【正文】 ................... 26 切削力及夾緊力的 計(jì)算 ............................................................................................... 26 誤差分析與計(jì)算 ........................................................................................................... 27 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ................................................................................................ 30 第五章 結(jié) 論 ................................................................................................................................... 34 第一章 撥叉的分析 撥叉的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己末來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。題目 設(shè)計(jì)“ CA6140 車床”撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)） 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)是在我們掌握了大學(xué)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(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前對所學(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?nèi)甑拇髮W(xué)生活中占有重要的地位。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有 許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。 撥叉的工藝要求 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。 其余未注明圓角半徑R 3 ~ 5 m m5 錐孔配作2 M 8 通孔 圖 撥叉零件圖 圖 撥叉立體圖 其加工有四組加工： 257H?內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑 18H11底槽；鉆、鉸 2M8通孔，并攻絲。 （ 2）．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為 。 （ 4）鉆并攻絲 2M8。單邊余量一般在 mm3~1，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小 。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 加工工藝過程 由以上分析可知。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內(nèi)花鍵的加工精度容易。 由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。 在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素 （ 1）．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 （ 4）．考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。 上端面的加工 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 可以確定，上端面的加工方案為：粗銑—— 精銑（ 97ITIT?），粗糙度為 Ra?~，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 （ 2） 內(nèi)花鍵的加工 通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工，由于 拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證預(yù)制孔表面精度。 確定定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝 夾等。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。多次使用難以保證表面間的位置精度。從撥叉零件圖分析可知，選擇作為撥叉加工粗基準(zhǔn)。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。 （ 2）．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。 （ 3）．互為基準(zhǔn)的原則。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。此外，像拉孔在無心磨 床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。撥叉的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。確定工序數(shù)的基本原則： （ 1）．工序分散原則 工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。簡單的機(jī)床工藝裝備。對工人的技術(shù)要求水平不高。 （ 2）．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。 加工工序完成以后 ，將工件清洗干凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。 （ 1）．工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝， 夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。便于采用通用設(shè)備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。粗糙度為 Ra=80~100μ m。半 精加工的公差等級為 IT9~IT10。 （ 3）．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面達(dá)到圖紙要求 .另外精加工工序安排在最后 ,可防止或減少工件精加工表面損傷。 （ 4）．光整加工階段 對某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改 善很少。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。見下表： 表 工序號 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 鉆預(yù)制孔 底面和側(cè)面 鉆預(yù)制孔 底面和側(cè)面 020 粗、精銑上端面 已加工預(yù)制孔 和側(cè)面 拉內(nèi)花鍵 ? 25H7 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 030 粗、精銑18H11 底槽 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 粗、精銑18H11底槽 內(nèi)花鍵和側(cè)面 040 鉆 2M8通孔，攻絲 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 粗、精銑上端面 內(nèi)花鍵和側(cè)面 050 拉內(nèi)花鍵 ? 25H7 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 鉆 2M8通孔，攻絲 內(nèi)花鍵和側(cè)面 060 去毛刺，清洗 去毛刺，清洗 070 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 加工工藝路線方案的論證： 方案 Ⅰ、Ⅱ主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時，所選定位基準(zhǔn)不同，方案Ⅰ選用預(yù)制孔為主要定位基準(zhǔn)，方案Ⅱ選用花鍵作主要定位基準(zhǔn)，很顯然選用內(nèi)花鍵做定位基準(zhǔn)更符合設(shè)計(jì)要求，因?yàn)槠浔砻婢雀?，且和某些需加工面有位置精度要求。具體的工藝過程如下表： 表 工序號 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄造 金屬型澆鑄 鑄件毛坯尺寸： 長： 80mm 寬： 40mm 高： 75 預(yù)制孔、底槽不鑄出 020 熱處理 退火 030 鉆 鉆預(yù)制孔 2212H? 專用夾具裝夾；輕型圓柱立式鉆床 ( 5035)ZQ 040 拉 拉內(nèi)花鍵 257H? 專用夾具裝夾； 臥式拉床（ L6120） 050 銑 銑底槽 18H11，深 35mm 專用夾具裝夾； 臥式銑床（ 52XK） 060 銑 粗、精銑上端面 專用夾具裝夾； 臥式銑床（ 52） 070 鉆、鉸、攻絲 鉆通孔? 攻 M8螺紋 專用夾具裝夾； 搖臂鉆床 ( 3025)Z 組合攻絲機(jī) 080 去毛刺 清洗 090 檢驗(yàn) 入庫 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，的得有尖棱、尖角。并便于起模。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ④、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第 1卷》表 。表 ?。 鑄造毛坯的基本尺寸為 ??? 。 ? 毛坯的名義尺寸為： 。 （ 3）． 18H11（?）槽偏差及加工余量： 鑄造時槽沒鑄出，參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 215，得粗銑其槽邊雙邊機(jī)加工余量 2Z=，槽深機(jī)加工余量為 ，再由參照參考文獻(xiàn) [1]表 215的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為?，精加工為?。 （ 4）、 2M8螺紋偏差及加工余量： 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 ， , 和《互換性與技術(shù)測量》表 18，可以查得： 鉆孔的精度等級： 12?IT，表面粗糙度 um?，尺寸偏差是 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，表 ，表 。 確定切削用量及基本工時（機(jī)動工時） 工序 1：鉆預(yù)制孔 機(jī)床：輕型圓柱立式鉆床 ( 5035)ZQ 刀具：查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表 10175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預(yù)制孔到 ?，所以 mm?。 刀具：查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊》表 ，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點(diǎn)：拉削長度大于 30mm，同時加工齒數(shù)不小于 5。 拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。 拉削工件長度 l： 80l mm?； 拉刀長度 1l： 1753l（見拉刀設(shè)計(jì)）； 拉刀切出長度 2l=5~10mm，取 210l mm?。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由《機(jī)械加工工藝手冊》表 ），得機(jī)動時間 jt 1280 753 10 1000 l l lt s sv?? ??? ? ? ?? 工序 3．粗 、精銑 18H11 底槽 機(jī)床：立式升降臺銑床（ 52XK） 刀具：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊》表 215選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。 （ 1）、粗銑 16 槽 銑削深度 pa：33pa mm? 每齒進(jìn)給量 fa：查《機(jī)械加工工藝手冊》表 ，得~ /fa mmz?，取 /fa m