目錄TOC\o"1-2"\h\u20638第一章零件的工藝設計 零件的工藝設計全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1零件的功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的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機構相連，二下方的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。1.2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：小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔大頭半圓孔撥叉底面、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(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)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。第二章工藝規(guī)程的設計2.1確定毛坯的制造形式確定毛坯種類：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，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級CT9級。2.2基準的選擇 1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。2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，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。2.3制定工藝路線制訂工藝路線的出發(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(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。工序10：以Φ40外圓面為定位基準，粗車、半精車Φ40上端面至Ra3.2粗車、半精車Φ73圓柱上端面至Ra3.2工序15：以Φ40上端面為定位基準，粗車、半精車Φ73圓柱下端面至Ra3.2，粗車、半精車Φ73內表面至Ra6.3，粗車、半精車Φ55內圓柱面至Ra3.2工序20：以Φ40圓柱上端面為基準，鉆、擴Φ22孔至Ra1.6工序25：鉆Φ8錐銷底孔加工一半，裝配時鉆、鉸至Ra3.2，鉆M8的螺孔，攻絲工序30：銑斷工序40：檢查2.4機械加工余量的確定1.工件Φ40端面的加工余量已知鑄件尺寸公差為CT9級，加工余量為MA-D級，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,粗糙度Ra=3.2，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削（即粗銑——半精銑）可滿足其精度要求。2.工件Φ22H7孔的加工余量已知鑄件尺寸公差為CT7級，因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造,孔內表面粗糙度Ra=1.6，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-8知，首先鉆孔至Φ21孔，再擴Φ21孔至Φ22H7即可滿足其精度要求。3.工件Φ55孔的加工余量已知鑄件尺寸公差為CT9級，加工余量為MA-D級，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,粗糙度Ra=3.2，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。4.工件Φ73孔的加工余量已知鑄件尺寸公差為CT9級，加工余量為MA-D級，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，鑄件厚度為5,粗糙度Ra=6.3，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步車削即可滿足其精度要求。5.Φ8孔的加工余量因孔的尺寸較小，故采用實心鑄造，孔的粗糙度Ra=1.6，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，兩步鉆削即可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ4，再鉸Φ4孔至Φ8。6.M8螺紋的加工余量因螺紋的尺寸較小，故采用實心鑄造，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-20知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。7.其它不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。2.5確定切削用量及基準工時工序10：以Φ40外圓面為定位基準，粗車、半精車Φ40上端面至Ra3.2粗車、半精車Φ73圓柱上端面至Ra3.2工步一：粗車Φ40上端面切削用量本工序為粗車Φ40上端面。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在專用夾具中。所選刀具為YT5硬質合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。確定切削深度由于單邊余量為2.0mm，可在一次走刀內切完。確定進給量根據(jù)表1.4，在粗車Φ40上端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預計)時，進給力=760N。的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為=760×1.17N=889.2N由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選的=0.25mm/r可用。選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min。確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=125m/min。切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=1250.80.650.811.15m/min=60.6m/min≈482r/min按C620-1機床的轉速(表4.2-8），選擇=480r/min校驗機床功率由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW根據(jù)表1.30，當=480r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。最后決定的切削用量為=2.0mm，=0.25mm/r，=480r/min，=60.6m/min確定粗車Φ40上端面的基本時間，式中=40,=0，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=480r/min,=2則工步二：半精車Φ40上端面1、=0.5mm2、=0.16mm/r3、=760r/min4、確定基本工時，式中=40,=0，=0.5mm，=2mm，=0mm，=0.16mm/r，=760r/min,=2則工步三：粗車Φ73上端面1、切削用量本工序為粗車Φ73上端面。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在專用夾具中。所選刀具為YT5硬質合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。1）確定切削深度由于單邊余量為2.0mm，走刀兩次。2）確定進給量根據(jù)表1.4，在粗車Φ73上端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預計)時，進給力=760N。的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為=760×1.17N=889.2N由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選的=0.25mm/r可用。3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min。4）確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=125m/min。切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min≈317r/min按C620-1機床的轉速(表4.2-8），選擇=305r/min5）校驗機床功率由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW根據(jù)表1.30，當=305r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。最后決定的切削用量為=2.0mm，=0.25mm/r，=305r/min，=72.7m/min確定粗車Φ73上端面的基本時間，式中=73,=49，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=305r/min,=2則工步四：半精車Φ73上端面1、=0.5mm2、=0.16mm/r3、=760r/min4、確定基本工時，式中=73,=49，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=760r/min,=2則工序15：以Φ40上端面為定位基準，粗車、半精車Φ73圓柱下端面至Ra3.2，粗車、半精車Φ73內表面至Ra6.3，粗車、半精車Φ55內圓柱面至Ra3.2工步一：粗車Φ73下端面1、切削用量本工序為粗車Φ73下端面。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在專用夾具中。所選刀具為YT5硬質合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。1）確定切削深度由于單邊余量為2.0mm，走刀兩次。2）確定進給量根據(jù)表1.4，在粗車Φ73下端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預計)時，進給力=760N。的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為=760×1.17N=889.2N由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選的=0.25mm/r可用。3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min。4）確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=125m/min。切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min≈317r/min按C620-1機床的轉速(表4.2-8），選擇=305r/min5）校驗機床功率由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW根據(jù)表1.30，當=305r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。最后決定的切削用量為=2.0mm，=0.25mm/r，=305r/min，=72.7m/min確定粗車Φ73上端面的基本時間，式中=73,=49，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=305r/min,=2則工步二：半精車Φ73下端面1、=0.5mm2、=0.16mm/r3、=760r/min4、確定基本工時，式中=73,=49，=2.0mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=760r/min,=2則工步三：粗車Φ55內圓柱面1、切削用量本工序為粗車Φ55內圓柱面。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機床為C620-1型臥式車床，工件裝卡在專用夾具中。所選刀具為YT5硬質合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。1）確定切削深度由于單邊余量為2.5mm，走一兩次。2）確定進給量根據(jù)表1.4，在粗車Φ55內圓柱面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預計)時，進給力=760N。的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為=760×1.17N=889.2N由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選的=0.25mm/r可用。3）選擇車刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min。4）確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=125m/min。切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0(均見表1.28），故=1500.80.650.811.15m/min≈72.7m/min≈421r/min按C620-1機床的轉速(表4.2-8），選擇=460r/min5）校驗機床功率由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW根據(jù)表1.30，當=460r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。最后決定的切削用量為=2.5mm，=0.25mm/r，=460r/min，=72.7m/min確定粗車Φ55內圓柱面的基本時間，式中=20,=2.5mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=460r/min,=1則工步四：半精車Φ55內圓柱面1、=0.5mm2、=0.16mm/r3、=760r/min4、確定基本工時，式中=20,=0.5mm，=2mm，=0mm，=0.16mm/r，=760r/min,=1則工序20：以Φ40圓柱上端面為基準，鉆、擴Φ22孔至Ra1.6工步一：鉆孔至Φ21.8確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：擴Φ21.8孔至Φ22確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工序25：鉆Φ8錐銷底孔加工一半，裝配時鉆、鉸至Ra3.2，鉆M8的螺孔，攻絲工步一：鉆孔至Φ4確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為 工步二：鉸Φ4至Φ8確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為切削工時：，，，走刀次數(shù)i=4則機動工時為 工步三：鉆M8-6H螺紋底孔Φ6.8選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）562r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步四：攻M8螺紋選擇M8mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r597r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工序30：銑斷1.選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型臥銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?00當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)i=2則機動工時為工序40：檢查第三章專用夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計工序10：以Φ40外圓面為定位基準，粗車、半精車Φ40上端面至Ra3.2，粗車、半精車Φ73圓柱上端面至Ra3.2的車床夾具設計。3.1問題的提出本夾具主要用于粗車、半精車Φ40上端面至Ra3.2，粗車、半精車Φ73圓柱上端面至Ra3.2，精度要求相對比較高，故設計夾具時，即要考慮生產(chǎn)效率，也要保證產(chǎn)品質量。3.2定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此為第一道工序，定位的選擇也就是粗基準的選擇，在此選擇固定V型塊、活動V型塊和支承板定位。3.3定位誤差分析定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示圖1用V型塊定位加工時的定位誤差當定位基準與工序基準不重合時，就產(chǎn)生了基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。根據(jù)相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差圖2定位誤差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3923.4