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序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)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(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)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(jì)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(jì)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(jī)床上的撥叉，他位于機(jī)床變速箱內(nèi)。主要作用是用于機(jī)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(gè)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(jì)
（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(jì)中的重要工作之一。基面選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(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)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(gè)φ55作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)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(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
（三） 制訂工藝路線
工序 1） 鑄造
2） 時(shí)效處理
3） 銑90×32面
4） 鉆，擴(kuò)，鉸孔
5） 檢查
6） 車圓弧，車圓弧端面
7） 翻轉(zhuǎn)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(jī)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(duì)各加工表面的機(jī)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(zhì)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(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)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(shí)
7）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
8）確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時(shí)
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(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
9） 計(jì)算基本工時(shí)
式中 L=90mm 由表20 不對(duì)稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y＋△+d＝92
故
4. 鉆，擴(kuò)，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(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度， 材料為鑄鐵時(shí) 時(shí)
由
時(shí)
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時(shí) 時(shí)：
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時(shí)
時(shí)：機(jī)床機(jī)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(shí)的軸向力在 時(shí)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(shí) 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(shí)
切削修正系數(shù)
故
（4） 加工工時(shí) 其中
由表22
所以
擴(kuò)： 24.7
按機(jī)床取
所以實(shí)際切削速度
工時(shí)： 切入
所以
鉸：
取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實(shí)際切削速度：
所以工時(shí)：
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(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鑄鐵時(shí)：
切削修正系數(shù)：
故
由機(jī)床
半精車：切削深度
由機(jī)床選
切削速度
由機(jī)床選
工時(shí)
粗車圓?。汗r(shí)
半精車圓弧：工時(shí)
8. 銑斷：選擇鋸片刀
銑削寬度
時(shí)，
各修正系數(shù)：
所以：
工時(shí)：
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(jìn)給量
由機(jī)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(shí)
各修正系數(shù)為：
故
基本工時(shí)：
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(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
4） 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
5） 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(jì)算 也可查表
根據(jù)表9 當(dāng)
時(shí)，
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)機(jī)床說明書選擇
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
6） 檢查機(jī)床功率
根據(jù)表5 當(dāng) 時(shí)，
切削功率的修正系數(shù)
所以實(shí)際切削功率為
根據(jù)機(jī)床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
因?yàn)?，所以此切削用量可以采用?
即
7）計(jì)算工時(shí)
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(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度， 材料鑄鐵且d=19mm時(shí) 由 時(shí)，， 按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時(shí) d=19mm時(shí)：
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時(shí)
時(shí)：機(jī)床機(jī)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(shí)的軸向力在 時(shí)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,d=19mm 時(shí) 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(shí)
切削修正系數(shù)
故
（4） 加工工時(shí) 其中
由表22
所以
攻M22螺紋孔：
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38
f=0.2mm/r
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表3-38
v=0.35m/s
==8.78r/s=526r/min
按機(jī)床選?。?
l=25mm
計(jì)算工時(shí):
—— 工件的螺紋長(zhǎng)度;
—— 絲錐切削錐長(zhǎng)度；
三、 夾具設(shè)計(jì)
(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(shí)，主要考慮如何保證孔的定位，如何降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
(二)夾具設(shè)計(jì)
（1)定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)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(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)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(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)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(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以平面銷和壓板構(gòu)成。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺釘作為夾緊機(jī)構(gòu)。
（2)切削力和夾緊力計(jì)算
1） 刀具： 高速鋼麻花鉆頭
2） 機(jī)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(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)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(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 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(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)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(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)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(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)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(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
（四） 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
四、參考文獻(xiàn)
[1] 趙家齊主編 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[2] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院編。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 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(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社
[4] 金屬切削手冊(cè) 上海：上海科學(xué)文化技術(shù)出版社