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哈爾濱理工大學(xué)
機(jī)械制造工藝及課程設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，
設(shè)計車圓弧車床夾具
設(shè)計要求：中批量生產(chǎn)，手動夾緊，通用工藝裝備，
設(shè)計時間2006.9.11～2006.9.29
設(shè)計內(nèi)容：1、填寫設(shè)計任務(wù)書；
2、制定一個中等零件的加工工藝過程，填寫
工藝過程卡和工序卡各一張：
3、設(shè)計指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套
夾具圖紙，要求用計算機(jī)繪圖；
4、編寫設(shè)計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式編寫，要求打印文稿 。
班 級：
學(xué) 生：
指導(dǎo)教師：
系 主 任 ：
目 錄
序言………………………………………………………….....1
一零件分析…………………………………………………………1
（一） 零件作用………………………………………………..1
（二） 零件的工藝分析………………………………………..1
二工藝規(guī)程分析……………………………………………………1
（一） 確定毛坯的制造形式…………………………………1
（二） 基面的選擇……………………………………………1
（三） 制定工藝路線…………………………………………2
（四） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.......2
1. 銑90×32面2
2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔…………………………………….3
3. 銑斷...................................................................................5
4. 車圓弧及其中一端面…………………………………...6
5. 銑槽………………………………………………...7
6. 銑面………………………………………………..8
7. 鉆，攻M22螺紋孔……………………………………..9
三夾具設(shè)計………………………………………………….....11
（一） 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………… 11
（二） 切削力及夾緊力的計算…………………………….12
（三） 定位誤差分析……………………………………….12
（四） 夾具設(shè)計及操作的簡要說明……………………….12
四參考文獻(xiàn)…………………………………………………………13
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。
就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、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。
2 以φ25孔為基準(zhǔn)來加工φ60的圓弧和圓弧的兩個端面來達(dá)到圖紙要求。
3 以φ25孔來定位來加工16的槽來滿足垂直度要求。
4 銑32×32面后鉆孔攻絲加工M22螺紋孔。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計
（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)計中的重要工作之一。基面選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(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個基準(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V形塊支承這兩個φ55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(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。
（三） 制訂工藝路線
1. 工藝路線方案
工序 1） 鑄造
2） 時效處理
3） 銑90×32面
4） 鉆，擴(kuò)，鉸孔
5） 檢查
6） 銑斷
7） 車圓弧，車圓弧端面
8） 翻轉(zhuǎn)車另一端面
9） 銑16mm槽
10） 銑面
11） 鉆、攻M22螺紋孔
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90×32面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片
1） 由表1 銑削深度時，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 ：采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時
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
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5） 計算基本工時
式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y＋△+d＝92
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級精度，材料鑄鐵時 時
由
時
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時：
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
時：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 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為：
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 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 雙橫刃磨的鉆頭 時
切削修正系數(shù)
故
4） 加工工時 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： 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：
3. 銑斷：選擇鋸片刀
1）銑削寬度
時，
各修正系數(shù)：
所以：
工時：
所以：
4. 車圓弧及其中一端面
選刀桿尺寸： 刀片厚度：
粗車：
加工切削深度 由表4
根據(jù)表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵時：
切削修正系數(shù)：
故
由機(jī)床
半精車：切削深度
由機(jī)床選
切削速度
由機(jī)床選
工時
粗車圓弧：工時
半精車圓?。汗r
5. 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
各修正系數(shù)為：
故
基本工時：
6. 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銑床說明書，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中公式計算 也可查表
根據(jù)表9 當(dāng)
時，
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)機(jī)床說明書選擇
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，
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)床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
因為，所以此切削用量可以采用。
即
6）計算工時
式中
根據(jù)表19 入切削量及超切削量
則
故
7. 鉆，攻M22螺紋孔
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
（2） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時
由
時
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時：
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
時：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 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為：
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 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 雙橫刃磨的鉆頭 時
切削修正系數(shù)
故
4） 加工工時 其中
由表22
所以
5） 攻M22螺紋孔
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表3-38
f=0.2mm/r
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表3-38
v=0.35m/s
==8.78r/s=526r/min
按機(jī)床選?。?
l=25mm
計算工時:
—— 工件的螺紋長度;
—— 絲錐切削錐長度；
三、夾具設(shè)計
（一） 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，圓弧對孔有中心距要求，則用孔來定位，再用92×32平面來定位限制五個自由度，加一平面來輔助。實(shí)際就變?yōu)橐幌鬟呬N和兩平面定位的夾具。
（二） 切削力及夾緊力的計算
切削刀具：硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀，則
式中：＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（）
計算結(jié)果 = 1459.699N
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)計手冊》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
此時已大于所需的1460N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，孔與銷間隙配合。
工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動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)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來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)能滿足定位要求。
（四）夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為車圓弧，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。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)計指導(dǎo)書。北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[2]東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計手冊 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979
[3] 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[4] 金屬切削手冊 上海：上海科學(xué)文化技術(shù)出版社
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