撥叉(831006型號)工藝規程及專用夾具設計(完整版) - 下載本文

撥叉(831006型號)工藝規程及專用夾具設計(完整版)

目錄

一、零件的分析 ........................................................................................ 2 (一) 零件的作用 .................................................................................. 2 (二) 零件的工藝分析 .......................................................................... 2 二.工藝規程設計 .................................................................................... 2 1,確定生產類型 ...................................................................................... 2 2,確定毛坯的制造形式 .......................................................................... 2 3,基面的選擇........................................................................................... 2 4,制定工藝路線 ...................................................................................... 3 三.夾具設計........................................................................................... 12 (一) 問題的提出 ............................................................................... 12 (二) 夾具設計 ................................................................................... 12

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。

(二) 零件的工藝分析

零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產工藝簡單,鑄造性能優良,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小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔 2大頭半圓孔Ф55

3小頭孔端面、大頭半圓孔上下Ф73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,可以粗加小頭孔端面,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。再根據各加工方法的經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,所以根據上述技術要求采用常規的加工工藝均可保證。

二.工藝規程設計

1,確定生產類型

已知此撥叉零件的生產類型為中批量生產,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;加工設備以通用設備為主,大量采用專用工裝。 2,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,生產類型為中批生產,故選擇鑄件毛坯。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》(后稱《指導手冊》)選用鑄件尺寸公差等級CT9級。

3,基面的選擇

定位基準是影響撥叉零件加工精度的關鍵因素;鶞蔬x擇得合理可以使加工質量得到保證,生產率得以提高。否則,加工過程中將問題百出,更有甚者,造成零件的大批報廢,使生產無法正常進行。

(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。根據這個基準選擇原則,現選取φ40的外表面和底面為粗基準加工φ22孔的上表面。

(2)精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。因此選擇精加工過的φ55mm孔為精基準,限制四個自由度。

考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便,依據“基準重合”原則和“基準統一”原則,以粗加工后的上表面和鏜過的孔為主要的定位精基準。

4,制定工藝路線

CA6140撥叉設計工藝過程 (一)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

基面選擇是工藝規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。根據這個基準選擇原則,現選取φ22 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準,利用一組共兩塊V形塊支承這兩個φ40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

制定工藝路線得出發點,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。 工藝路線方案一:

工序1 銑φ40上平面,保證表面粗糙度3.2 工序2 鉆絞孔φ22,保證表面粗糙度1.6

工序3 粗鏜 半精鏜孔φ55,保證表面粗糙度3.2 工序4 銑φ55上端面,保證表面粗糙度3.2 工序5 φ55下端面,保證表面粗糙度3.2

工序6 錐孔φ8及M8底孔 螺紋M8 精絞錐孔φ8,保證表面粗糙度1.6 工序7 切斷

工藝路線方案二:

工序1 銑φ40上平面,保證表面粗糙度3.2

工序2 粗鏜 半精鏜孔φ55,保證表面粗糙度3.2 工序3 鉆絞兩孔φ22,保證表面粗糙度1.6 工序4 銑φ55上端面,保證表面粗糙度3.2 工序5 銑φ55下端面,保證表面粗糙度3.2

工序6 鉆錐孔φ8及M8底孔,攻絲,精絞錐孔φ8,保證表面粗糙度1.6 工序7 切斷

工藝方案比較分析

上述兩方案:方案一:是先加工內孔φ22, 再以φ22孔為基準加工φ55內孔,而方案二:先鏜孔φ55,以底面及φ22外圓面為基準,再以φ55內孔及上平面加工φ22孔。由零件圖可知φ22孔的設計基為準φ55孔的中心線,所以加工φ22孔時定位基準最好為φ55孔的中心線,可保證其加工的位子精度,符合大批生產要求,方案二較為合理 方案二:

工序1 銑φ40上平面。(以φ22孔外表面及底面為基準,選用X5032立式升降臺銑床和專用夾具)

工序2 粗鏜,半精鏜φ55。(以φ40上平面及φ22內孔為基準,選用TGX4132B立式單柱坐標鏜床和專用夾具) 工序3 鉆絞兩孔φ22.。(以φ40上平面及φ22孔外表面為基準,選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具) 工序4 銑φ55下端面。(以φ40上平面及φ22內孔為基準,選用X5032立式升降臺銑床和專業夾具) 工序5 銑φ55上端面。(以φ55的下端面及φ22內孔為基準,選用X5032立式升降臺銑床和專業夾具)

工序6 鉆錐孔φ8及M8底孔,攻螺紋M8,精絞錐孔φ8。(以φ40上平面及φ55內孔為基準,選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具) 工序7 切斷

撥叉零件材料為HT200 HB170—240,毛坯重量約1.0Kg生產中批采用金屬型鑄造毛坯

依據上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工面的機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:

1> 由于工件較小,為方便加工節省材料將兩件鑄在一起,同時加工。

2> 鑄件的圓角半徑 按表2.2.1<<簡明設計手冊>> 選則金屬型鑄造 R=3-5mm 拔模斜度外表面0-15°自然失效處理以消除鑄造應力。 3> 兩內孔φ22+0.021 0,考慮其孔徑較小鑄造困難,為簡化鑄造毛坯外型,現直接將φ40圓柱鑄成實心的。

4>銑φ40上平面加工余量及公差。

兩φ40圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ40圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑,單邊余量Z=2mm公差CT=1.2 φ22半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=1.2 毛坯名義尺寸:50+0.8+1.2=52 毛坯最大尺寸:52+1.2=53.2 5>粗鏜,半精鏜φ55。

毛坯為鑄孔,內孔精度要求IT13表面粗糙度為Ra3.6,參照《工藝手冊》表2.3-10確定工序尺寸及余量為: 一次 粗鏜φ53.5,2Z=3.5 二次 半精鏜φ55+0.4,2Z=1.5 6>鉆絞兩孔φ22。

兩內孔精度要求IT7參照《機械制造工藝設計簡明手冊》(以下簡稱《工藝手冊》)表2.3-8確定工序尺寸及余量為: 鉆孔 : φ20

擴孔 : φ21.8 2Z=1.8mm 半精絞: φ21.94 2Z=0.14mm 精絞: φ20+0.0210 7>銑φ55下端面。

兩φ55圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ55圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。

φ55半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=4.2 8>銑φ55上端面。

兩φ55圓柱端面加工余量及公差,圓柱φ55圓柱端面為自由尺寸公差,表面粗糙度值要求為Ra3.2,要求粗銑,半精銑。 φ55半精銑的加工余量(單邊)Z=0.8 粗銑加工余量(單邊)Z=4.2

9>鉆錐孔φ7.8及M6底孔,攻絲,半,精絞φ8,保證R1.6的表面粗糙度 半精絞加工余量2Z=0.14 精絞加工余量2Z=0.06 10>切斷

確定切削用量及基本工時 工序一:

銑φ40上平面。 1 工具選擇

1.>選擇工具 《切削手冊》

根據表1.2 選擇YG6硬質合金刀具

根據表3.1 銑前深度ap≤4 銑削寬度ae≤90 端銑刀直徑D0=100mm 由于采用標準硬質合金端銑刀,故齒數Z=10

2 >銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°a=8°Kr=45°Kre=30° Kr′=5°λs=-20°α=8°bq=1.2 2選擇切削用量

1> 決定銑削深度ap,因為表面粗糙度要去為Ra=3.2,所以需兩次走刀完成。 第一次走刀達到尺寸為50+0.8(半精銑的加工余量) 第二次走到達到50的尺寸,并保證Ra=3.2

2>決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW 查表3.5時 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18 3> 選擇銑刀磨純標準及刀具壽命

根據表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時0.5 由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)

4> 根據(表3.16)當d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min

各修正系數為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8

故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/min n=nt kn=322×0.89×0.8=230r/min

Vf=Vft kvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min

根據X52K型立銑說明書(《設計手冊》表4.2-35)選擇 n =300r/min Vfc=375mm/min

因此 實際切削速度和每齒進給量為

Vc=πdn /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z 5>根據機床功率:

根據表3.24 當HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min





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