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1、目 錄 機(jī)械制造裝備及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書····················1 第一章概述 一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求·························4 第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定····················5 三、加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)···················6 1、確定毛坯的制造形式··················6 2、加工工藝方案一·····················7 3、加工工藝方案二······················7 4、工藝路線分析比較········

2、·············8 5、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定···········8 6、確定切削用量及基本工時(shí)···················8 第三章機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 四、夾具設(shè)計(jì)·····························12 1、問題提出·····························12 2、夾具設(shè)計(jì)···························12 參考文獻(xiàn)······························14 CA6140車床套課程設(shè)計(jì) 第一章 概述 一、 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)

3、計(jì)是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)（或數(shù)控加工工藝學(xué)）的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用所學(xué)過的工藝基本理論，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)題目，制定CA6140車床套的機(jī)械加工工藝規(guī)程，在下述幾方面得到鍛煉： （1） 鞏固、擴(kuò)大工藝課所學(xué)內(nèi)容； （2） 在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立完成工藝設(shè)計(jì)。 （3） 學(xué)會查閱，正確使用設(shè)計(jì)資料，圖表和手冊。 要求如下： （1）零件圖 1張 （2）毛坯——工件綜合圖 1張 （3）機(jī)械（數(shù)控）加工工藝卡 1套 （4）課程設(shè)計(jì)說明書 1份 （1） 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 （2） 分析零件圖 （3） 繪制毛坯——工件綜合圖 （4）

4、 擬定工藝路線 （5） 確定加工余量和工序尺寸 （6） 確定切削用量及時(shí)間定額 （7） 選擇設(shè)備及工藝裝備 （8） 填寫工序卡 （9） 整理設(shè)計(jì)說明書 第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 二、 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 1、 確定生產(chǎn)類型 CA6140車床套，零件材料為#45鋼，生產(chǎn)類型小批量，鑄造圓鋼。 2、 生產(chǎn)綱領(lǐng) No——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)—（件/年） Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)量（1000臺/年） n—每臺產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（1件/臺） a%——備品的百分率（10%） b%——廢品的百分率（1%） No=Q x N (1+a%+b%) =1000x1(1+10%+1

5、%) =1110/年（屬于中型小量生產(chǎn)） 3、分析零件圖，繪制零件圖 （1） 熟悉零件圖 零件的分析 零件的作用：題目所給的零件是CA6140車床套。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起支撐軸的作用，換檔，撥動相關(guān)齒輪與不同的齒輪嚙合，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ8H9孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方尺寸5H9處是用于控制齒輪的，通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 零件的工藝分析：CA6140車床套共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。 分析如下：; 以φ25H7為中心的一組加工表面，這一組加工表面有：φ25H7、φ45m6、φ32、3x0.5槽和孔

6、φ7等。以尺寸90為中心的一組加工表面，這一組加工表面包括：兩端面、孔φ8H9－R5、槽5H9等。這二組加工面有一定的關(guān)聯(lián)要求即第二組尺寸和第一組尺寸相關(guān)聯(lián)要求。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面和一端面為精基準(zhǔn)加工另外一組加工面。 加工要求制訂 零件上槽口的加工要求是：保證寬度25H7，深度55mm，表面粗糙度底面為1.6并要求兩側(cè)面對孔25的軸心線對稱，公差為3.2； 零件的加工工藝過程安排是在加工槽口之前，除孔ф8H9尚未進(jìn)行加工外，其他各面均已加工達(dá)到圖紙要求。 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1、確定毛坯的制造形式： 零件材料為45，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過

7、程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，長度較短，故選擇圓鋼毛坯并一件下兩件。 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，還會造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 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φ45 m6外圓毛坯面作為粗基準(zhǔn)，車床的三爪卡盤裝夾車削φ45m6等相關(guān)加工面。 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)

8、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)，現(xiàn)選取下端面、槽5H9和孔φ25H7。 2、制定工藝路線 制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下可以考慮采用通用機(jī)床配以專用工卡具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降 。 加工工藝路線方案一: 工序一 調(diào)質(zhì) 工序二 夾φ45m6毛坯外圓，車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42、鉆孔φ25H7底孔φ24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。 工序三

9、滲碳，淬火 工序四 車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 工序五 銑開襠尺寸5H9 工序六 鉆孔φ7－φ13 工序七 銑尺寸29，保證尺寸59.5 工序八 鉆孔φ8H9、擴(kuò)R5 工序九 檢查 工序十 入庫 工藝路線方案二: 工序一 調(diào)質(zhì) 工序二 夾φ45m6毛坯外圓，車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42、鉆孔φ25H7底孔φ24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。 工序三 滲碳，淬火 工序四 車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 工序五 銑尺寸29，保證尺寸59.5 工序六 銑開襠尺寸5

10、H9 工序七 鉆孔φ7－φ13 工序八 鉆孔φ8H9、擴(kuò)R5 工序九 檢查 工序十 入庫 3、工藝路線分析比較: 工藝路線一與工藝路線二的差別在于對銑尺寸29，保證尺寸59.5的加工安排，工藝路線一以底面、孔φ25H7和槽5H9定位加工尺寸29，能很好的保證孔的軸線與面的平行度要求，后序仍以此基準(zhǔn)加工其他尺寸，能很好的保證尺寸公差和行位公差的要求，所以此次設(shè)計(jì)依據(jù)工藝路線一來開展設(shè)計(jì)。 4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 CA6140車床套，零件材料為45，生產(chǎn)類型大批量，鑄造圓鋼。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下

11、： 內(nèi)孔的加工余量及公差查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ25H7內(nèi)孔余量為2。車削加工余量為：粗車 1.6mm，精車 0.4mm，由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 5、確立切削用量及基本工時(shí) 工序二 夾φ45m6毛坯外圓， 車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42 鉆孔φ25H7底孔φ24.6， 控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片 加工條件 工件材料：45圓鋼。機(jī)床：C6116車床。刀具：YG15硬質(zhì)合金車刀. 車切削用量：

12、因?yàn)榍邢髁坎淮螅士梢赃x擇ap1=3mm。 查車刀后刀面最大磨損及壽命：查《機(jī)械加工工藝師手冊》表27-11，車后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《機(jī)械加工工藝師手冊》表27-11，壽命T=180min 切削速度按最大尺寸設(shè)計(jì)：即：按最大外圓處φ75計(jì)算切削速度查表《機(jī)械加工工藝師手冊》， Vc=算得 Vc＝64mm/s，n=439r/minVf=490mm/s， 據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=475r/minVfc=475mm/s 則實(shí)際切削速度Vc=3.14*75*475/2*1000=55.93m/min 校驗(yàn)機(jī)床功率： 查《切削手冊》Pcc=2.1kw而機(jī)床所能提供功

13、率為10W，Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 車削參數(shù)最終確定：ap=1.8mm，nc=475r/minVfc=475mm/s，Vc=55.93m/min， fz=0.16mm/r。 計(jì)算車削基本工時(shí) Φ45處工時(shí)：T車＝（75-45）xL/ 2ncff=6x40/475*0.16=3.12min Φ32處工時(shí)：T車＝（75-42）L/ ncff=（75-42）/2x475x0.16=2.86min Φ70處工時(shí)：T車＝（75-70）L/ 2x3xncff=（75-70）/2x475x0.16=1.3min 齊端面工時(shí)： T車＝75L/3* 2ncff=75/3x2x475x0.16=

14、6.5min T1＝3.12+2.86+1.3+6.5＝13.78 掉頭加工工時(shí)相同，即：T2＝13.78。 切斷工時(shí)：T3＝70/3*2*475*0.16＝0.15 T總＝13.78*2+0.15＝27.71min 工序四：車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 加工條件 工件材料：45圓鋼。機(jī)床：C6116車床。 切削用量:因?yàn)槭蔷庸ぃ邢髁坎淮?，故可以選擇ap1=0.2mm，1次走刀即可完成所需尺寸。 查車刀后刀面最大磨損及壽命 :查《機(jī)械加工工藝師手冊》表27-11，車后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表27-11，壽命T

15、=180min 計(jì)算切削速度 按《機(jī)械加工工藝師手冊》， Vc＝68mm/s，n=439r/minVf=490mm/s，因是精加工，為取得搞的加工精度和表面粗糙度，故選擇高的轉(zhuǎn)速。 據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=625r/minVfc=574mm/s 則實(shí)際切削速度Vc=3.14x45x625/2x1000=44.15m/min 校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw而機(jī)床所能提供功率為10W，Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 車削參數(shù)最終確定ap=0.2mm，nc=625r/minVfc=574mm/s，Vc=44.15m/min，fz=0.16mm/r 計(jì)算車削基本工時(shí)

16、 Φ45m6處工時(shí)：T1＝L/ ncff=40/625x0.16=0.4min Φ25H7處工時(shí)：T2＝L/ ncff=90/625x0.16=0.82min T總＝0.4+0.82＝1.22min 工序五 銑開襠尺寸5H9 加工條件 工件材料：45圓鋼。機(jī)床：XA62臥式銑床。刀具：高速鋼圓柱銑刀深度apPcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=2.5mm nc=475r/minVfc=475mm/s，V c=44.5m/min， fz=0.16mm/z。 計(jì)算基本工時(shí) tm＝2L/ Vf=2x(5+9)/475=0.05min。 工序六? 鉆孔φ7－φ13 加工條件

17、工件材料：45,圓鋼。 機(jī)床：XA62臥式銑床。 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3, ,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=18mm。 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，標(biāo)準(zhǔn)φ13x90度锪鉆。切削用量 查《切削手冊》????? 所以，? ? 按鉆頭強(qiáng)度選擇?? 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量? 經(jīng)校驗(yàn)? 校驗(yàn)成功。 ? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命 ． 　切削速度 查《切削手冊》??? 修正系數(shù)????? ????

18、? 故 。 ? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 校驗(yàn)扭矩功率 ?????? 所以? ?故滿足條件，校驗(yàn)成立。 計(jì)算工時(shí) ? 工序七? 銑尺寸29，保證尺寸59.5。. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機(jī)床：XA62臥式銑床。 刀具：高速鋼圓柱銑刀,銑削寬度ae<=60,深度ap<=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=30mm。 切削用量 ?? 銑削深度 因?yàn)榍邢髁坎淮?，故可以選擇ap1=4.0mm，四次走刀即可完成所需尺寸。 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z

19、。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min ?計(jì)算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA62銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實(shí)際切削Vc=3.14*30*475/1000=44.75m/min, 校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為10W，Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格。 最終確定 ap=4mm，nc=475r/min,

20、Vfc=475mm/s，V c=44.75m/min， fz=0.16mm/z。 計(jì)算基本工時(shí) tm＝4xL/ Vf=4x（42+30）/475=0.6min。 工序八?? 鉆孔φ8H9、擴(kuò)R5 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機(jī)床：Z3032鉆床。 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ8H7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，d＝φ10。 切削用量 查《切削手冊》????? 所以，? ? 按鉆頭強(qiáng)度選擇?? 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量? 經(jīng)校驗(yàn)? 校驗(yàn)成功。 ? 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為

21、0.5～0.8mm，壽命 ． 　切削速度 查《切削手冊》??? 修正系數(shù)????? ????? 故 。? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 故實(shí)際的切削速度 校驗(yàn)扭矩功率 ?????? 所以? ?故滿足條件，校驗(yàn)成立。 計(jì)算工時(shí) ? T總＝2x0.07＝0.14min 工序九 檢查 工序十 入庫 第三章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 四、夾具設(shè)計(jì) 經(jīng)過研究，決定設(shè)計(jì)第六、七、八道工序的工裝夾具。 鉆孔φ7－φ13 1、問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔φ7和內(nèi)孔φ25H7以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速

22、性上。 2、夾具設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為基準(zhǔn)，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 ?切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削力 ： ?由于鉆削力很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 夾緊力為???? ＝2 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際夾緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=41.1N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 定位誤差分析 本工序采用∮25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

23、統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機(jī)構(gòu)。 銑尺寸29，保證尺寸59.5 1、問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸59.5和厚度尺寸29，因此，本夾具的重點(diǎn)應(yīng)在夾具的準(zhǔn)確定位和卡緊的方便與快速性上。 ?2、夾具設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為加工基準(zhǔn)，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 ?????? 切削力和加緊力的計(jì)算 ?? 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡

24、緊。 鉆削軸向力 ： ? 扭矩 ? 夾緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際夾緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=31.5N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 鉆孔φ8H9、擴(kuò)R5 1、問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔φ8H和端面的位置要求以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點(diǎn)

25、應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 2、夾具設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為基準(zhǔn)，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削力 ： 由于鉆削力很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 夾緊力為???? ＝1.5 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際夾緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=53.3N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 定位誤差分析 本工序采用∮25H7孔和底面以及槽5H9定位，

26、加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 夾具的夾緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機(jī)構(gòu)。 參考文獻(xiàn) （1）?機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)? 科學(xué)出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編 （2）機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 （3）機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊 （4）夾具工程師手冊 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 劉文劍等編 （5）機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 李慶壽主編 （6）公差配合與測量技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 （7）切削加工簡明實(shí)用手冊 化學(xué)工業(yè)出版社 （8）機(jī)床制造工藝與夾具 機(jī)械工業(yè)出版社 （9）金屬切削原理與刀具 機(jī)械工業(yè)出版社 （10）機(jī)械制造工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版