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機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及
工藝裝備
設(shè) 計(jì) 者 鄒 毅
班 級(jí) 機(jī)械03-1班
學(xué) 號(hào) 17號(hào)
指 導(dǎo) 教 師 敖曉春
哈爾濱理工大學(xué)
機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
設(shè)計(jì)題目: 制定CA6140車(chē)床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)車(chē) 55圓弧的車(chē)床和鉆25孔的鉆床夾具
設(shè)計(jì)要求:1.中批生產(chǎn);
2.盡量選用通用設(shè)備;
設(shè)計(jì)內(nèi)容: 1.填寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū);
2.制定一個(gè)中等零件的加工工藝過(guò)程,填寫(xiě)工藝過(guò)程卡和工序卡各一張;
3.設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具,繪制全套夾具圖紙,要求用計(jì)算機(jī)繪圖;
4.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份,按照畢業(yè)論文的格式寫(xiě),要求打印文稿。
目 錄
序言.................................................................................. 1
零件的分析………………………………........................1
零件的作用………………………………………….1
零件的工藝分析…………………………………….1
工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………….....................1
確定毛坯的制造形式……………………………….1
基面的選擇………………………………………….2
制定工藝路線(xiàn)……………………………………….2
機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定…….3
確立切削用量及基本工時(shí)………………………….4
卡具設(shè)計(jì)………………………………………………….12
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。
一． 零件的分析
（一）.零件的作用
題目所給的零件是CA6140機(jī)床上的撥叉，他位于機(jī)床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機(jī)床的變速。
（二）零件的工藝分析：
，
CA6140車(chē)床共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. 以φ25為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ25的孔，以及其上下端面。
2 以φ55為中心的加工表面
3 斜面的加工
4 撥槽的加工
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一） 確定毛坯的制造形式。
零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜。所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。
（二） 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊壓板壓住這兩個(gè)φ40作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行車(chē)削。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。
（三） 制訂工藝路線(xiàn)
1. 工藝路線(xiàn)方案
工序 1） 鑄造
2） 時(shí)效處理
3） 銑圓柱右端面
4） 鉆，擴(kuò)，鉸孔
5） 檢查
6） 銑斷
7） 車(chē)圓弧，車(chē)圓弧端面
8） 翻轉(zhuǎn)車(chē)另一面
9） 銑面
10） 銑16mm槽
11） 銑圓柱斜面
12） 去毛刺
13） 檢查
（四） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)加工工藝，分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下：
1. 銑圓柱右端面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片
1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5
2） 銑刀幾何形狀 由表2
3） 選擇切削用量
（1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱(chēng)端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時(shí)
4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度
4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時(shí)
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說(shuō)明書(shū)（表24）選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5） 計(jì)算基本工時(shí)
式中 由表20 不對(duì)稱(chēng)安裝銑刀入切削量及超切削量
故
2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔
1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑
鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃，
2） 選擇切削用量
（1） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，材料鑄鐵時(shí) 時(shí)
由
時(shí)
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時(shí) 時(shí)：
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時(shí)
時(shí)：機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。
進(jìn)給量
由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取
由表16 可以查出鉆孔時(shí)的軸向力在 時(shí)為：
軸向力修正系數(shù)為1.0 故
故 可用
2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度，
由表9 時(shí) 鉆頭后刀面最大磨損量取為
耐用度
3） 確定切削速度
由表10 加工性為第三類(lèi) 雙橫刃磨的鉆頭 時(shí)
切削修正系數(shù)
故
4） 加工工時(shí) 其中
由表22
所以
擴(kuò)孔： 24.7
按機(jī)床取
所以實(shí)際切削速度
工時(shí)： 切入
所以
鉸孔：
取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實(shí)際切削速度：
所以工時(shí)：
3. 銑斷：選擇鋸片刀
1）銑削寬度
時(shí)，
各修正系數(shù)：
所以：
工時(shí)：
所以：
4. 車(chē)圓弧及其中一端面
選刀桿尺寸： 刀片厚度：
粗車(chē)：
加工切削深度 由表4
根據(jù)表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄鐵時(shí)：
切削修正系數(shù)：
故
由機(jī)床
半精車(chē)：切削深度
由機(jī)床選
切削速度
由機(jī)床選
工時(shí)
5. 銑面
1） 確定切削深度
確定切削寬度：
由于加工余量不大，所以可一次走刀完成
2） 確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)x52k銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度
根據(jù)表3
現(xiàn)取
3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度
根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度
4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量
切削深度可根據(jù)表21中公式計(jì)算 也可查表
根據(jù)表9 當(dāng)
時(shí)，
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選擇
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
5） 檢查機(jī)床功率
根據(jù)表5 當(dāng) 時(shí)，
切削功率的修正系數(shù)
所以實(shí)際切削功率為
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床主軸允許的功率為
因?yàn)?，所以此切削用量可以采用?
即
6）計(jì)算工時(shí)
式中
根據(jù)表19 入切削量及超切削量
則
故
6. 銑槽 臥式銑床 直齒三面銑刀
1選擇切削用量
1） 確定銑削寬度
由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成
2） 確定每齒進(jìn)給量
由機(jī)床 功率為 由表3
取
3） 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 最大磨損量為 耐用度為：
4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量
由表9 當(dāng) 時(shí)
各修正系數(shù)為：
故
基本工時(shí)：
7. 銑圓柱斜面
選YT15硬質(zhì)合金刀片
每齒進(jìn)給量 銑床功率為7
取
銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量
由表8 耐用度
確定切削速度和每秒進(jìn)給量
由表13 時(shí)
各修正系數(shù)：
所以
基本工時(shí)：
三、夾具設(shè)計(jì)
（一） 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，圓弧對(duì)孔有中心距要求，則用孔來(lái)定位，再用92×32平面來(lái)定位限制五個(gè)自由度，加一平面來(lái)輔助。實(shí)際就變?yōu)橐幌鬟呬N(xiāo)和兩平面定位的夾具。
（二） 切削力及夾緊力的計(jì)算
切削刀具：硬質(zhì)合金內(nèi)孔車(chē)刀，則
主切削力
式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，
查表22-1
計(jì)算結(jié)果 = 1752.74N
徑向切削力
式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，
查表22-1
計(jì)算結(jié)果 = 598.03N
走刀力
式中： ＝2mm，＝55.6m/min，f＝0.5mm/r，
查表22-1
計(jì)算結(jié)果 = 1073.55N
選用壓板壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為
式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。
壓板用螺母擰緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-23得螺母擰緊力
根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為
此時(shí)已大于所需的夾緊力，故本夾具可安全工作。
（三） 定位誤差分析
定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷(xiāo)，孔與銷(xiāo)間隙配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線(xiàn)方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線(xiàn)方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)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(yīng)當(dāng)能滿(mǎn)足定位要求。
（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)檐?chē)床夾具選擇了壓板夾緊方式。本工序?yàn)檐?chē)圓弧，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
五 參考文獻(xiàn)
[1]趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[2]東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979
[3] 艾興，肖詩(shī)綱主編。切削用量手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[4] 金屬切削手冊(cè) 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社