的加工表面為中心的加工表面 2 2 二、二、 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計 2 2 ( (一一) )確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 2 2 （二）基面的選擇（二）基面的選擇 2 2 （三）制定工藝路線（三）制定工藝路線 3 3 1.1. 工藝路線方案一工藝路線方案一 3 3 2.2.工藝路

2、線方案二工藝路線方案二 3 3 3.3.工藝路線方案三工藝路線方案三 4 4 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4 4 （五）確立切削用量及基本工時（五）確立切削用量及基本工時 5 5 三、三、 卡具設計卡具設計 7 7 1 1 問題的提出問題的提出 7 7 2 2 卡具設計卡具設計 7 7 2 1 1 定位基準的選擇定位基準的選擇 7 7 2.2.力和卡緊力計算力和卡緊力計算 7 7 3.3. 定位誤差分析定位誤差分析 7 7 4.4. 卡具設計及操作的簡要說明卡具設計及操作的簡要說明 7 7 參考文獻參考文獻 8 8 序言 機械制造工

3、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(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)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(lián)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“四化”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。 一、零件的分析 1零件的作用零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中， 主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者

4、的要求工作，獲得所需的 速度和扭矩的作用。零件上方的20孔與操縱機構相連，二下方的 50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。 2零件的工藝分析零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如 下： 3 1. 以20為中心的加工表面 這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔 021 . 0 0 有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個M8的螺紋孔。下 端有一個47的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。 2. 以50為中心的加工表面 這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個端面。

5、 50 . 0 25 . 0 這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個端面與20 50 . 0 25 . 0 的孔有垂直度要求。 021 . 0 0 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為 基準加工另外一組。 二、 工藝規(guī)程設計 (一一)確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零 件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇（二）基面的選擇 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。否則，加工工藝過程 中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的

6、大批報廢，是生產無法正 常進行。 （1）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(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選 取20mm孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形 021 . 0 0 塊支承這兩個32mm作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限 制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。 （2）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，這在以后還要專門計算， 此處不再重復。 （三）制定工藝路線（三）制定工藝路線 制定工藝路

7、線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及 位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可 4 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。 1. 工藝路線方案一 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑20mm孔上端面。 工序三 鉆、擴、鉸、精鉸20mm、50mm孔。 工序四 粗、精銑50mm孔上端面 工序五 粗、精銑50mm、20mm孔下端面。 工序六 切斷。 工序七 鉆4mm孔（裝配時鉆鉸錐孔） 。 工序八 鉆一個4mm孔，攻M6mm螺紋。 工序九 銑47凸臺。 工序十 去毛刺。 上面工序加工

8、效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求。且看 另一個方案。 2.工藝路線方案二 工序一 鑄造毛坯。 工序二 粗、精銑20mm孔上端面。 工序三 粗、精銑20mm孔下端面。 工序四 鉆、擴、鉸、精鉸20mm孔。 工序五 鉆、擴、鉸、精鉸50mm孔。 工序六 粗、精銑50mm孔上端面 工序七 粗、精銑50mm孔下端面。 工序八 切斷。 工序九 鉆4mm孔（裝配時鉆鉸錐孔） 。 工序十 鉆一個4mm孔，攻M6mm螺紋。 工序十一 銑47凸臺。 工序十二 去毛刺。 上面工序可以適合大多數(shù)生產，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。 3.工藝路線方案三 工序一 工序二 以32mm外圓為粗

9、基準，粗銑20mm孔下端面。 工序三 精銑20mm孔上下端面。 工序四 以20mm孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20mm孔， 5 保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。 工序五 以20mm孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50mm孔，保證孔 的精度達到IT7。 工序六 切斷。 工序七 以20mm孔為精基準，粗銑50mm孔上下端面。 工序八 以20mm孔為精基準，精銑50mm孔上下端面，保證端面相 對孔的垂直度誤差不超過0.07。 工序九 以20mm孔為精基準，鉆4mm孔（裝配時鉆鉸錐孔） 。 工序十 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻M6螺紋。 工序十一 以20孔為精基準，銑47凸

10、臺。 工序十二 去毛刺。 雖然工序仍然是十二步，但是效率大大提高了。工序三和工序一比起 工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調整） 。 多次加工50、20孔是精度要求所致。 以上工藝過程詳見工藝過程卡。 （四四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮 重量2.2kg，生產類型中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（20，50端 面） 。 查機械制造

11、加工工藝設計簡明手冊 （以下稱工藝手冊 ）表 2.22.5，取20，50端面長度余量均為2.5mm（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1.8mm 精銑 0.7mm 2. 內孔（50已鑄成孔） 查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為0.2mm，即 鑄成孔直徑為49.8mm。 工序尺寸加工余量： 鉸孔 0.075mm 精鉸孔 0.025mm 6 3. 其他尺寸直接鑄造得到 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。 （五）確立切削用量及基本工時五）確立切削用量及基本工時 在設計夾具時以工藝方案三中的第四道工序計

12、算。 工序四 以20孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20孔，保證垂直 度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。工件材料為HT200，硬度 190210HB,表面粗糙度為3.2，選用Z525立式鉆床。 a Rm 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后 角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 mml5 . 1 1 120210 0 30 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 按加工要求選擇進給量： 根據(jù)手冊 ，由表10.4.1可查出： rmmf/86 . 0 70 . 0 由孔深與孔徑比 ，修正系數(shù)取=1.

13、0 35 . 1 20 30 d l lf K 所以， 。 rmmf/86 . 0 70 . 0 按鉆頭強度選擇： 。 rmmf/75 . 1 按機床強度選擇：。 rmmf/53 . 0 最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校 rmmf/48 . 0 max 6090FFf 驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命 查手冊表10.4-8后刀面最大磨損限度（查切 ）為 0.5.mm，耐用度 min60T （3）切削速度 查加工工藝手冊表10.4-9，鉆、擴、鉸孔時切屑速度計算公式為： K m/min v v yx p m Z faT dC 0 V 查手冊得：C =8.1，Z =0.25，X =0，y

14、 =0.5，m=0.2 VVVv 所以， =14.97m/min(0.25m/s) min/218 1000 0 r d v ns 7 查手冊機床說明書取實際轉速為 min/272rn 故實際的切削速度 rmm nd vc/15 1000 0 （4）計算軸向力F及校驗扭矩P 及功率M m 查手冊軸向力，扭矩及功率的計算公式分別為： F=C dfK （N） ，P =（kw）,M=C dfK (N.M) F 0 F Z F y F m0 30d MV M 0 M Z m y M 查表得: C =420、Z =1.0、y =0.8、C0.206、Z =2.0、y =0.8 FFF MMM 由表10.

15、4-12,鉆孔條件改變時軸向力及扭矩的修正系數(shù)分別為: K=K=0.94,K=1.0,K=1.0,K=1.0,K=1.0 MFMMXFXM VBFVBM 所以:F=3950(N),M=34.88(N.M),P =0.97(kw) M 校驗機床功率:由機床說明書P =2.8,機床效率 =0.81 E 機床有效功率為:P= P=2.80.81=2.268(kw) EE 所以 , P P ,故選擇切削用量可用。 EM 即：d =18mm，f=0.48mm/r，n=272r/min,v=15m/min。 0 此時,F=3950N,M=34.88N.M, P =0.97kw。 M .計算工時 )18mi

16、n(30 . 0 48 . 0 272 1030 s nf L tm 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： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvcmmd 8 . 19 0 鉸孔： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvcmmd94.19 0 精鉸： min/272rn rmmf/48 . 0 min/15mvc720 0 ITd 三、 卡具設計 經過與老師協(xié)商，決定設計第四道工序以孔上端面為精基 mm20 準，鉆擴鉸精鉸孔，保證垂直精度誤差不超過0.05mm，孔精度 mm20 達IT

17、7。本卡具將用于Z525立式鉆床。鉆頭選用高速鋼麻花鉆。 1問題的提出 利用本夾具主要是鉆兩孔，且孔與端面有一定得 位置精 mm20 8 度要求。在本工序中 ，主要考慮保證其位置精度并提高勞動效率， 及降低勞動強度。 2卡具設計 3 定位基準的選擇 由零件圖可知，孔與其上下端面均有一定的垂直度要求， mm20 在本工藝中上下端面已銑并達到一定精度，故采用孔的 mm20 上端面為主要定位基準，使用V型塊卡緊。 2.力和卡緊力計算 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。 由前計算可知： NF3950 MNkfdCM M yMzM M 88.34 0 在計算卡緊力時，只考慮扭矩的影

18、響，查手冊可得： 卡緊力：W= )(9701 3 . 0 5 . 1 18 . 0 35 2 sinN f K D M 使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可 指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用孔上端面定位，工序基準與定位基準重合，故其 mm20 基準不重合誤差為0，在本工藝中主要考慮鉆套所形成的誤差： ，所以 )(010 . 0 2 040 . 0 061 . 0 mm 021 . 0 02 . 0 故，可以保證孔的精度要求。 4. 卡具設計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用快速 螺旋卡緊機構。 卡具上設置有鉆套，用于

19、確定的鉆頭位置。安裝工件時，將星形螺 釘連同活動V形塊向右拉，工件以其上端面放在支承套上，工件一 圓弧面對準固定V形塊，然后推動星形螺釘使活動V形塊靠緊工 20 件右端的圓弧面，擰緊星形螺釘，通過鋼球使半圓鎖緊塊向兩邊張 緊，從而鎖緊工件。兩V形塊做成兩側帶有斜度的斜面，在夾緊時 產生向下的分力，防止工件產生上抬的趨勢。由于孔需要擴 mm20 鉸，故采用快換鉆套。 本夾具結構簡單，操作方便，適用于成批生產小型連桿類零件。若 將加工孔處的支承套做成浮動支承形式，則定位精度能進一 mm20 步提高，但是相應結構要復雜些且增加了一些輔助時間。 9 參考文獻參考文獻 1. 東北重型機械學院.機床夾具設計手冊. 2. 機械出版社.1983.機床夾具圖冊. 3. 趙家齊.1983.機械制造工藝學課程設計指4. 導書.哈爾濱工業(yè) 大學出版社.