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機械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計 說 明 書
設(shè)計題目： 設(shè)計“CA6140車床手柄座831015”零件的機械加工工藝規(guī)程
開始日期： 2008年 月 日
完成日期： 2008年 月 日
學生姓名：
班級學號：
指導教師：
系 主 任：
學校名稱：
重 慶 工 學 院
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書
題目：設(shè)計“CA6140車床手柄座831015”零件的機械加工工藝規(guī)程（年產(chǎn)量為2000件）
內(nèi)容： 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機械加工工藝過程卡片 1張
4.機械加工工序卡片 1套
5.專用夾具裝配圖 1張
6.專用夾具專用零件圖 1張
7.設(shè)計說明書 1份
班 級
學 號
學 生
指 導 老 師
系 主 任
2008年6月
序 言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學習完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在些次設(shè)計中我們主要是設(shè)計CA6140撥叉的機械加工工藝規(guī)程。在此次課程設(shè)計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點。
第9小組
2008年 月 日
設(shè)計的目的
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程進行了生產(chǎn)實習之后的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)。學生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次綜合訓練和準備。它要求學生綜合運用本課程及有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計。其目的如下：
①培養(yǎng)學生解決機械加工工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，熟練運用機械技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中定位、加緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量，初步具備設(shè)計一個中等復雜程度零件的能力。
②培養(yǎng)學生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
③進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。
二、零件的分析
(一) 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的手柄座。它位于車床操作機構(gòu)中，可同時操縱離合器和制動器，即同時控制主軸的開、停、換向和制動。操作過程如下：當手把控制手柄座向上扳動時，車床內(nèi)部的拉桿往外移，則齒扇向順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動齒條軸往右移動，通過撥叉使滑套向右移，壓下羊角形擺塊的右角，從而使推拉桿向左移動，于是左離合器接合，主軸正轉(zhuǎn)；同理，當手把控制手柄座向下扳動時，推拉桿右移，右離合器接合，主軸反轉(zhuǎn)。當手把在中間位置時，推拉桿處于中間位置，左、右離合器均不接合，主軸的傳動斷開，此時齒條軸上的凸起部分正壓在制動器杠桿的下端，制動帶被拉緊，使主鈾制動。
(二)零件的工藝分析
CA6140車床手柄座有多處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1．以為中心的加工表面
這一組的加工表面有的孔，以及上下端面，，下端面為的圓柱端面；孔壁上有距下端面11mm、與孔中心軸所在前視面呈角的螺紋孔，尺寸為M10-7H，另外還有一個尺寸為6H9的槽，孔與槽的總寬度為27.3H11。
2．以為中心的加工表面
該組的加工表面有的螺紋孔(有位置要求)，加工時測量深度為25mm，鉆孔深度為28mm。上孔壁有一個配鉸的錐銷通孔，該通孔有位置要求。
3．以為中心的加工表面
本組的加工表面有的孔(兩個)，及其兩個內(nèi)端面(對稱)，兩端面均有位置要求，端面之間的距離為mm。，孔除了有位置要求以外還有平行度的形狀公差要求(與孔壁之間的平行度公差為)
4．以為中心的加工表面
這組的加工表面有的孔，該孔通至上的槽，并有位置要求。
由上面的分析可知，加工時應(yīng)先加工完一組表面，再以這組加工后的表面為基準加工另外一組。
三、工藝規(guī)程設(shè)計
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200。手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。
(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?；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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。
(1)粗基準的選擇
對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。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。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取孔的下端面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊分別支承和作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。
(2)精基準的選擇
主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不作介紹。
(三)制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當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,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
（1）工藝路線方案一：
工序一：備料
工序二：鑄造毛坯
工序三：粗銑上、下表面，精銑下表面；
工序四：粗、精車孔；
工序五：插鍵槽6H9；
工序六：銑槽1443 mm；
工序七：鉆、拉孔；
工序八：鉆孔；
工序九：鉆、擴螺紋孔；
工序十：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H；
工序十一：終檢。
（2）工藝路線方案二：
工序一：備料
工序二：鑄造毛坯
工序三：粗、精車；
工序四：粗銑上、下表面；
工序五：精銑下表面；
工序六：插鍵槽6H9 mm；
工序七：銑槽14 mm 43 mm；
工序八：鉆孔；
工序九：鉆、拉孔；
工序十：鉆、擴；
工序十一：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H；
工序十二：終檢。
（3）、工藝方案的分析：
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工的孔，再以的孔的孔為基準加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面，再加工孔，此時方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工及插鍵槽，最后完成對的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。
綜上所述，零件的具體工藝過程如下：
工序一：備料
工序二：鑄造毛坯
工序三：銑、半精銑凸臺端面和大端面，選用X51立式銑床；
工序四：鉆，擴，鉸內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床；
工序五：鉆，粗鉸，精鉸孔，選用Z525立式鉆床；
工序六：銑槽mm，選用X63臥式銑床；
工序七：鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔，選用Z525立式鉆床；
工序八：鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，選用Z525立式鉆床；
工序九：鉆錐銷通孔，選用Z525立式鉆床；
工序十：拉鍵槽6H9mm；
工序十一：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床；
工序十二：終檢。
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
“手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS65～87，毛坯的重量約為2Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄模。相關(guān)數(shù)據(jù)參見零件圖。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（端面）。
查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）
銑削加工余量為：
粗銑 1mm
精銑 0mm
2．內(nèi)孔（已鑄成孔）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，取已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為21mm。
工序尺寸加工余量：
鉆孔 2mm
擴孔 0.125mm
3．其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。
（五）確立切削用量及基本工時
1．工序三的切削用量及基本工時的確定：銑、半精銑凸臺端面和大端面。
⑴銑凸臺端面：
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
⑵半精銑凸臺端面：
加工余量為Z=1mm
切削速度為
選用主軸轉(zhuǎn)速為
工作臺進給量：
基本工時：
⑶粗銑大端面：
進行兩次銑削，第一次Z=2mm，第二次Z=1mm
選用主軸為
實際切削速度：
工作臺進給量：
基本工時：
⑷半精銑大端面：
切削速度：
選用主軸為
工作臺進給量：
基本工時：
2．工序四的切削用量及基本工時的確定：鉆→擴→粗、精鉸通孔。
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實際切削速度：
基本工時：（《工藝》表6.2－5）
⑵擴孔：
選擇高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8）
由《切削》表2.10得擴孔鉆擴孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取，擴孔鉆擴孔時的切削速度。
由《切削》表2.15得，故：
按機床選取
基本工時：
⑶鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17），
由《切削》表2.24得，，，
由《工藝》表4.2－16得，
按機床選取，則：
基本工時：
3．工序五的削用量及基本工時的確定：鉆→粗鉸→精鉸孔。
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
⑵粗鉸孔：
選擇的高速鋼鉸刀（《工藝》表2.11）
由《切削》表2.24和《工藝》表4.2－15查得
按機床選取
基本工時：
⑶精鉸孔：
選擇的鉸刀
按機床選取
基本工時：
4．工序六的切削用量及基本工時的確定：銑的槽。
選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=6
⑴第一次走刀：
按機床選取
工作臺進給量：
基本工時：
⑵第二次走刀：
按機床選取
工作臺進給量：
基本工時：
5．工序七的切削用量及基本工時的確定。
⑴鉆孔：
選擇高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.5－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
⑵粗鉸孔：
選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
，，，
按機床選?。ā豆に嚒繁?2－15）
（《工藝》表4.2－16）
基本工時：
⑶精銑孔：
選擇高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
由《切削》表2.24查得
，，
（《工藝》表42－16）
按機床選取
基本工時：
6．工序八的切削用量及基本工時的確定：鉆底孔，攻螺紋M10mm。
⑴鉆底孔：
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
⑵攻螺紋M10mm：
選擇M10mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即
按機床選取
基本工時：
7．工序九的切削用量及基本工時的確定：加工的錐銷通孔。
⑴鉆的圓錐孔：
選擇的高速鋼麻花鉆
按機床選取
基本工時：
⑵鉸的孔：
選擇的鉸刀
按機床選取
基本工時：
8．工序十一的切削用量及基本工時的確定：加工的孔。
⑴鉆孔：
選擇的高速鋼錐柄麻花鉆
按機床選取
基本工時：
⑵鉸孔：
選擇的鉸刀
按機床選取
基本工時：
三、專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用的夾具。
有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計第Ⅳ道工序----鉆孔Φ14H7，本夾具將用于Z525立式鉆床。
(1)、問題提出
本夾具主要用來鉆Φ14H7的孔，同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在鉆孔后還要進行拉孔，以保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、提高加工質(zhì)量。
（1） 、夾具設(shè)計
1 ） 定位基準的選擇：工件以Φ25H8孔及端面和ΦH7孔為定位基準；
2 ） 夾緊力分析；
3 ） 定位誤差的分析；
4 ） 夾具設(shè)計及操作的簡要說明； 如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了快換墊圈的方式。由于本夾具是對工件進行鉆孔，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當?shù)目紤]強度上的要求。并設(shè)法減少夾具的的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。
因此，應(yīng)設(shè)法解決上述問題。目前采取的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是選擇精度的心軸，使其定位精確，并使心軸連在夾具體內(nèi)，這樣可以減少縱向傾斜的偏差；三是：加大螺母和開口墊圈的加緊力。使工作進行時，工作緊湊和保證加工要求。夾具體上裝有快換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時在夾具體上裝有一塊可翻動的蓋模板，這樣有利于工件的拆裝。
參考文獻
1. 朱紹華，黃燕濱等編. 機械加工工藝. 北京：機械工業(yè)出版社，1996.9
2. 廖念釗等主編. 互換性與技術(shù)測量. 北京：中國計量出版社，2000.1
3. 錢祥生等編著. 開目CAPP軟件自學教程第2版. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.8
4. 張勝文，趙良才編. 計算機輔助工藝設(shè)計——CAPP系統(tǒng)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1