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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：設(shè)計(jì)“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及銑削18 0+0.012mm槽工序?qū)Ｓ脢A具
班 級：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及銑削18 0+0.012mm工序?qū)Ｓ脢A具
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件草圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型: 中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 工件的毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(5) 夾具裝配圖 1張
(6) 夾具體圖 1張
(7) 課程設(shè)計(jì)說明書(6000～8000字) 1份
說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
①目錄
②摘要（中外文對照的，各占一頁）
③零件工藝性分析
④機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
⑤指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
⑥方案綜合評價(jià)與結(jié)論
⑦體會(huì)與展望
⑧參考文獻(xiàn)
列出參考文獻(xiàn)(包括書、期刊、報(bào)告等，10條以上)
課程設(shè)計(jì)說明書一律用A4紙、縱向打印.
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
成績評定
采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；
及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中勤奮精神不夠：
不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)精神不夠。
摘 要
這次設(shè)計(jì)的是CA6140車床（831005）撥叉，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用，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)按照工作者的要求進(jìn)行工作。
然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定撥差的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實(shí)際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
Abstract
This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture.
As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the
ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying
目 錄
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------------1
1.1撥叉的用途-----------------------------------1
1.2．撥叉的技術(shù)要求------------------------------1
1.3．審核撥叉的工藝性----------------------------2
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類型---------------------------2
2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------2
2.1．選擇毛坯------------------------------------2
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------2
3．?dāng)M定拔叉工藝路線------------------------------3
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇------------------------------3
3.2．表面加工方法的確定--------------------------4
3.3加工階段的劃分-------------------------------4
3.4工序的集中與分散-----------------------------5
3.5，工序順序的安排------------------------------5
3.6：確定工藝路線--------------------------------5
4、夾具設(shè)計(jì)---------------------------------------7
4.1問題的提出-----------------------------------7
4.2夾具設(shè)計(jì)-------------------------------------7
參考文獻(xiàn)----------------------------------------9
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1撥叉的用途
題目給定的零件是CA6140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)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精
度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。
1.2零件的工藝分析
CA6140撥叉共有兩組加工表面。
1.以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面。這一組面包括攻擊?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。
2.以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽
經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面
然后借助于專用夾具加工另一組表面。
1.3確定撥叉的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知：撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形成
零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生
產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取砂型鑄造。經(jīng)查表2-1取毛坯鑄件的公差等級為12級,確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。
2.2基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。
精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。
2．3制定工藝路線
方案一
工序：
1．粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。
2．粗、精銑削B面。
3．銑削8+0.030mm的槽。
4．銑削18 0+0.012mm的槽。
5．拉花鍵。
方案二
工序：
1．粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。
2．拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)，
3．銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具
4．銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
5．銑削18 0+0.012mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銑床加專用夾具。
方案分析：
上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進(jìn)行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進(jìn)行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。
以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”
2．4機(jī)械加工余量
CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造。
根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：
A面的加工余量
A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ22 0+0.28，見零件圖
鉆孔Φ20mm
擴(kuò)孔Φ21mm
拉花鍵
花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量取 2Ζ=1mm
B面的加工余量。
此工序分2個(gè)工步1、粗銑B面 2、精銑B面。
精加工余量為0.2mm
粗銑加工余量為2.8mm
2．5確定切削用量及基本工時(shí)
工序9銑寬為18 0+0.012mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬18 0+0.012mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1）選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2）選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
查表確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：得最大磨損量為0.5mm.確定刀具壽命：T=100min
4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實(shí)際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時(shí)基本工時(shí)
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
各個(gè)工序切削用、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機(jī)械加工工藝卡片中，見附后表1。
3夾具設(shè)計(jì)
3．1分析加工位置及設(shè)計(jì)思路
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。第9道工序——銑寬為18 0+0.012mm槽的銑床夾具。本夾具將用與X62臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進(jìn)行加工。
本夾具主要用來銑寬為18 0+0.012mm的槽，由于采用寬為18 0+0.012mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度．
3．2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，寬為18 0+0.012mm的槽，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線為定位基準(zhǔn)。因此選用花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
3．3切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，?100mm, Z=24
Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP 解得 Fz =200 (N)
其中CP=52， t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=100mm, Z=24, kP=(HB/198)0.55
在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k2 k3 k4
水平切削分力FH=1.1 Fz =220 (N)
垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60 (N)
其中： k1為基本安全系數(shù)1.5
k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
k1為刀具鈍化系數(shù)1.1
k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)
實(shí)際加緊力為WK= KFH/U1U2=400/0.5=800 (N)
其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025，所以，加緊力W已大于所需的800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。
3.4定位誤差分析
由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺
寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的心軸的制造精度和安裝精度。
3．5夾具設(shè)計(jì)及操作說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,以便裝卸,夾具體底面上的定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。使本夾具總體的感覺還比較緊湊。
銑床夾具的裝配圖見附圖3
4設(shè)計(jì)小結(jié)
為期三周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。
通過此次設(shè)計(jì)，使我基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正！
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