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哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書
設(shè)計(jì)題目： 制定CA6140C車床撥叉的加工工藝，
設(shè)計(jì)銑18mm槽的銑床夾具
設(shè) 計(jì) 者：耿 利 威
班 級(jí)：機(jī)械03-1班
學(xué) 號(hào)： 25
指導(dǎo)教師：敖 曉 春
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系
2006年9月30日
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目：制定CA6140C車床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)銑18mm槽的銑床夾具
設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備
設(shè)計(jì)時(shí)間： 2006.9.11~2006.9.29
設(shè)計(jì)內(nèi)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(shuō)明書
班 級(jí)：機(jī) 械 03-1 班
學(xué) 生： 耿 利 威
指導(dǎo)教師： 敖 曉 春
系 主 任：
2006年09月3日
目錄
序言 4
一、零件的分析 4
零件的作用 4
零件的工藝分析 5
二 . 確定生產(chǎn)類型 5
三 .確定毛坯 5
四.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
(一)選擇定位基準(zhǔn)： 6
（二）制定工藝路線 6
（三）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 6
(四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定 7
五、 夾具設(shè)計(jì) 10
(一)問題的提出 10
(二)夾具設(shè)計(jì) 10
3.定位誤差分析 11
4鉆床夾具的裝配圖見附圖 11
參考文獻(xiàn)： 11
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)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(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。
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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(chǎn)工藝簡(jiǎn)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(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
二 . 確定生產(chǎn)類型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》321頁(yè)表15-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)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(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》324頁(yè)表15-5選用鑄件尺寸公差等級(jí)CT9級(jí)。
2 確定鑄件加工余量及形狀：
《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》325頁(yè)表15-7，選用加工余量為MA-G級(jí)，并查表15-8確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)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(shè)計(jì)
(一)選擇定位基準(zhǔn)：
1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的又端面為主要的定位基準(zhǔn)。
2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的軸孔及花鍵為主要的定位精基準(zhǔn)。
（二）制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》346頁(yè)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(shí)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(shè)備和工藝設(shè)備
1 機(jī)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(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，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(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。（附工藝卡片）
4選擇量具：（附工藝卡片）
5其他：
(四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及工時(shí)的確定
工序030
以左端面粗基準(zhǔn)，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(jī)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(zhǎng)度方向加工余量為3；
確定進(jìn)給量f:根據(jù)[1]表6第一部分，當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm*25mm,ap<3mm以及工件直徑為27mm時(shí)，f=0.50~0.60mm/r。取f=0.51.
3.計(jì)算切削速度：
按[1]表 切削速度的計(jì)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(jī)床主軸轉(zhuǎn)速；
5.計(jì)算切削工時(shí)：
工序040:
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
取,
>3.
所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇
按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量
經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為0.5～０.８mm，
壽命．
?。?）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
３.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
(2).擴(kuò)
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(shí)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(jī)床：X62w臥式銑床。
刀具：標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，齒數(shù).銑削寬度ae<=5,深度ap<=70,齒數(shù)z=6,故據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。。
2. 切削用量
1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度;。
2).決定每齒進(jìn)給量
根據(jù)X62w銑床說(shuō)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T=10800S
2）計(jì)算切削速度
按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，V c=
算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6140銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí)
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(jī)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?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=8mm；，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為7.5kw。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)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(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。
查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《簡(jiǎn)明手冊(cè)》，查得 Vc＝18mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
據(jù)XA6132銑床參數(shù)，選擇nc=145r/min,Vfc=475mm/s,
則實(shí)際切削速度V c=3.14*40*145/1000=18.22m/min,
實(shí)際進(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=145/(300*10)=0.3mm/z。
5)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》Pcc=1.1kw,而機(jī)床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗(yàn)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(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(32+80)/87=0.6min。
同理，計(jì)算得銑18mm槽所用時(shí)間T=1.16M.
五、 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序090——銑18mm槽。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(lái)銑18mm槽,零件圖中槽的寬度有公差要求,且三面都有粗糙度要求，因此這個(gè)槽的深度也有一定的公差要求.另外此槽為三個(gè)側(cè)平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),.此工序只是粗加工,因此本工序加工時(shí)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,而精度也有一定要求。
(二)夾具設(shè)計(jì)
1定位基準(zhǔn)選擇
由于槽的寬度有公差要求,因此應(yīng)以右端面為主要定位基準(zhǔn).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(zhǔn)時(shí),另外為了防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)，為限制次自由度，應(yīng)該以健限制工件旋轉(zhuǎn)，另輔助一左端面為輔助定位，防止工件左右移動(dòng)，因此為了滿足這些定位要求，設(shè)計(jì)壓板結(jié)構(gòu)，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(jì)算
(1).計(jì)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(jì)算夾緊力
由于銑槽的力主要是切削力，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(zhǔn)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(diào)刀儲(chǔ)存及對(duì)刀時(shí)消除)
故
滿足自由公差要求。
4鉆床夾具的裝配圖見附圖
參考文獻(xiàn)：
[1]：機(jī)械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 趙家齊編 出版：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
[2]：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 出版：哈爾濱理工大學(xué)
[3]：機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） 上海科學(xué)技術(shù)出版社
[4]：切削用量手冊(cè)
[5]：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 出版：高等教育出版社 張世昌等主編
11