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序 言 機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學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計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設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。 由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 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。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孔為基準來加工φ60的圓弧和圓弧的兩個端面來達到圖紙要求。 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雜。所以用鑄造的形式進行毛坯的制造。 （二） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，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φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，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，達到完全定位,然后進行銑削。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 （三） 制訂工藝路線 工序 1） 鑄造 2） 時效處理 3） 銑90×32面 4） 鉆，擴，鉸孔 5） 檢查 6） 車圓弧，車圓弧端面 7） 翻轉車另一端面 8） 銑斷 9） 銑16mm槽 10） 銑面 11） 鉆、攻M22螺紋孔 12） 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： 3. 銑90×32面：選擇YT15硬質合金刀片 1） 由表1 銑削深度， 2） 端銑刀直徑為80mm， 3） ， 4） Z=5， 5） 銑刀幾何形狀 由表2 ， 6） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 7）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 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 8）確定切削速度v和每秒鐘進給量 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給量 9） 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 4. 鉆，擴，鉸孔 鉆：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） 確定進給量：由表5 當加工要求為7級精度， 材料為鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進給量 由表7 當灰鑄鐵 時 時： 按機床進給機構強度確定進給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進給量 由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，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）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度： 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： 24.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 鉸： 取機床標準 1.13r/s 所以實際切削速度： 所以工時： 6\7. 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 當用YT15硬質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 8. 銑斷：選擇鋸片刀 銑削寬度 時， 各修正系數(shù)： 所以： 工時： 所以： 9. 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） 確定每齒進給量 由機床 功率為 由表3 取 3） 銑刀磨鈍標準及耐用度 由表7 最大磨損量為 耐用度為： 4） 確定切削速度和每秒進給量 由表9 當 時 各修正系數(shù)為： 故 基本工時： 10. 銑面 1） 確定切削深度 2）確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 3） 確定每齒進給量 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 4） 選擇銑刀磨鈍標準及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 5） 確定切削速度和每秒進給量 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 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給量為： 6） 檢查機床功率 根據(jù)表5 當 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 7）計算工時 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 11. 鉆、攻M22螺紋孔 鉆螺紋孔： 1）選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭， 2） 直徑d=19mm，鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 3） 選擇切削用量 （1）確定進給量：由表5 當加工要求為7級精度， 材料鑄鐵且d=19mm時 由 時，， 按鉆頭強度確定進給量 由表7 當灰鑄鐵 時 d=19mm時： 按機床進給機構強度確定進給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進給量 由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，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）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度， 由表9,d=19mm 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 d=19mm時 切削修正系數(shù) 故 （4） 加工工時 其中 由表22 所以 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 按機床選取： l=25mm 計算工時: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； 三、 夾具設計 (一)問題的提出 本夾具要用于鉆M２２×１.５的孔，該孔有過高的精度要求。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何保證孔的定位，如何降低勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率。 (二)夾具設計 （1)定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以平面銷和壓板構成。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺釘作為夾緊機構。 （2)切削力和夾緊力計算 1） 刀具： 高速鋼麻花鉆頭 2） 機床：立式鉆床z535,鉆頭d=19mm 3） 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=19 代入上式，可得 F=756N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 （三） 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面銷和壓板，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，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。本夾具是用來在立式鉆床上加工，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 （四） 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊，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。 四、參考文獻 [1] 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 [2] 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院編。機床夾具設計手冊 上海：上?？茖W技術出版社，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?？茖W文化技術出版社