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目錄 序言 1 第1章 CA6140車床套分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 生產類型的確定 2 1.3 零件的工藝分析 2 第2章 零件的工藝規(guī)程設計 3 2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3 2.1.1 選擇毛坯 3 2.1.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 3 2.1.3 繪制車床套鍛造毛坯簡圖 4 2.2 擬定零件工藝路線 4 2.2.1 定位基準的選擇 4 2.2.2 加工方法的確定 5 2.2.3 工序的擬定 5 2.3 機床設備及工藝裝備的選用 6 2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 8 2.5 切削用量的計算 9 2.5.7 鉆、鉸孔 9 2.5.8 銑槽 10 2.5.9 銑臺階面 11 2.6 時間定額的計算 11 2.6.1 機動時間： 12 2.6.2 輔助時間 12 第3章 夾具設計 14 3.1 問題的提出 14 3.2 夾具定位方案設計 錯誤！未定義書簽。 3.2.1 工件在夾具中的定位 14 3.2.2 定位元件的選用 14 3.2.3 定位誤差的分析 14 3.4 夾緊裝置設計 14 3.4.1 夾緊方案的確定 14 3.4.2 夾緊力大小的計算 14 3.5 夾具體設計 15 3.6 夾具方案可行性分析 15 3.7 操作說明 錯誤！未定義書簽。 3.7.1 工件定位 15 3.7.2 工件夾緊 15 致謝 15 參考文獻 16 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 - II - 序言 機械制造工藝學課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專為課之后進行的。這是我閃在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此它在我們四年大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我也希望通過這次課程設計對自己將來的工作進行一次適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。 由于能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。 第1章 CA6140車床套分析 1.1 零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床套（見附圖一），主要作用是配合裝配其他零件。 1.2 生產類型的確定 由于本次設計已知是小批量輕小型零件，故在這里不再做技術分析和計算。 1.3 零件的工藝分析 該零件需要加工的表面有： 孔 外圓柱面及其內外端面、退刀槽 外圓柱面、外圓柱面 孔 臺階面 孔 錐孔 槽 通孔 孔 其中 外圓內端面對外圓柱面的圓跳動為0.05， 外圓柱面對孔圓跳動為0.03， 孔內端面對外圓內端面平行度誤差為0.05 槽對孔孔的對稱度誤差為0.15。 另外，各加工表面還有一定的公差以及粗糙度要求。 第2章 零件的工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1.1 選擇毛坯 零件的材料為45鋼，根據生產綱領以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用模鍛成型。毛坯的拔模斜度為。 2.1.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由參考文獻【1】表2-10～表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 2.1.2.1 公差等級 由零件的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 2.1.2.2 鍛件重量 已知機械加工后零件的重量為0.66㎏，由此可初步估算機械加工前鍛件毛坯的重量為0.9㎏。 2.1.2.3 鍛件形狀復雜系數(shù) 對零件進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的高度、半徑，即d=70㎜，h=90㎜ 由公式參考文獻【1】（2-3）和（2-5）可計算出該車床套鍛件的形狀復雜系數(shù) 由于，故該零件的形狀復雜系數(shù)屬級。 2.1.2.4 鍛件材質系數(shù) 由于該車床套材料為45鋼，是碳的質量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，姑該鍛件的材質系數(shù)屬級。 2.1.2.5 鍛件分模線形狀 根據該車床套的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。 2.1.2.6 零件表面粗糙度 由零件圖可知，該零件個加工表面的粗糙度均大于等于1.6。 根據上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于下表： 表2-1 CA6140車床套鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量 鍛件重量/㎏ 包容體重量/㎏ 形狀復雜系數(shù) 材質系數(shù) 公差等級 0.9 2.7 普通級 項目/㎜ 機械加工余量/㎜ 尺寸公差 備注 高度90 表2-11 1.5～2.0取2.0 表2-13 寬度 表2-10 1.5～2.0取2.0 表2-13 寬度 表2-10 1.5～2.0取2.0 表2-13 寬度 表2-10 1.5～2.0取2.0 表2-13 孔徑 表2-11 2.6 表2-13 厚度4.5 表2-11 1.5～2.0取2.0 表2-13 2.1.3 繪制車床套鍛造毛坯簡圖 由表2-1所得結果，繪制毛坯簡圖如附圖二所示。 2.2 擬定零件工藝路線 2.2.1 定位基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 由零件圖附圖1可知，多數(shù)尺寸及形位公差都以車床套圓柱面外端面及孔為設計基準，因此必須首先將圓柱面外端面及孔加工好，為后續(xù)工序準備基準。 2.2.1.1 粗基準的選擇 選擇外圓柱面作為粗基準，用三角卡盤卡緊定位，可以消除四個自由度。 2.2.1.2 精基準的選擇 根據基準重合原則，選取孔及其已加工端面作為精基準。 安排車床套圓柱面外端面作為精基準表面，安排在第一道工序進行加工，以便為后續(xù)的工序定位創(chuàng)造條件，而且主要表面的粗、精加工要分開，次要的表面加工，如果不能和主要的表面的加工同時進行，應另行加工，并且有合適的定位基準；孔的加工應減少多次裝夾的誤差，提高精度。 2.2.2 加工方法的確定 根據各表面加工要求和各種加工方法，以及能達到的加工精度，確定各表面的加工方法如表2-2所示： 表2-2 CA6140車床套零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 大端面 IT8 6.3 粗車－半精車 ㎜孔 IT7 1.6 擴－鉸 小端面 IT11 6.3 銑 ㎜外圓 IT10 6.3 粗車－半精車 內端面 IT8 1.6 粗車－精車 ㎜孔 IT9 3.2 鉸 ㎜孔 IT10 6.3 鉆－鉸 錐孔 IT10 6.3 锪 臺階面 IT9 6.3 銑 槽 IT8 3.2 銑 ㎜孔 IT8 1.6 鉆－鉸 ㎜孔 IT9 6.3 鉆－鉸 2.2.3 工序的擬定 根據“先面后孔”“先主后次”和“先粗后精”的原則，將粗加工放在前面，精加工放在后面。 初步擬定加工順序如表2-3所示： 表2-3 CA3140車床套工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工 序 名 稱 1 粗車、半精車大端面，倒角，擴、鉸孔，倒內角 2 銑小端面 3 粗車、半精車外圓，粗車內端面，倒角， 4 擴、鉸孔，倒角 5 精車內端面 6 鉆、鉸孔，锪錐孔 7 鉆、鉸孔 8 銑槽 9 銑臺階面 10 鉸孔 11 去毛刺 12 熱處理孔 13 清洗 14 檢驗 2.3 機床設備及工藝裝備的選用 由于本產品生產類型是小批量生產，所以根據生產要求和實際情況加工設備易以通用機床為主。在選擇機床時，應考慮零件規(guī)格的大小，機床的生產率與工序要求的加工精度的適用性，機床的生產率與工件生產類型的適用性?？紤]工件加工精度和生產類型，選用專用量具，工件在各工序間的傳送，由于零件較小，直接人工進行就可以了，減少不必要的耗費。綜上所述，各工序的加工設備及刀、夾、量具的選擇如下： 工序1粗車、半精車大端面，倒角，擴、鉸孔，倒內角 臥式車床C6132 硬質合金可轉位車刀 錐柄擴孔鉆25 GB/T 1141—1984 錐柄機用絞刀 25 GB/T 1133—1984 直柄錐面锪鉆40 GB/T 4258—1996 工序2 銑小端面 立式銑床X5012 中齒直柄立銑刀 10 GB/T 6117.1—1996 工序3粗車、半精車外圓，粗車內端面，倒角， 臥式車床C6132 硬質合金可轉位車刀 工序4擴、鉸孔，倒角 臥式車床C6132 錐柄擴孔鉆31 GB/T 1141—1984 錐柄機用絞刀 31 GB/T 1133—1984 工序5精車內端面 臥式車床C6132 硬質合金可轉位車刀 工序6鉆、鉸孔，锪錐孔 搖臂鉆床Z3025 直柄麻花鉆7 GB/T 6135.3—1996 直柄機用絞刀7 GB/T 1132—1984 直柄錐面锪鉆16 GB/T 4258—1996 工序7鉆、鉸孔 搖臂鉆床Z3025 直柄麻花鉆8 GB/T 6135.3—1996 直柄機用絞刀8 GB/T 1132—1984 工序8銑槽 立式銑床X5012 中齒鋸片銑刀 40×5×10 GB/T 6120—1996 工序9銑臺階面 立式銑床X51 細齒直柄立銑刀 16 GB/T 6117.1—1996 工序10鉸孔 搖臂鉆床Z3025 直柄機用絞刀10 GB/T 1132—1984 2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 精絞余量=0.06㎜ 1. 鉆、鉸孔 由參考文獻【1】表2-28可查得： 鉆孔余量=7.8㎜ 粗絞余量=0.16㎜ 精絞余量=0.04㎜ 由參考文獻【1】表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為： 鉆孔 IT11 粗絞 IT9 精絞 IT8 根據上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為： 鉆孔 0.09㎜ 粗絞 0.036㎜ 精絞 0.022㎜ 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為： 鉆孔㎜ 粗絞㎜ 精絞 2. 銑槽 由參考文獻【1】表2-26可查得： 銑削余量=0.3㎜ 由參考文獻【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為： 銑削 IT8 根據上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為： 銑削 0.018㎜ 綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為 銑削㎜ 3. 銑臺階面 由零件圖可知： 銑削深度=30.5㎜ 銑削寬度=13㎜ 由參考文獻【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為： 銑削 IT9 根據上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為： 銑削深度 0.062㎜ 銑削寬度 0.043㎜ 綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為 銑削深度㎜ 銑削寬度㎜ 4. 鉸孔 由參考文獻【1】表2-28可查得： 粗絞余量=2㎜ 由參考文獻【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為： 粗絞 IT9 根據上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為： 粗絞 0.036㎜ 綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為 粗絞㎜ 2.5 切削用量的計算 2.5.1 鉆、鉸孔 (一) 鉆Ф8的孔 機床為：Z535立式鉆床 ，采用錐柄麻花鉆鉆頭 查切削手冊表2.7,取 f=0.43mm/r v=0.35m/s=21m/min 故要求速度為 按機床手冊查得取 故實際的切削速度: 切削工時: l=10mm （二）锪倒角0.5×45· 為縮短加工時間，锪倒角時采用機床主軸轉速與擴孔時主軸轉速相同,均為 n=100r/min, 手動進給即可。 2.5.2 銑槽 機床為：X51 刀具：槽銑刀 由文獻【5】表3-28選?。? 表3-30選取：； 由文獻【1】表8-38，采用硬質合金槽銑刀，，齒數(shù)。則： 現(xiàn)采用X51立式銑床，根據文獻【5】附表4-17-1，取， 故實際切削速度為： 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 切削工時：【1】表11-12 = 2.5.3 銑臺階面 1、 加工條件 機床：X51立式銑床； 刀具：高速鋼直柄立銑刀，，齒數(shù)Z=6； 2、計算切削用量及工時 ※ 切削速度：參考有關手冊，確定即18m/min。 采用高速鋼直柄立銑刀，，齒數(shù)Z=6。則 現(xiàn)采用X51臥式銑床，根據機床使用說明書（見《手冊》表4.2-39），取故實際切削速度為： 當時，工作臺的每分鐘進給量應為 查機床說明書，選。 切削工時：由于粗銑、半精銑前后進行，利用作圖法，可得出銑刀的行程 ，則機動工時為： 2.6 時間定額的計算 根據本次設計要求，只計算老師指定的一道工序工時。下面計算工 序11的時間定額。 2.6.1 機動時間： 參考文獻【2】表987頁，得銑側面的計算公式為： 銑42圓柱面上階梯面： l=155mm,f=0.1mm/r,n=380r/min, 參考文獻【2】表11—6 ，取l=0.9mm,l=1.0mm,代入公式，得 T=(155+0.9+1)/(0.1x380)=0.637min 2.6.2 輔助時間 參考文獻【4】表8—13確定如下： 操 作 內 容 每次用時 鉆5mm孔 操作次數(shù) 時間 操作次數(shù) 時間 操作次數(shù) 時間 主軸變速 0.025 3 0．075 變換及給量 0.025 2 0.05 1 快速移動銑刀 0.05 2 0.05 1 卡尺測量 0.1 1 0.1 開停車 0.02 0．02 主軸運轉 0.02 0．02 清除銑削 0.15 0．15 各工步輔助時間為：鉆7.8mm孔0.095min 鉸6--8mm孔0.94min. 裝卸工件時間參考文獻【1】表2.5—42，取0.5min. 輔助時間T為： T=0.075+0.05+0.05+0.1+0.02+0.02+0.15=0.33min 3.作業(yè)時間：T= T+ T=0.33+0.637=1min 4.布置工作地時間T：參考文獻【5】取，則 T= Tx5%=1x5%=0.05min 5.休息與生理需要時間T：參考文獻【5】取,則 T= T=0.04min 6.準備與終結時間T: 輕小型件 21min 快速移動工作臺 1min 裝卸工件 8min 對刀 2min 由題目已知生產數(shù)量是6000件，則： T/n=(21+1+8+4)/6000+0.01min 7.單件時間T: T= T+T+T+T =0.33+0.05+0.29+0.23+11=12min 8.單件計算時間T: T= T+ T/ n=13min 第3章 夾具設計 3.1 問題的提出 利用本夾具主要是鉆Ф8的孔，所以要保證精度 3.1.1 工件在夾具中的定位 本加工面要求精確度高，夾具用于搖臂鉆床Z3025刀具為直柄機用絞刀8 GB/T 1132—1984和直柄麻花鉆8 GB/T 6135.3—1996，對零件進行鉆，擴，半精鉸三部工序加工 定位元件的選用 定位元件選擇一個短圓柱銷和一個底版 3.1.2 定位誤差的分析 由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產生鉆孔的位置度等形位誤差，所以盡量使柱銷的尺寸公差規(guī)定為與本零件 在工作時與其配合的柱銷的尺寸公差相同 3.2 夾緊裝置設計 3.2.1 夾緊方案的確定 根據定位基準的選擇原則，采用移動壓板夾緊 3.2.2 夾緊力大小的計算 夾緊力大小的計算，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)以簡化計算。然后根據工件受切削力、夾緊力后處于靜力平衡條件，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K，作為實際所需的夾緊力，即： =K 在本工序中K取1.2 在本夾具中主要計算水平方向的受力。 切削力：…….(1) 切削力水平分力為為： 取 =2862 =28620.85=2432.7 得N=4865 取安全系數(shù)為k=1.2 則有夾緊力= N=kN= 5838 所選底版，滿足力的要求。 3.3 夾具體設計 本工序夾具體采用鑄造的方法制造，材料選用HT150，夾具體要進行時效處理，以消除內應力。 3.4 夾具方案可行性分析 這種方案從定位原理上是合理的，夾具結構也簡單。夾緊方便，故在本次設計中采用此方案。 3.4.1 工件定位 將工件套入短圓柱定位銷上工件定位，工件底面大平面在底版上定位 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前 - 17 - 致謝 本課程設計的選題、論證及說明書的撰寫工作均是在王彤老師的關懷和悉心指導下完成的。在整個課業(yè)設計過程中，老師不僅在學習上給了我極大的幫助而且在日常生活中也給予我無微不至的關懷。設計中的每一點進步都凝聚著老師的心血和汗水。老師嚴謹?shù)慕虒W作風和親切和藹的待人態(tài)度 ，給我留下了極為深刻的印象。使我不論在理論知識方面還是在CAD計算機輔助設計軟件應用方面都受益匪淺，在此向王老師表示誠摯的謝意。 在此對給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W表示深深的感謝！ 參考文獻 1 鄒青主編.《機械制造技術基礎課程設計指導教程》.北京：機械工業(yè)出版社，2004.8 2 趙家齊主編.《機械制造工藝學課程設計指導書》.北京：機械工業(yè)出版社，2000.10 3 《切削用量簡明手冊（第3版）》 4 哈電機編.《機械制造工藝課程設計手冊》.1982 5 鄭修本，馮冠大主編.《機械制造工藝學》.北京：機械工業(yè)出版社，1991 7 吳宗澤主編，《機械設計》，高等教育出版社，2001 8 《金屬工藝學及熱處理》，機械工業(yè)出版社，1999 9 方子良主編，《機械加工工藝學》，上海交通大學出版社，1999 10 曾藝君，《AotoCAD2000輔助設計與繪圖》，希望電子出版社，2000