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哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
設(shè)計(jì)題目：CA6140車床撥叉(831002)工藝及鉆、擴(kuò)Φ25孔夾具設(shè)計(jì)
設(shè) 計(jì) 者：
指導(dǎo)教師：
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系
目錄
序 言…………………………………………………第 5 頁
零 件 分 析…………………………………………………第 5 頁
（一）零件的工藝分析…………………………………………第 5 頁
（二）零件的作用.......................................................................第 5 頁
工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………… 第5 頁
（一）確定毛坯的制造形式…………………………………… 第 5 頁
（二）基準(zhǔn)面的選擇……………………………………………第 5 頁
（三）制定工藝路線……………………………………………第 6 頁
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………第 6 頁
（五）確定切削用量及基本工時(shí)…………………………………第 6 頁
夾 具 設(shè) 計(jì)……………………………………………… 第 15 頁
（一）問題提出………………………………………………第 15 頁
（二）夾具設(shè)計(jì)………………………………………………第 15 頁
1、切削力及夾緊力的計(jì)算……………………………… 第 15 頁
2、夾緊力的計(jì)算……………………………………… 第 15 頁
3、定位誤差的分析…………………………………… 第 16 頁
參 考 文 獻(xiàn)……………………………………………… 第 16 頁
哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 加 工 工 藝 卡 片
零件名稱： （CA6140C車床） 撥 叉
設(shè) 計(jì) 者：周 立 民
指導(dǎo)教師：敖 曉 春
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系
2006年9月26日
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目：CA6140車床撥叉(831002)工藝及鉆、擴(kuò)Φ25孔夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備
設(shè)計(jì)時(shí)間： 2006.9.11~2006.9.29
設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖；
2、繪制零件圖（一張）；
3、繪制毛坯圖（一張）；
4、編寫工藝過程卡片和工序卡片（各一張）；
5、繪制夾具總裝圖；
6、繪制夾具零件圖；
7、說明書
班 級：機(jī) 械 03-1 班
學(xué) 生： 周 立 民
指導(dǎo)教師： 敖 曉 春
系 主 任： 楊 樹 財(cái)
2006年09月11日
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。
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(gè)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(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，加工工藝過程中回問題百出，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(gè)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(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V形塊支承這兩個(gè)φ55作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)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(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，這在以后還要專門計(jì)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(shí)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(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(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型立銑床說明書（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 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(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 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(shí)：
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(shí)
粗車圓弧：工時(shí)
半精車圓?。汗r(shí)
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(shí)
各修正系數(shù)為：
故
基本工時(shí)：
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(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(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)床說明書，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
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(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 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
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)床選取：
l=25mm
計(jì)算工時(shí):
—— 工件的螺紋長度;
—— 絲錐切削錐長度；
三、夾具設(shè)計(jì)
（一） 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，用圓弧一端面定位并用壓板夾緊，再用兩可調(diào)螺釘組成的v形上定位限制五個(gè)自由度。
（二） 切削力及夾緊力的計(jì)算
切削刀具：高速鋼麻花鉆頭，則
式中：＝23.5mm， f＝0.41mm/r，（）
計(jì)算結(jié)果 = 8397.352N
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》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。
(1) 夾具的主要定位元件為一平面和一v形塊和一矩形塊，面與面配合。
（2） 工件的工序基準(zhǔn)為端面和圓柱面，故端面的平面度和圓柱面的援助度對定位誤差影響最大.則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一平面，一 v形塊和矩形塊定位，工件始終平面，而定位塊的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件在定位塊正上方呦傾斜，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(jì)及操作的簡要說明
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)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了壓板和壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂@孔，切削力大，所以選用夾緊力大一些裝置就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)緊湊,承受較大的夾緊力。
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。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(jì)手冊 上海：上?？茖W(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?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社
17