3032 課設(shè)-CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備1
3032 課設(shè)-CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備1,ca6140,車床,零件,機械,加工,工藝,工藝設(shè)備
CA6140 車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備序言機械制造工藝學課程設(shè)計使我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)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(shè)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(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。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。一、零件的分析(一)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(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。(二)零件的工藝分析零件的材料為 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:1.小頭孔 φ25 ; 023.?2.大頭半圓孔 Ф 及其端面;4.053.16×8 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;槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.08m。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(jù)各加工方法的經(jīng)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(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二、藝規(guī)程設(shè)計(一)確定毛坯生產(chǎn)類型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;工序適當集中;加工設(shè)備以通用設(shè)備為主,大量采用專用工裝。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)類型為中批生產(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)計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理,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)無法正常進行。粗基準的選擇:按有關(guān)基準的選擇原則,即當零件有不加工表面時,應以這些不加工表面作粗基準;若零件有若干不加工表面時,則應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?,F(xiàn)以零件的底面為主要的定位粗基準。精基準的選擇:考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便,依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則,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 0.08m,故以 φ25 小頭孔為精基準。(三)制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求,以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度,在生產(chǎn)綱領(lǐng)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(chǎn)率。除此之外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序Ⅰ 車 φ55 圓與兩端面工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個零件工序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,使之為兩個零件工序Ⅱ 加工 φ25 小頭孔工序Ⅲ 銑 16×8 槽工序Ⅳ 車 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;圓應該利用兩件合鑄的優(yōu)勢,所以還是先加工 φ55 大圓??梢詫⒐ば蚨椋汗ば颌? 粗,精車 φ55 圓與兩端面工序Ⅱ 銑斷,使之為兩個零件工序Ⅲ 加工 φ25 小頭孔銑工序Ⅳ 16×8 槽工序Ⅴ 銑 φ40 外圓斜面這樣,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。(四)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 190~210HB,毛皮重量 1.12kg,生產(chǎn)類型大批量,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(φ25,φ55 端面) 。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)銑削加工余量為:粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔(φ55 已鑄成孔)查《工藝手冊》表 2.2~2.5,取 φ55 已鑄成孔長度余量為 3,即鑄成孔半徑為49mm。工序尺寸加工余量:鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。(五)確立切削用量及基本工時工序一 粗,精車 φ55 圓與兩端面1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:粗,精銑 φ55 圓以及上下端面。機床:臥式車床 CA6140刀具:YW2 內(nèi)圓車刀 YW3 端面車刀2. 切削用量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。2)每齒進給量 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。3)查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表 3.7,后刀面最大磨損為 1.0~1.5mm。查《切削手冊》表 3.8,壽命 T=180min4)計算切削速度 按《切削手冊》 ,V c= vpvezvpmoKZuayfXTqdC算得 V c=98mm/s,n=439r/min,V f=490mm/s據(jù)臥式車床 CA6140 銑床參數(shù),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。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。最終確定 a p=1.5mm,n c=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計算基本工時tm=L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 銑斷,使之為兩個零件1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:銑斷,使之為兩個零件機床: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,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:加工 φ25 小頭孔機床:立式鉆床 Z535選擇鉆頭:選擇高速鋼麻花鉆頭¢25mm,鉆孔至 φ23mm,擴孔至 φ24.8mm,鉸孔至φ24.94mm,精鉸孔至 φ25mm 2.選擇切削用量(1)決定進給量查《切》 rmf/86.0~7.?35.1203??dl所以, r/.按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rf/5.1 rmf/.0最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。rmf/48.0?ax69Ff??(2)鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .in0T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?0.1?TVK.MV.1?tvK故 。0.Kx.10apv rmc/8in/3.180rdvns?查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 in/27rc?故實際的切削速度 rmndvsc/4.150??(4)校驗扭矩功率所以 NmMc60?N2.4mcM?故滿足條件,校驗成立。EPkwP?.2~713.計算工時 in10.45.273????nfLtm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: in/27r?rmf/48.0?min/4.15vc?d8.190?鉸孔: 4精鉸: i/rrf/. i/.vc 720IT工序四 銑 16×8 槽1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:銑 16×8 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀(1)決定進給量查《切》 rmf/2.1~0?按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇f rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 經(jīng)校驗rf/4.校驗成功。max245016FFf ???(2)鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.8~1.2mm,壽命 min140?T擴孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.9~1.4mm,壽命 6鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為0.6~0.9mm,壽命 min120?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/20?0.1?TVK.MV.tvK故 。.1Kx.1apv rmc/2in/6.320rdvns?查《切》機床實際轉(zhuǎn)速為 in/125rc?故實際的切削速度 mdvsc/8.0?3.計算工時 in52.3.01287????nfLtm所有工步工時相同。工序五 銑 φ40 外圓斜面1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:銑 16×8 槽機床:X60 銑床選擇鉆頭:高速鋼鑲齒三面刃銑刀三、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(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023.?具為麻花鉆頭 φ25mm,對工件進行銑削加工。(一)問題的提出在給定的零件中,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。因此,本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。(二)卡具設(shè)計1.定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮,工件以∮40 外圓、平面和側(cè)面為定位基準,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。2.切削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。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 MMyzc ??6..0 4.7.由于扭矩很小,計算時可忽略??ňo力為 NFf4.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)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卡具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進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,故應當能滿足定位要求。4. 卡具設(shè)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(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機構(gòu)??ň呱显O(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。銑床夾具的裝配圖(見附圖)四、參考文獻[1]趙家奇,機械制造工藝學課程設(shè)計指導書—2 版.北京:機械工業(yè)出版社,2000.10.[2]李云,機械制造及設(shè)備指導手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1997.8[3]孟少農(nóng),機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1991.9.[4]徐圣群,簡明加工工藝手冊.上海:科學技術(shù)出版社,1991.2
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