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哈爾濱理工大學(xué) 機械制造工藝及課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝， 設(shè)計車圓弧車床夾具 設(shè)計要求：中批量生產(chǎn)，手動夾緊，通用工藝裝備， 設(shè)計時間2006.9.11～2006.9.29 設(shè)計內(nèi)容：1、填寫設(shè)計任務(wù)書； 2、制定一個中等零件的加工工藝過程，填寫 工藝過程卡和工序卡各一張： 3、設(shè)計指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套 夾具圖紙，要求用計算機繪圖； 4、編寫設(shè)計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式編寫，要求打印文稿 。 班 級： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 系 主 任 ： 目 錄 序言………………………………………………………….....1 一零件分析…………………………………………………………1 （一） 零件作用………………………………………………..1 （二） 零件的工藝分析………………………………………..1 二工藝規(guī)程分析……………………………………………………1 （一） 確定毛坯的制造形式…………………………………1 （二） 基面的選擇……………………………………………1 （三） 制定工藝路線…………………………………………2 （四） 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.......2 1. 銑90×32面2 2. 鉆，擴，鉸孔…………………………………….3 3. 銑斷...................................................................................5 4. 車圓弧及其中一端面…………………………………...6 5. 銑槽………………………………………………...7 6. 銑面………………………………………………..8 7. 鉆，攻M22螺紋孔……………………………………..9 三夾具設(shè)計………………………………………………….....11 （一） 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………… 11 （二） 切削力及夾緊力的計算…………………………….12 （三） 定位誤差分析……………………………………….12 （四） 夾具設(shè)計及操作的簡要說明……………………….12 四參考文獻(xiàn)…………………………………………………………13 序 言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 一． 零件的分析 （一）.零件的作用 題目所給的零件是CA6140機床上的撥叉，他位于機床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機床的變速。 （二）零件的工藝分析： ， CA6140車床共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ25為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25的孔。 2 以φ25孔為基準(zhǔn)來加工φ60的圓弧和圓弧的兩個端面來達(dá)到圖紙要求。 3 以φ25孔來定位來加工16的槽來滿足垂直度要求。 4 銑32×32面后鉆孔攻絲加工M22螺紋孔。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 （一） 確定毛坯的制造形式。 零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜。所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。 （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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1）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)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個φ55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(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 （2）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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 （三） 制訂工藝路線 1. 工藝路線方案 工序 1） 鑄造 2） 時效處理 3） 銑90×32面 4） 鉆，擴，鉸孔 5） 檢查 6） 銑斷 7） 車圓弧，車圓弧端面 8） 翻轉(zhuǎn)車另一端面 9） 銑16mm槽 10） 銑面 11） 鉆、攻M22螺紋孔 12） 去毛刺 13） 檢查 （四） 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 1. 銑90×32面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量 切削速度由表13 時 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 2. 鉆，擴，鉸孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （1） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時： 按機床進(jìn)給機構(gòu)強度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進(jìn)給量 由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為： 軸向力修正系數(shù)為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度， 由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時 切削修正系數(shù) 故 4） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 24.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 鉸孔： 取機床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實際切削速度： 所以工時： 3. 銑斷：選擇鋸片刀 1）銑削寬度 時， 各修正系數(shù)： 所以： 工時： 所以： 4. 車圓弧及其中一端面 選刀桿尺寸： 刀片厚度： 粗車： 加工切削深度 由表4 根據(jù)表1 當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵時： 切削修正系數(shù)： 故 由機床 半精車：切削深度 由機床選 切削速度 由機床選 工時 粗車圓?。汗r 半精車圓弧：工時 5. 銑槽 臥式銑床 直齒三面銑刀 1選擇切削用量 1） 確定銑削寬度 由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 確定每齒進(jìn)給量 由機床 功率為 由表3 取 3） 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 由表7 最大磨損量為 耐用度為： 4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量 由表9 當(dāng) 時 各修正系數(shù)為： 故 基本工時： 6. 銑面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 確定每齒進(jìn)給量 根據(jù)x52k銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表3 現(xiàn)取 3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量 切削深度可根據(jù)表21中公式計算 也可查表 根據(jù)表9 當(dāng) 時， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機床說明書選擇 實際切削速度和每齒進(jìn)給量為： 5） 檢查機床功率 根據(jù)表5 當(dāng) 時， 切削功率的修正系數(shù) 所以實際切削功率為 根據(jù)機床說明書，機床主軸允許的功率為 因為，所以此切削用量可以采用。 即 6）計算工時 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 7. 鉆，攻M22螺紋孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （2） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時 時： 按機床進(jìn)給機構(gòu)強度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進(jìn)給量 由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為： 軸向力修正系數(shù)為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度， 由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時 切削修正系數(shù) 故 4） 加工工時 其中 由表22 所以 5） 攻M22螺紋孔 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機械加工工藝實用手冊》表3-38 v=0.35m/s ==8.78r/s=526r/min 按機床選?。? l=25mm 計算工時: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； 三、夾具設(shè)計 （一） 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，圓弧對孔有中心距要求，則用孔來定位，再用92×32平面來定位限制五個自由度，加一平面來輔助。實際就變?yōu)橐幌鬟呬N和兩平面定位的夾具。 （二） 切削力及夾緊力的計算 切削刀具：硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀，則 式中：＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（） 計算結(jié)果 = 1459.699N 選用壓板壓緊，實際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 壓板用螺母擰緊，由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為 此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 （三） 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 （四）夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為車圓弧，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。 五 參考文獻(xiàn) [1]趙家齊主編 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書。北京：機械工業(yè)出版社 [2]東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院編。機床夾具設(shè)計手冊 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979 [3] 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機械工業(yè)出版社 [4] 金屬切削手冊 上海：上海科學(xué)文化技術(shù)出版社 13