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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件
的機(jī)械加工藝規(guī)程
(中批量生產(chǎn))
開(kāi)始日期: 2007.12.24
完成日期: 2007.12.28
學(xué)生姓名:
班級(jí)學(xué)號(hào):
指導(dǎo)教師:
學(xué)校名稱:
系主任:
重慶工學(xué)院
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工
藝規(guī)程（大批量生產(chǎn)）
內(nèi) 容 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
4.機(jī)械加工工序卡片 1張
5.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份
設(shè) 計(jì) 者
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
系主任
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們完成了基礎(chǔ)課程和部分技術(shù)基礎(chǔ)課程之后進(jìn)行的。它一方面要求我們通過(guò)設(shè)計(jì)能夠獲得綜合運(yùn)用過(guò)去學(xué)過(guò)的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力；也是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，同時(shí)也是我們一次理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)際訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)生活中占據(jù)在相當(dāng)重要的地位。
通過(guò)設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了熟悉運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論實(shí)際知識(shí)，解決了一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊、以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題保證加工質(zhì)量。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，懇請(qǐng)老師能給予批評(píng)和指正。
一、零件的分析
零件的作用：該撥叉用在CA6140的主軸上，和其他零件配合，在改變轉(zhuǎn)速的時(shí)候承受輕微的載荷，所以應(yīng)該保證本零件的重要工作表面符合技術(shù)要求。
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
（一）確定毛坯的制造形式
零件的材料是HT200，工作環(huán)境良好，不會(huì)承受較大的沖擊載荷，由于年生產(chǎn)量為2000件，已經(jīng)達(dá)到了中批量生產(chǎn)，并且材料可鑄。因此從提高生產(chǎn)率，保證經(jīng)濟(jì)性的角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法制造毛坯。
（二）基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，使生產(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)。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側(cè)75×80的面為粗基準(zhǔn)。
（2） 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問(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。精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中采用專用夾具夾持。
（三）制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量是工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。
1． 工藝路線方案
工序1 粗銑80×40的左端面,精銑75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。
工序2 鉆φ22的花鍵孔。
工序3 倒2×45°的倒角。
工序4 拉花鍵，保證精度要求。
工序5 粗銑溝槽, 粗銑上表面的平面。
工序6 精銑溝槽, 精銑上平面至符合表面粗糙度要求。
工序7 鉆螺紋孔。
工序8 攻螺紋至M8。
工序9 終檢。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥叉”零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
考慮到零件的很多表面沒(méi)有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來(lái)即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差為CT8,可以從《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》得到CT8=1.6mm。相應(yīng)計(jì)算如下：
最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm
最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm
75×40的端面的精加工余量為1mm，粗加工余量2.5-1=1.5mm。
（五）確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：銑75×40的端面至符合要求。
工步1：粗銑
背吃刀量為=2.5-1.0=1.5mm。
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率5~10Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時(shí)間t: 根據(jù)面銑刀平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90°）的基本時(shí)間計(jì)算公式:t=()/。其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。則有：
=0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80-)+2=7.36mm。
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s
工步2：精銑
背吃刀量的確定：=1mm .
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。
銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z?的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：
v= nπd/1000=52.78mm/min。
基本時(shí)間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90°）的基本時(shí)間公式t=()/，可以求得該工序的基本時(shí)間，其中=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得
=×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min
t=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s
工序2：鉆φ20mm的孔，擴(kuò)孔至φ22mm。
工步1：鉆φ20mm的孔。
背吃刀量=20mm
進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量f=0.3mm/r。
切削用量的計(jì)算：因?yàn)樵摴ぜ牟牧蠟镠T200，所以選取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得：
n=1000×22/(π×20)=350.32r/min
參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表4-9所列的Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取n=392r/min，再將n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min
基本時(shí)間t:
其中=80mm，==10×1.66+1=12.66mm，=1~4mm,取=2mm。所以基本時(shí)間t為：
工步2：擴(kuò)φ20mm的孔至φ22mm。
背吃刀量的確定：取=1mm。
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表2.10的資料，選取該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=1.1 mm/r 。
切削速度的確定：根據(jù)相關(guān)資料，確定: v=0.4=0.1×22=8.8m/min
由公式n=1000v/πd。可以得到：n=1000×8.8/22π=127.4r/min
按機(jī)床選取n=140r/min，得切削速度v=
基本時(shí)間t:
其中=80mm, ==1×1.66+1=3.66mm/min, =1~4mm, 取=2mm。所以基本時(shí)間t為：
工序3：粗銑溝槽，上平面
工步1：粗銑溝槽。
背吃刀量的確定：雙邊背吃刀量為=16mm。
進(jìn)給量的確定：按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.14中資料選擇刀具為“直柄立銑刀”，d/z=16/3;銑刀每齒進(jìn)給量為=0.04mm/z。
銑削速度=18mm/min。主軸轉(zhuǎn)速為n=358r/min。
基本時(shí)間t: 按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43得： ， 式中=0.5d+(1~2)，=1~3mm，，
其中h為溝槽深度，為銑削輪廓的實(shí)際長(zhǎng)度，為溝槽深度的背吃刀量。，取=2mm,i=34/17=2,
工步2: 銑上平面
由工序1可知，精加工余量為1mm,背吃刀量為3-1=2
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時(shí)間t據(jù)面銑刀銑平面不對(duì)稱銑削的計(jì)算時(shí)間計(jì)算公式：
按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-45切入和切出行程速度,
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=(80+29)/320=0.34min20.7s。
三、結(jié)論
在經(jīng)過(guò)一周的設(shè)計(jì)之后，使我們了解到了有關(guān)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的一些知識(shí)，切身地體會(huì)到了從毛坯到成品的一個(gè)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，從而對(duì)于本課程有一個(gè)較為清晰的輪廓印象。由于我們?cè)谶@次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)有限，對(duì)這門課程只是有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，所以請(qǐng)老師多多指正與批評(píng)。如果要想更好地掌握好這門技術(shù)，還需要我們進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，在實(shí)際工作中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，這樣我們才能更好的學(xué)好這門技術(shù)，更好地了解機(jī)械制造基礎(chǔ)工業(yè)，從而為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。