（CA6140車床撥桿機械加工工藝規程及工藝裝備設計:目錄工藝規程設計零件的分析生產綱領和生產類型的確定確定毛坯工件的安裝與基準第五節加工余量的確定第六節工序尺寸及其公差的確定第七節機床夾具刀具量具的選擇第二章機床夾具的設計第一節夾具的概述及專用夾具的設計確定夾具的方案第三節工件的夾緊第四節導向裝置的確定第五節定位誤差的分析確定鉆套的尺寸與公差帶第七節內六角螺釘的抗拉強度校核第八節夾具操作的簡要說明第三章工藝文件的制定第一節工序的設計總結參考文獻工藝規程設計零件的分析零件的作用我所選的題目是CA6140型車床上的撥桿零件。它位于車床上的變速機構中。主要用來換擋，使主軸的回轉運動按照工作者的要求工作，從而獲得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的φ12孔與操作機構相連接，通過φ22孔則是用于所控制齒輪所在的軸配合。通過φ12孔所受的力撥動φ22孔這端的齒輪變速。達到所需的作用。零件的工藝分析零件圖完全表達清楚了此零件的結構特點。圖上尺寸和技術要求都標注齊全、明確、幾何元素之間的關系也完全的明確都符合國家標準。零件技術要求分析主要是對尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度、及熱處理的要求分析。這些要求都影響零件的質量和使用性能。這在保證前面的條件的前提下，應滿足經濟合理性。此零件的技術要求有φ22孔與φ40的外圓的低端面垂直，φ12孔與φ40外圓的軸線平行，M8×1.5螺紋孔的軸線與φ40外圓的軸線垂直，φ22孔和φ12孔的表面粗糙度分別達到Ra1.6和Ra3.2,φ12孔的端面的表面粗糙度達到Ra6.3。其他表面無需加工。從上面來分析出，φ22H8、φ12H7孔和兩端面采用通用夾具均可加工。M8×1.5采用設計的專用夾具進行加工。第二節確定毛坯（一）確定毛坯的種類毛坯的確定包括確定毛坯的種類和制造方法兩個方面。毛坯的種類選擇鑄件。考慮到零件在機床運行過程中所受的沖擊不大，零件的材料選擇HT200。鑄件選擇砂型鑄造毛坯。（二）繪制鑄件的零件圖見圖1第三節工件的安裝與基準在進行機械加工時必須使工件在機床或夾具相對道具及切削成形運動占有某一正確的位置稱為定位。在加工過程中為了使工件能承受切削力、并保持其正確的位置、還必須把它壓緊或夾牢稱為夾緊。從定位到夾緊的整個過程稱為安裝。一工件的安裝安裝的正確與否直接影響加工精度。在各種不同的生產條件下加工時，工件可能有不同的安裝方法。歸納起來起來可分為直接安裝法和采用專用夾具安裝法。直接安裝法工件直接安放在機床工作臺或通用夾具上。此零件加工φ40的兩端面、φ22的孔、φ12孔的兩端面、φ12孔時采用直接安裝法。利用專用夾具安裝法工件安裝在為其加工專門設計和制造的夾具中無需進行找正就可以迅速而可靠的保證工件對機床和刀具的準確相對位置，并可迅速夾緊。此零件加工M8×1.5螺紋孔時采用專用夾具安裝。二基準及分類基準就是“根據”的意思。零件圖和實際零件或工藝文件上用來確定某個點、線、面的位置所依據的點、線、面稱為基準。按照基準的不同功用將基準分為設計基準和工藝基準兩大類。1設計基準零件圖上用來確定其他點、線、面的位置時所依據的點、線、面其組合，稱為設計基準。此零件φ40的下端面是φ40的上端面和φ12孔的兩端面的設計基準同時也是M8×1.5螺紋孔的設計基準。φ22孔的軸線是φ12孔的設計基準。工藝基準工件的加工、檢驗、裝配過程中所采用的基準稱為工藝基準。因此，工藝基準按其用途不同又可以分為定位基準、測量基準、裝配基準、和工序基準。定位基準工件在加工時用作定位的基準稱為定位基準。此零件加工時采用的定位基準有φ40的兩端面、φ40和R10的回轉面、φ22和φ12的孔。測量基準工件在測量是所采用的基準稱為測量基準。裝配基準工件在裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準稱為裝配基準。工序基準在工序圖上用來確定本工序被加工表面位置所采用的基準稱為工序基準。第四節加工余量的確定加工余量是指加工過程中所 切去的金屬層厚度。平面的加工余量確定：加工面基本尺寸粗加工余量精加工余量說明φ40的兩端面453.90.2雙面加工Φ20孔的兩端面141.80.11雙面加工孔的加工余量確定加工孔基本尺寸鉆孔加工余量擴孔加工余量φ22φ22202φ12φ12102M8M868.44第五節工序尺寸及其公差的確定工序尺寸是加工過程中各個工序應保證的加工尺寸其公差即尺寸公差。準確的確定工序尺寸及其公差是制訂工藝規程的重要工作之一。零件的加工過程是毛坯的形狀和尺寸通過切削加工逐步向成品演變的過程，在這個過程中加工表面本身的尺寸以及各表面之間的尺寸都在不斷的變化，這種變化無論是一個工序內部還是在各個工序之間都有一定的內在聯系。運用尺寸鏈理論去揭示這些尺寸見的聯系，是合理確定工序尺寸及其工程的基礎。因此本節在分析各種情況下工序尺寸其公差的確定之前，先講解工藝尺寸鏈的問題。工藝尺寸鏈在零件的加工或測量過程中，以及在機器的設計或裝配過程中經常能遇見到一些相互聯系的尺寸組合。這種相互聯系的按一定順序排列成封閉圖形的尺寸組合稱為尺寸鏈。其中，由單個零件在工藝過程中的有關尺寸所組成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。在機器的設計和裝配過程中由有關的零（部）件上的有關尺寸組合的尺寸鏈稱為裝配尺寸鏈。1、尺寸鏈的組合（1）環組成尺寸鏈的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環。圖2中尺寸A、B、C、D都是尺寸鏈的環。（2）封閉環在零件加工過程或機器裝配過程中最終形成的環稱為封閉環。圖2中尺寸B為封閉環。（3）組成環出封閉環以外的其它環都稱為組成環，一般來說，組成環是由加工直接得到的，組成環有增環和減環。（4）增環其它組成環不變，該環增大（或減小）使封閉環隨之增大（或減?。┑慕M成環稱為增環。圖2中尺寸A為增環。（5）減環其它組成環不變，該環變動增大（或減?。┦狗忾]環隨之減?。ㄔ龃螅┑慕M成環稱為減環。圖2中尺寸C、D為減環二、工藝尺寸的公差的確定保證尺寸B解：由圖可以建立尺寸鏈示意圖保證尺寸B解：由圖2建立尺寸鏈示意圖圖3B=由于C與D的尺寸相等C+D=A-B代入尺寸ES=0-（-0.035）=0.035EI=0-（-0.006）=0.006CES=0.0175CEI=0.003DES=0.0175DEI=0.003C=D=4第六節機床夾具刀具量具的選擇設備的選擇既要滿足使用要求又要經濟合理，應盡量選用的機床和工具、夾具、量具，以縮短生產準備時間和減少費用。機床的選擇加工此零件平面和平面上的兩個孔時選用X51立式銑床。加工M10×1.5螺紋孔時選用Z525立式鉆床。夾具的選擇加工此零件的兩個平面和兩個平面上的兩個孔時選擇通用夾具。加工M10×1.5螺紋孔時選用專用夾具加工。量具的選擇加工此零件，測量是需要的量具有游標卡尺、千分尺、內側千分尺、百分表、百分表座。刀具的選擇1、端面粗銑刀φ80T012、端面精銑刀φ80T023、中心鉆φ3T034、鉆頭φ18T045、擴孔鉆φ19.9T056、鉆頭φ8T067、擴孔鉆φ9.9T078、擴孔鉆φ8.4T089、絲錐M10T0910、鉸刀φ20T1011、鉸刀φ10T11第二章機床夾具的設計第一節夾具的概述及專用夾具的設計機床夾具是在機床上加工時用來裝夾工件的工藝設備。其作用是使工件相對機床和刀具有一個正確的位置,并在加工中保持這個位置不變。機床夾具的用途保證被加工表面的位置精度。由于使用夾具解禁工件可以準確的確定工件與機床、刀具間的相對位置，因而能穩定地獲得較高的位置精度減少輔助時間，提高勞動生產率。機床夾具的組成定位元件它與工件的定位基準相接觸是確定工件在夾具中正確位置的一類主要元件。夾緊裝置它的作用是將定位后的工件壓緊夾牢保證工件已確定的位置在受到切削力、慣性力等作用時不產生位移和變形。夾具體它是將定位元件、夾緊裝置等聯接成一體的夾具主體。確定夾具與刀具之間相對位置的元件用于確定刀具位置并引導刀具的加工的元件。確定夾具與機床之間的相對位置的元件以上的組成部分不是都必須具備的，但是定位元件、夾緊裝置、和夾具體則是夾具最基本的組成部分專用夾具的設計為了提高勞動生產率、保證加工質量、降低勞動強度需要設計專用夾具。設計的工序是加工M8×1.5螺紋孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床。第二節確定夾具的方案設計夾具時必須根據工件的加工要求和確定的定位基準來選擇方法。設計定位元件并分析定位精度。定位分析及選擇定位主要根據工件在加工時所需要限制工件在空間直角坐標系中的各個自由度來選擇定位方法。根據該零件加工的工序和基準來分析，采用一面兩孔來定位。定位元件的選擇上面分析出定位方法，采取一面兩孔定位來選取元件。（1）平面定位選擇φ40的下端面定位。同時采取φ10H7孔的下端面輔助支撐。（2）孔定位φ20H8孔選取圓柱銷進行定位，φ10H7孔選取20菱形銷定位?？?=φ10H7=φ10孔2=φ20H8=φ20 孔的中心距=75則夾具的兩定位銷的中心距尺寸=75。確定圓柱定位銷的尺寸和偏差圓柱銷的長度確定為20mm。為了減小工件移動時基準位移誤差（Δj，y）并考慮到定位銷制造時可能達到的經濟精度，取配合為f7。查公差表得：φ20f7=φ20確定菱形銷的尺寸和偏差菱形銷的長度確定為15mm。查表選擇菱形銷的寬度b1=4mmB=d-2=10-2=8mm 由X1min===0.024mm所以菱形銷的最大直徑d=D1-X1min=10-0.024=9.976mm按定位銷一般制造經濟精度，取直徑公差帶為h6，則菱形銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為：d=9.976h6=φ10mm計算定位誤差移動時基準位移誤差Δj，y=Δd2+ΔD2+X1min=0.013+0.033+0.02=0.066mmtanθ===0.00076Δθ=0.043第三節工件的夾緊為了保證工件在夾具中定位后不會因為在加工中的切削力、慣性力及離心力等作用下而發生變動，必須采用夾緊裝置將其夾緊。1、設計夾緊裝置時應滿足以下就基本要求保證加工精度，不破壞工件的定位或產生不允許的變形保證生產率，力求夾緊迅速結構簡單、緊湊、制造維修方便，盡量使用標準件。操作方便、省力、安全。2、計算切削力刀具:高速鋼麻花鉆d0=8其中：，，，，，=()=()=1.03F==1190N一夾緊力三要素的確定1夾緊力的方向應不破壞工件定位的準確性和穩定性，即夾緊力應朝主要定位基準，把工件壓向定位元件的定位面上。此零件的切削力的方向如圖4所示：2、夾緊力的作用點夾緊點應正對支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內。夾緊點應位于工件剛性較好的部位并有一定的作用面積。夾緊點應盡量靠近加工表面，以減少切削力對夾緊點的力矩防止工件的轉動和振動。此零件的夾緊點的作用圖如圖3所示。3、夾緊力的大小在用計算法求夾緊力時，通常將夾具和工件看作為剛體系統，并視工件在切削力、夾緊力、重力和慣性力作用下，處于靜力平衡，然后列平衡方程式求出理論夾緊力，再乘以安全系數K，作為實際夾緊力。夾緊裝置此零件采取螺旋夾緊裝置夾緊工件螺旋夾緊裝置應用最為廣泛，它的優點是結構簡單、制造方便、夾緊力大、自鎖性好、工作可靠而且行程不受限制，缺點是夾緊動作緩慢。夾緊力的計算此零件在加工時，采用定位銷定位，承受了很大的切削力。所以工件不需要很大的夾緊力，只需要將工件夾緊即可。所以不需要計算夾緊力。螺旋夾緊機構為了提高生產效率，在選取墊圈時選用開孔墊圈。只要松開夾緊螺母，即可實現工件的快換。第四節導向裝置的確定導向裝置主要是在加工孔時借助于鉆套確定刀具位置和引導刀具進給方向。被加工孔的尺寸精度主要由刀具的本身精度來保證。孔的坐標位置精度，則由鉆套在夾具上的位置精度來確定。并能防止刀具在切入后引偏。這就是導向裝置的作用。此零件的導向裝置是可換鉆模和快換鉆套?？蓳Q鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在鉆模板中，可換鉆套由螺釘固定住，防止轉動。可換鉆套與襯套采用配合，襯套與模板采用配合。增加襯套的目的是避免模板的磨損克服固定鉆模后不易更換的缺點。確定鉆模板孔、襯套外徑、鉆套的尺寸。根據所鉆的孔徑來分析，確定以上三個尺寸及公。鉆套外徑φ15n6=φ15，襯套外徑φ20n6=φ20,鉆模孔φ20H7=φ20。第五節定位誤差的分析計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差鉆套外徑φ15n6=φ15與襯套內經φ20n6=φ20的最大間隙為。Δ1max=ES-ei查公差表得：EI=16IT=18則ES=EI+IT=16+18=34=0.034mmei=12=0.012mmΔ1max=ES-ei=0.034-0.012=0.022mm襯套外徑20n6與鉆模板孔中φ20H7的最大間隙為。Δ2max=ES-ei查公差表得：EI=0IT=21則ES=EI+IT=0+21=21=0.021mmei=15=0.015mmΔ2max=ES-ei=0.021-0.015=0.006mm則鉆套的中心工作臺平面的垂直度誤差為。Δ1max+Δ2max=0.022+0.006=0.028計算定位銷軸與工作臺平行度誤差圓柱銷軸與夾具體孔的最大間隙定位銷尺寸φ16夾具體孔尺寸φ16Δmax=ES-ei=0.033-（-0.033）=0.066夾具體孔的長度為18mm，則圓柱定位銷軸與工作臺的最大平行度誤差為0.066/18即0.0036第六節確定鉆套的尺寸與公差帶加工螺紋孔M10×1.5要分為幾步進行加工。分為鉆孔、擴孔、螺紋加工。所以一下確定各個加工孔所用的鉆套的尺寸與公差帶。螺紋底孔的確定：d0=d-(1.04—1.06)P=10-（1.04—1.06）×1.5=8．44螺紋底孔直徑為8.44，所以先用φ8的麻花鉆鉆孔，再選用φ8.44的擴孔鉆擴孔，再用M10的絲錐攻螺紋。所以一下確定各個加工孔所用的鉆套的尺寸與公差帶。鉆孔鉆套的尺寸與公差帶的確定φ8的鉆頭上偏差為0，故選用鉆套孔徑為φ8F7即φ8擴孔鉆套的尺寸與公差帶的確定φ8.44的擴孔鉆的上偏差為0，故選用鉆套孔徑為φ8.44F7即φ8.44絲錐的鉆套的尺寸與公差帶的確定φ10的絲錐的上偏差為0，故選用絲錐鉆套的孔徑為φ10G7即φ10第七節內六角螺釘的抗拉強度校核在鉆孔時，定模板受力不大。所以螺釘只受到模板的重力。其他可以忽略不計。抗拉強度的計算：бmax==[б]F=GG=mg已知：m=6.48kg[б]=598MPaG=mg=6.48×9.8=63.5KN則F=G=63.5KNбmax=≤[б]==505.5MPa≤[б]所以螺釘的抗拉強度滿足要求第八節夾具操作的簡要說明此零件采用了一面兩孔定位。將工件裝夾在夾具中后，用螺旋夾緊裝置。為了提高勞動生產率。為此，設計了快換裝置。所以在設計墊圈時選用了U形開口墊圈。所以在裝夾和拆卸工件時只需要將螺母松開1—3扣，取下U形開口墊圈，這樣實現了工件的快換。第三章工藝文件的制定第一節工序的設計一、工藝過程卡片二、確定切削用量及時間定額1、粗銑φ40、φ20孔的下端面，以φ40上端面為基準加工條件：工件材料：HT200б0=170—240MPa加工要求：粗銑φ40、φ20孔的下端面。加工余量1.8mm、3.9mm機床：X51立式銑床刀具：YG6硬質合金端面銑刀銑削寬度ae≤50深度ap＜4Z=6刀具直徑d0=80mm選擇刀具前角γ0=0°后角α0=8°副后角α0′=10°刃傾角λs=-10°主偏角Kr=60°副偏角Kr′=5°切削用量確定切削用量ap因為余量較小，故選用ap=3.9一次走刀可以完成確定每齒進給量fz本工序為粗加工尺寸精度和表面粗糙度可以不考慮。使用YG6硬質合金端面銑刀加工，機床功率4.5KW。查表得：fz=0.09—0.18故選擇fz=0.18mm/z確定刀具的磨鈍標準查表得：銑刀刀齒后刀面最大磨損量1.5mm銑刀直徑d0=80mm故選用刀具使用壽命T=120min計算切削速度VcVf當d0=80mmZ=12ap≤7.5fz≤0.18mm/z通過查表得：vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min各修正系數為：kMV=1.0，kSV=0.8則切削速度的計算公式其中ae=40ap=3.9Cv=245qv=0.2Xv=0.15yv=0.35ur=0.2Pv=1m=0.32T=120fz=0.18Z=12==191m/min確定機床轉速ns=計算工時tm=L/Vc=40/191=0.2min2、精加工此工序、粗精加工另一面的切削用量相同。3、鉆擴φ20孔根據查表，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°按加工要求確定進給量：查表得：，，由表2.7,系數為0.5,則：按鉆頭強度選擇:查表鉆頭允許進給量為：；按機床進給機構強度選擇：查表機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據查表得：最終選擇進給量。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。根據表查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數為1.0，故Ff=2500N。根據Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查表得）為0.6mm，壽命．切削速度查表切削速度計算公式為：（m/min）其中，，，，，，，，，查得修正系數：，，，故實際的切削速度：查機床說