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課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床84007車床套”零件的機械加工工藝及工藝設(shè)備 設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 大 學(xué) 2007.12~2004.1 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 題目: 設(shè)計CA6140車床84007車床套零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備 內(nèi)容： 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程卡片 1張 4.機械加工工序卡片 6張 5. 工裝設(shè)計裝配圖 3張 6. 工裝設(shè)計零件圖 5張 7. 課程設(shè)計說明書 1份 班級 學(xué)生 指導(dǎo)教師 年 月 引 言 本次課程設(shè)計是完成大學(xué)課程的基礎(chǔ)上在畢業(yè)設(shè)計前一次重要的實踐設(shè)計，對所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課能很好的進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，也是我們在進(jìn)行畢業(yè)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。 就我個人而言，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)。 第一章 零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的84007車床套。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起支撐軸的作用，換檔，撥動相關(guān)齒輪與不同的齒輪嚙合，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的2—M8孔與操縱機構(gòu)相連，下方尺寸18H11處是用于控制齒輪的，通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 1.2零件的工藝分析 CA6140車床84007車床套共有二組加工表面，其相互有一定關(guān)聯(lián)要求。分析如下： 1.2.1 以φ25H6為中心的一組加工表面 這一組加工表面有：φ25H7、φ45m6、φ32、3x0.5槽和孔φ7－φ13等。 1.2.2 以尺寸90為中心的一組加工表面 這一組加工表面包括：兩端面、孔φ8H7－R5、槽5H7等。 這二組加工面有一定的關(guān)聯(lián)要求,即第二組尺寸和第一組尺寸相關(guān)聯(lián)要求。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工第一組表面，再以第一組加工后表面和一端面為精基準(zhǔn)加工另外一組加工面。 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為45，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，長度較短，故選擇圓鋼毛坯并一件下兩件。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，還會造成零件的中批量報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ45們m6外圓毛坯面作為粗基準(zhǔn)，車床的三爪卡盤裝夾車削φ45H6等相關(guān)加工面。 2.2.2 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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)，現(xiàn)選取下端面、槽5H9和孔φ25H7。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用通用機床配以專用工卡具,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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.3.1 加工工藝路線方案一 工序一 調(diào)質(zhì) 工序二 夾φ45m6毛坯外圓，車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42、鉆孔φ25H7底孔φ24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。 工序三 滲碳，淬火 工序四 車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 工序五 銑開襠尺寸5H9 工序六 鉆孔φ7－φ13 工序七 銑尺寸29，保證尺寸59.5 工序八 鉆孔φ8H9、擴R5 工序九檢查 工序十 入庫 2.3.2 工藝路線方案二 工序一 調(diào)質(zhì) 工序二 夾φ45m6毛坯外圓，車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42、鉆孔φ25H7底孔φ24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。 工序三 滲碳，淬火 工序四 車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 工序五 銑尺寸29，保證尺寸59.5 工序六 銑開襠尺寸5H9 工序七 鉆孔φ7－φ13 工序八 鉆孔φ8H9、擴R5 工序九 檢查 工序十 入庫 2.3.3 工藝路線分析比較 工藝路線一與工藝路線二的差別在于對銑尺寸29，保證尺寸59.5的加工安排，工藝路線一以底面、孔φ25H7和槽5H9定位加工尺寸29，能很好的保證孔的軸線與面的平行度要求，后序仍以此基準(zhǔn)加工其他尺寸，能很好的保證尺寸公差和行位公差的要求，所以此次設(shè)計依據(jù)工藝路線一來開展設(shè)計。 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 CA6140車床84007車床套，零件材料為45，生產(chǎn)類型中批量，鑄造圓鋼。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 2.4.1 內(nèi)孔的加工余量及公差 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ25H7內(nèi)孔余量為2。 2.4.2 車削加工余量為： 粗車 1.6mm 精車 0.4mm 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批量量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 2.5確立切削用量及基本工時 2.5.1 工序二 夾φ45m6毛坯外圓，車φ45m6至φ44.6、齊端面、φ70、φ42、鉆孔φ25H7底孔φ24.6，控制長度尺寸，掉頭裝夾，加工以上參數(shù)，具體參數(shù)參照工序卡片，切斷。 2.5.1.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：C6116車床。 刀具：YG15硬質(zhì)合金車刀. 2.5.1.2 車切削用量 因為切削量不大，故可以選擇ap1=3mm。 查車刀后刀面最大磨損及壽命 查《機械加工工藝師手冊》表27-11，車后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《機械加工工藝師手冊》表27-11，壽命T=180min 切削速度按最大尺寸設(shè)計，即：按最大外圓處φ75計算切削速度 查表《機械加工工藝師手冊》，Vc= 算得 Vc＝64mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 Vc=3.14*75*475/2*1000=55.93m/min, 校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=2.1kw,而機床所能提供功率為10W，Pcm>Pcc。故校驗合格。 車削參數(shù)最終確定ap=1.8mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=55.93m/min， fz=0.16mm/r。 計算車削基本工時 Φ45處工時：T車＝（75-45）xL/ 2ncff=6x40/475*0.16=3.12min Φ32處工時：T車＝（75-42）L/ ncff=（75-42）/2*475*0.16=2.86min Φ70處工時：T車＝（75-70）L/ 2*3*ncff=（75-70）/2*475*0.16=1.3min 齊端面工時：T車＝75L/3* 2ncff=75/3*2*475*0.16=6.5min T1＝3.12+2.86+1.3+6.5＝13.78 掉頭加工工時相同，即：T2＝13.78。 切斷工時：T3＝70/3*2*475*0.16＝0.15 T總＝13.78*2+0.15＝27.71min 2.5.2 工序四 車φ45H6、齊端面保證尺寸90，精車車孔φ25H7 2.5.2.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：C6116車床。 2.5.2.2. 切削用量 因為是精加工，切削量不大，故可以選擇ap1=0.2mm，1次走刀即可完成所需尺寸。 查車刀后刀面最大磨損及壽命 查《機械加工工藝師手冊》表27-11，車后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《機械加工工藝師手冊》表27-11，壽命T=180min 計算切削速度 按《機械加工工藝師手冊》，Vc= 算得 Vc＝68mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s，因是精加工，為取得搞的加工精度和表面粗糙度，故選擇高的轉(zhuǎn)速。 據(jù)C6116車床參數(shù)，選擇nc=625r/min,Vfc=574mm/s,則實際切削速度 Vc=3.14*45*625/2x1000=44.15m/min, 校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為10W，Pcm>Pcc。故校驗合格。 車削參數(shù)最終確定ap=0.2mm，nc=625r/min,Vfc=574mm/s，Vc=44.15m/min， fz=0.16mm/r。 計算車削基本工時 Φ45m6處工時：T1＝L/ ncff=40/625*0.16=0.4min Φ25H7處工時：T2＝L/ ncff=90/625*0.16=0.82min T總＝0.4+0.82＝1.22min 2.5.3 工序五 銑開襠尺寸5H9 2.5.3.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：XA62臥式銑床。 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3, ,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=5mm。 2.5.3.2. 切削用量 銑削深度 因為切削量不大，故可以選擇ap=2.5mm，2次走刀即可完成所需尺寸。 每齒進(jìn)給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。采用不對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝38mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA62銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削Vc=3.14*5*475/1000=44.5m/min, 校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=2.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=44.5m/min， fz=0.16mm/z。 計算基本工時 tm＝2L/ Vf=2x(5+9)/475=0.05min。 2.5.4 工序六 鉆孔φ7－φ13 2.5.4.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：XA62臥式銑床。 刀具：高速鋼圓柱銑刀,深度ap<=3, ,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=18mm。 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，標(biāo)準(zhǔn)φ13x90度锪鉆。 2.5.4.2 切削用量 查《切削手冊》 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命． 　切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) 故。 查《切削手冊》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。 2.5.3.2.2計算工時 2.5.5 工序七 銑尺寸29，保證尺寸59.5。 2.5.5.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：XA62臥式銑床。 刀具：高速鋼圓柱銑刀,銑削寬度ae<=60,深度ap<=3,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=30mm。 2.5.5.2. 切削用量 銑削深度 因為切削量不大，故可以選擇ap1=4.0mm，四次走刀即可完成所需尺寸。 每齒進(jìn)給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7，后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。 查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min 計算切削速度 按《切削手冊》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 據(jù)XA62銑床參數(shù)，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削Vc=3.14*30*475/1000=44.75m/min, 校驗機床功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw,而機床所能提供功率為10W，Pcm>Pcc。故校驗合格。 最終確定 ap=4mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=44.75m/min， fz=0.16mm/z。 計算基本工時 tm＝4xL/ Vf=4x（42+30）/475=0.6min。 2.5.6 工序八 鉆孔φ8H9、擴R5 2.5.6.1. 加工條件 工件材料：45,圓鋼。 機床：Z3032鉆床。 刀具：選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， do=φ8H7mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝120°，d＝φ10。 2.5.6.2 切削用量 查《切削手冊》 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇機床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命　 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命． 　切削速度 查《切削手冊》 修正系數(shù) 故。 查《切削手冊》機床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。 計算工時 T總＝2x0.07＝0.14min 2.5.7工序九 檢查 2.5.8工序十 入庫 第三章 卡具設(shè)計 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計第六、七、八道工序的工裝卡具。 3.1 鉆孔φ7－φ13 3.1.1問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔φ7和內(nèi)孔φ25H7以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 3.1.2卡具設(shè)計 3.1.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為基準(zhǔn)，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進(jìn)行卡緊。 3.1.2.2 切削力和卡緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削力 ： 由于鉆削力很小，計算時可忽略。 卡緊力為 ＝2 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=41.1N 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.1.2.3 定位誤差分析 本工序采用∮25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 3.1.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。 3.2 銑尺寸29，保證尺寸59.5 3.2.1問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮尺寸59.5和厚度尺寸29，因此，本夾具的重點應(yīng)在夾具的準(zhǔn)確定位和卡緊的方便與快速性上。 3.2.2卡具設(shè)計 3.2.2．1 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為加工基準(zhǔn)，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進(jìn)行卡緊。 3.2.2.2 切削力和加緊力的計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=31.5N 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.2.2.3 定位誤差分析 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 3.2.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構(gòu)。 3.3 鉆孔φ8H9、擴R5 3.3.1問題的提出 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮孔φ8H和端面的位置要求以及和槽5H9槽的位置要求，由于公差要求較低，因此，本步的重點應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。 3.3.2卡具設(shè)計 3.3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮25H7孔和底面以及槽5H9為基準(zhǔn)，使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構(gòu)進(jìn)行卡緊。 3.3.2.2 切削力和卡緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削力 ： 由于鉆削力很小，計算時可忽略。 卡緊力為 ＝1.5 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=53.3N 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.3.2.3 定位誤差分析 本工序采用∮25H7孔和底面以及槽5H9定位，加工基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。 3.3.2.4 卡具設(shè)計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。 結(jié) 論 通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了大學(xué)的各個專業(yè)課程，