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機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品名稱(chēng)及型號(hào)
零件名稱(chēng)
零件圖號(hào)
工序名稱(chēng)
工序號(hào)
第 頁(yè)
撥叉(車(chē)床CA6140)
撥叉
鉆,擴(kuò),鉸 φ25孔
共 頁(yè)
車(chē)間
工段
材料名稱(chēng)
材料牌號(hào)
力學(xué)性能
機(jī)加工車(chē)間
同時(shí)加工
件數(shù)
每料件數(shù)
技術(shù)等級(jí)
單件時(shí)間
(min)
準(zhǔn)備—終結(jié)
時(shí)間(min)
125.4s
設(shè)備名稱(chēng)
設(shè)備編號(hào)
夾具名稱(chēng)
夾具編號(hào)
工作液
立式鉆床Z535
專(zhuān)用卡具
更
改
內(nèi)
容
工
步
號(hào)
工 步 內(nèi) 容
計(jì)算數(shù)據(jù)(mm)
走
刀
次
數(shù)
切 削 用 量
工時(shí)定額(min)
刀具、量具
及輔助工具
直
徑
或
長(zhǎng)
度
進(jìn)
給
長(zhǎng)
度
單
邊
余
量
背吃
刀量
(mm)
進(jìn)給量
(mm/r)
或
(mm/min)
切削速度
(r/min)
或雙行程數(shù)
(mm/min)
切削
速度
(m/min)
基
本
時(shí)
間
輔
助
時(shí)
間
工 作 地
服
務(wù)
時(shí)
間
工
步
號(hào)
名
稱(chēng)
規(guī)
格
編
號(hào)
數(shù)
量
1
2
3
鉆孔
擴(kuò)孔
鉸孔
φ23.5
φ24.7
φ25
57.3r/min
100.2r/min
276r/min
20.4 m/s
7.44 m/s
5.28 m/s
25.1s
49s
61.3s
編 制
抄寫(xiě)
王琨
校對(duì)
審核
批準(zhǔn)
機(jī)械加工
工藝過(guò)程
卡片
產(chǎn)品名稱(chēng)
及型號(hào)
撥叉(CA6140車(chē)床)
零件名稱(chēng)
零件圖號(hào)
材料
名稱(chēng)
HT200
毛坯
種類(lèi)
HT200
零件重量
(kg)
毛重
1.12kg
第 頁(yè)
牌號(hào)
尺寸
凈重
共 頁(yè)
性能
每料件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
每批件數(shù)
工序號(hào)
工序內(nèi)容
加工車(chē)間
設(shè)備名稱(chēng)及編號(hào)
工藝裝備名稱(chēng)及編號(hào)
技術(shù)等級(jí)
時(shí)間定額(min)
夾具
刀具
量具
單件
準(zhǔn)備—終結(jié)
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
鑄造
粗銑,精銑圓柱右端面
鉆,擴(kuò),鉸孔
銑斷
粗車(chē),精車(chē)圓弧和圓弧端面
粗銑,精銑面
粗銑,精銑16mm槽
粗銑,精銑圓柱斜面
去毛刺
檢查
鑄造車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
機(jī)加車(chē)間
X52k型立銑床
立式鉆床Z535
X61k臥銑床
臥式車(chē)床CA6140
x52型立銑床
X61k臥銑床
X60立銑床
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
專(zhuān)用卡 具
YT15硬質(zhì)合金刀片
高速鋼麻花鉆頭
鋸片刀
YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀
YT15硬質(zhì)合金刀片
直齒三面銑刀
YT15硬質(zhì)合金刀片
8.32s
114.9s
5.7s
194s
60s
56.5s
11s
更改
內(nèi)容
編制
王琨
抄寫(xiě)
王琨
王琨
審核
批準(zhǔn)
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)
機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備
設(shè) 計(jì) 者
指導(dǎo)教師
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目: 設(shè)計(jì)”CA6140車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備
內(nèi)容: 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3. 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 5張
4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張
5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張
6. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1張
班 級(jí)
學(xué) 生
指 導(dǎo) 教師
教研室主任
2008年03月29日
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言,我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
(一) 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換檔,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(jī)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(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體,加工時(shí)分開(kāi)。
(二) 零件的工藝分析
零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)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:
1.小頭孔φ25;
2.大頭半圓孔Ф及其端面;
3.16×8槽;
4.φ40外圓斜面;
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;
6. 槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08mm。
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(zhuān)用夾具進(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(jī)床所能達(dá)到的位置精度,并且此撥叉零件沒(méi)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
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
已知此撥叉零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn),所以初步確定工藝安排為:加工過(guò)程劃分階段;工序適當(dāng)集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專(zhuān)用工裝。
零件材料為HT200??紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn),故選擇鑄件毛坯。
(二)基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
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(shí),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(shí),則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。對(duì)本零件而言,則應(yīng)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。
2) 精基準(zhǔn)的選擇: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(duì)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)。
(三)制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(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(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。
1.工藝路線方案一
工序Ⅰ 車(chē)φ55圓與兩端面
工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個(gè)零件
工序Ⅲ 銑16×8槽
工序Ⅳ 銑φ40外圓斜面
工序Ⅴ 加工φ25小頭孔
2.工藝路線方案二
工序Ⅰ 銑斷,使之為兩個(gè)零件
工序Ⅱ 加工φ25小頭孔
工序Ⅲ 銑16×8槽
工序Ⅳ 車(chē)φ55半圓與兩端面
工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面
3.工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一是先加工φ55圓與兩端面,以便于后續(xù)加工,并利用了兩件合鑄的優(yōu)勢(shì),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(jī)床間切換的麻煩,最后加工孔;方案二是先切開(kāi)工件,分別加工,然后加工小頭孔,再銑、再車(chē)、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(shì),所以還是先加工φ55大圓。故可以將工序定為:
工序Ⅰ 粗,精車(chē)φ55圓與兩端面
工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個(gè)零件
工序Ⅲ 加工φ25小頭孔
工序Ⅳ 銑16×8槽
工序Ⅴ 銑φ40外圓斜面
這樣,看起來(lái)工序簡(jiǎn)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(shì)。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表1“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
“CA6140車(chē)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(lèi)型為大批量生產(chǎn),鑄造毛坯。
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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1. 外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差(φ25,φ55端面)。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》(以下稱(chēng)《工藝手冊(cè)》)表2.2~2.5,取φ25,φ55端面長(zhǎng)度余量均為2.5(均為雙邊加工)
銑削加工余量為:
粗銑 1mm
精銑 0mm
2. 內(nèi)孔(φ55已鑄成孔)
查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5,取φ55已鑄成孔長(zhǎng)度余量為3,即鑄成孔直徑為49mm。
工序尺寸加工余量:
鉆孔 2mm
擴(kuò)孔 0.125mm
鉸孔 0.035mm
精鉸 0mm
3. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
(五)確立切削用量及基本工時(shí)
工序一 粗,精車(chē)φ55圓與兩端面
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:粗,精銑φ55圓以及上下端面。
機(jī)床:臥式車(chē)床CA6140
刀具:YW2內(nèi)圓車(chē)刀 YW3端面車(chē)刀
2. 計(jì)算切削用量
1)銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2)每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱(chēng)銑,選較小量f=0.14 mm/z。
3)查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表3.7,后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《切削手冊(cè)》表3.8,壽命T=180min
4)計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》,V c=
算得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)臥式車(chē)床CA6140銑床參數(shù),選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。
最終確定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min, f z=0.16mm/z。
6)計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序二 銑斷,使之為兩個(gè)零件
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:銑斷,使之為兩個(gè)零件
機(jī)床:X60銑床。
刀具:高速鋼鑲齒三面刃銑刀
工序三 加工φ25小頭孔
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:加工φ25小頭孔
機(jī)床:立式鉆床Z535
選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭φ25mm,鉆孔至φ23mm, 擴(kuò)孔至φ24.8mm,鉸孔至φ24.94mm,精鉸孔至φ25mm
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切削手冊(cè)》
所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切削手冊(cè)》)為0.5~0.8mm,壽命.
?。?)切削速度
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:
擴(kuò)鉆:
鉸孔:
精鉸:
工序四 銑16×8槽
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:銑16×8槽
機(jī)床:X60銑床
選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀
(1)決定進(jìn)給量
查《切削手冊(cè)》
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z550機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切削手冊(cè)》)為0.8~1.2mm,壽命
擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《切削手冊(cè)》)為0.9~1.4mm,壽命
鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切削手冊(cè)》)為0.6~0.9mm,壽命
(3)切削速度
查《切削手冊(cè)》 修正系數(shù)
故。
查《切削手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.計(jì)算工時(shí)
所有工步工時(shí)相同。
工序五 銑φ40外圓斜面
1. 加工條件
工件材料:HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求:銑16×8槽
機(jī)床:X60銑床
選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀
。
三、 銑¢40上端面夾具設(shè)計(jì)
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(zhuān)用夾具。
經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)加工銑端面工序的夾具。
(一) 問(wèn)題的提出
在給定的零件中,對(duì)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。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在夾緊的方便與快速性上。
(二) 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡(jiǎn)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(xiāo)上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋快速夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。
2. 切削力和卡緊力計(jì)算
本步加工可按估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的夾緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略。
夾緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際夾緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機(jī)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。
3. 定位誤差分析
本工序采用一V型塊,一擋銷(xiāo)定位,工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面,而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)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(xiāo)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。
4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
四、 參考文獻(xiàn)
1.趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)—2版,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.
2.李旦.邵東向.王杰,機(jī)床專(zhuān)用夾具圖冊(cè),哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.10
3.孟少農(nóng),機(jī)械加工工藝手冊(cè),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.9.
4.徐圣群,簡(jiǎn)明加工工藝手冊(cè),上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1991.2