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哈爾濱理工大學 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 說 明 書 設計題目： 制定CA6140C車床撥叉的加工工藝， 設銑頂面的銑床夾具 設 計 者：聶 斌 班 級：機械03-1班 學 號：26 指導教師：敖 曉 春 哈 爾 濱 理 工 大 學 機械設計制造及其自動化系 2006年9月11日 哈 爾 濱 理 工 大 學 機械自造工藝及夾具課程設計任務書 設計題目：制定CA6140C車床撥叉的加工工藝，設計銑頂面的銑床夾具 設計要求：中批量生產 手動夾緊 通用工藝裝備 設計時間： 2006.9.11~2006.9.29 設計內容：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 械 03-1 班 學 生： 聶 斌 指導教師： 敖 曉 春 系 主 任： 2006年09月11日 目錄 序言 3 一、零件的分析 4 零件的作用 4 零件的工藝分析 4 二 . 確定生產類型 4 三 .確定毛坯 4 四.工藝規(guī)程設計 5 (一)選擇定位基準： 5 （二）制定工藝路線 5 （三）選擇加工設備和工藝設備 5 (四）機械加工余量、工序尺寸及工時的確定 6 五、 夾具設計 9 (一)問題的提出 9 (二)夾具設計 9 3.定位誤差分析 10 4銑床夾具的裝配圖見附圖 10 參考文獻： 10 序言 機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(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,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 一、零件的分析 零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 1. 軸孔以及與此孔相通的的花鍵。 2. 撥叉底面、上頂面、右端面；上頂面8mm槽及下底面18mm槽。 3. 由上面分析可知，可以加工撥叉右端面；然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二 . 確定生產類型 已知此撥叉零件的生產綱領為10000件/年，零件的質量是1.0Kg/個，查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》321頁表15-2，可確定該撥叉生產類型為大批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 三 .確定毛坯 1 確定毛坯種類：零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產，故選擇鑄件毛坯。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》324頁表15-5選用鑄件尺寸公差等級CT9級。 2 確定鑄件加工余量及形狀： 《機械制造工藝及設備設計指導手冊》325頁表15-7，選用加工余量為MA-G級，并查表15-8確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：（附毛坯圖） 3繪制鑄件零件圖：（附零件圖） 四.工藝規(guī)程設計 (一)選擇定位基準： 1 粗基準的選擇：以零件的又端面為主要的定位基準。 2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的軸孔及花鍵為主要的定位精基準。 （二）制定工藝路線 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,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率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》346頁表15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 1.鑄造毛坯 2.時效處理 3車右端面 4. 5倒15角 6拉花鍵 7.銑頂面 8.銑8mm槽 9.銑18mm槽 10.去毛刺 11.檢查. （三）選擇加工設備和工藝設備 1 機床的選擇： 工序030為車端面，可采用CA6140車床。 工序040采用鉆床。 工序050采用車床。 工序060采用臥式拉床。 工序070~090采用臥式銑床。 2 選擇夾具：該撥叉的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。 3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。（附工藝卡片） 4選擇量具：（附工藝卡片） 5其他： (四）機械加工余量、工序尺寸及工時的確定 工序030 以左端面粗基準，車工件右端面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：半精車右端面 機床：CA6140車床。 刀具：螺紋車刀。 2.確定右端面最大加工余量：已知毛坯長度方向加工余量為3； 確定進給量f:根據[1]表6第一部分，當刀桿尺寸為16mm*25mm,ap<3mm以及工件直徑為27mm時，f=0.50~0.60mm/r。取f=0.51. 3.計算切削速度： 按[1]表 切削速度的計算公式為V c= 其中Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2,Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kbv=0.97 Vc=108.6 4.確定機床主軸轉速； 5.計算切削工時： 工序040: 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《切》 取, >3. 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.5～０.８mm， 壽命． 　（3）切削速度 查《切》 修正系數 故。 查《簡明手冊》機床實際轉速為 故實際的切削速度 ３.計算工時 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 (2).擴 表15-33，fz=(0.35~0.43)*1.0=0.35~0.43.表15-37 v=0.35m/s. f=1.35*fz=0.486; v=0.14 實際v=9.6m/min. 工序060：拉花鍵 工序070：銑頂面 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：銑上頂面。 機床：X62w臥式銑床。 刀具：標準鑲齒圓柱銑刀，齒數.銑削寬度ae<=5,深度ap<=70,齒數z=6,故據《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）取刀具直徑do=80mm。。 2. 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度;。 2).決定每齒進給量 根據X62w銑床說明書，查表知 3）.選擇刀齒后刀面 最大磨損梁量為0.6mm. 鑲齒圓柱銑刀耐用度 2）計算切削速度 按《簡明手冊》，V c= 算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據XA6140銑床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 則實際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 l=28,y+o=17 t。 工序080和工序090:銑8mm槽和銑18mm槽 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。 加工要求：銑8mm槽 機床：X62K6140臥式銑床。 刀具：直齒三面刃銑刀。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=8mm；，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。 查《簡明手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《簡明手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《簡明手冊》表3.8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《簡明手冊》，查得 Vc＝18mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據XA6132銑床參數，選擇nc=145r/min,Vfc=475mm/s, 則實際切削速度V c=3.14*40*145/1000=18.22m/min, 實際進給量為f zc=V fc/ncz=145/(300*10)=0.3mm/z。 5)校驗機床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=8mm，nc=145r/min,Vfc=145mm/s， V c=18.2m/min，f z=0.16mm/z。 6）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(32+80)/87=0.6min。 同理，計算得銑18mm槽所用時間T=1.16M. 五、 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序——銑頂面。本夾具將用于臥式銑床，刀具為三面刃立式銑刀. (一)問題的提出 本夾具是用來銑頂面，，零件圖中頂面的寬度有公差要求,且三面都有粗糙度要求.另外頂面為三個側平面的設計基準,.此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,而精度也有一定要求。 (二)夾具設計 1定位基準選擇 由于頂面的寬度有公差要求,因此應以右端面為主要定位基準.由于鑄件的公差要求較大,利用軸孔的中心軸作為輔助定位基準時,另外為了防止工件轉動，為限制次自由度，應該以健限制工件旋轉，另輔助一左端面為輔助定位，防止工件左右移動，因此為了滿足這些定位要求，設計壓板結構，既可以滿足軸向力的要求，又可方便工件的裝夾。. 2.切削力及夾緊力計算 (1).計算切削力 刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀。 D=80mm. Z=18 =2448N 校核定位銷： (2).計算夾緊力 由于銑頂面的力主要是切削力，軸向力比較小，壓板的力滿足要求。故不需校核。 3.定位誤差分析 夾具的主要定位元件為22孔的定位銷 基準移位誤差，由于孔和銷都有制造誤差，為工件裝卸方便，孔與軸間還有最小間隙Xmin(此間隙同在調刀儲存及對刀時消除) 故 滿足自由公差要求。 參考文獻： [1]：機械制造工藝學 課程設計指導書 趙家齊編 出版：哈爾濱工業(yè)大學出版社 [2]：機械設計課程設計 出版：哈爾濱理工大學 [3]：機床夾具設計手冊（第二版） 上?？茖W技術出版社 [4]：切削用量手冊 [5]：機械制造技術基礎 出版：高等教育出版社 張世昌等主編 11