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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 說 明 書 設(shè)計題目： 制定CA6140C車床撥叉的加工工藝， 設(shè)計銑18mm槽的銑床夾具 設(shè) 計 者：耿 利 威 班 級：機(jī)械03-1班 學(xué) 號： 25 指導(dǎo)教師：敖 曉 春 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化系 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)計任務(wù)書 設(shè)計題目：制定CA6140C車床撥叉的加工工藝，設(shè)計銑18mm槽的銑床夾具 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、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(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 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、工序尺寸及工時的確定 7 五、 夾具設(shè)計 10 (一)問題的提出 10 (二)夾具設(shè)計 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.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。 就個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(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，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(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，查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》321頁表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。考慮零件在機(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)計指導(dǎo)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(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)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(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 (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,可以考慮采用萬能性機(jī)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(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)計指導(dǎo)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(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，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(jī)床主軸轉(zhuǎn)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(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 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.5～０.８mm， 壽命． ?。?）切削速度 查《切》 修正系數(shù) 故。 查《簡明手冊》機(jī)床實際轉(zhuǎn)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(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(jìn)給量 根據(jù)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T=10800S 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(jù)XA6140銑床參數(shù)，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(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)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(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(jìn)給量 機(jī)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(jù)XA6132銑床參數(shù)，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(jìn)給量為f zc=V fc/ncz=145/(300*10)=0.3mm/z。 5)校驗機(jī)床功率 查《簡明手冊》Pcc=1.1kw,而機(jī)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(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。并設(shè)計工序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，因此這個槽的深度也有一定的公差要求.另外此槽為三個側(cè)平面的設(shè)計基準(zhǔn),.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(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,而精度也有一定要求。 (二)夾具設(shè)計 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,另外為了防止工件轉(zhuǎn)動，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，因此為了滿足這些定位要求，設(shè)計壓板結(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)刀儲存及對刀時消除) 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)計課程設(shè)計 出版：哈爾濱理工大學(xué) [3]：機(jī)床夾具設(shè)計手冊（第二版） 上海科學(xué)技術(shù)出版社 [4]：切削用量手冊 [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