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哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械制造工藝及課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝， 設(shè)計(jì)車圓弧車床夾具 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、填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書； 2、制定一個(gè)中等零件的加工工藝過程，填寫 工藝過程卡和工序卡各一張： 3、設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師指定的工序夾具，繪制全套 夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖； 4、編寫設(shè)計(jì)說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式編寫，要求打印文稿 。 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 系 主 任 ： 目 錄 序言………………………………………………………….....1 一零件分析…………………………………………………………1 （一） 零件作用………………………………………………..1 （二） 零件的工藝分析………………………………………..1 二工藝規(guī)程分析……………………………………………………1 （一） 確定毛坯的制造形式…………………………………1 （二） 基面的選擇……………………………………………1 （三） 制定工藝路線…………………………………………2 （四） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定.......2 1. 銑90×32面2 2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔…………………………………….3 3. 銑斷...................................................................................5 4. 車圓弧及其中一端面…………………………………...6 5. 銑槽………………………………………………...7 6. 銑面………………………………………………..8 7. 鉆，攻M22螺紋孔……………………………………..9 三夾具設(shè)計(jì)………………………………………………….....11 （一） 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………… 11 （二） 切削力及夾緊力的計(jì)算…………………………….12 （三） 定位誤差分析……………………………………….12 （四） 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明……………………….12 四參考文獻(xiàn)…………………………………………………………13 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們在學(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。這是我們在進(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?；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(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 1. 工藝路線方案 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） 銑斷 7） 車圓弧，車圓弧端面 8） 翻轉(zhuǎn)車另一端面 9） 銑16mm槽 10） 銑面 11） 鉆、攻M22螺紋孔 12） 去毛刺 13） 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： 1. 銑90×32面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片 1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 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) 4）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 4） 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 5） 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 2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔 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)孔： 24.7 按機(jī)床取 所以實(shí)際切削速度 工時(shí)： 切入 所以 鉸孔： 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)： 3. 銑斷：選擇鋸片刀 1）銑削寬度 時(shí)， 各修正系數(shù)： 所以： 工時(shí)： 所以： 4. 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) 粗車圓弧：工時(shí) 半精車圓?。汗r(shí) 5. 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)： 6. 銑面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 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 3） 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 4） 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： 5） 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 6）計(jì)算工時(shí) 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 7. 鉆，攻M22螺紋孔 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 （2） 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 5） 攻M22螺紋孔 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》表3-38 f=0.2mm/r 由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊》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): —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； 三、夾具設(shè)計(jì) （一） 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，圓弧對(duì)孔有中心距要求，則用孔來定位，再用92×32平面來定位限制五個(gè)自由度，加一平面來輔助。實(shí)際就變?yōu)橐幌鬟呬N和兩平面定位的夾具。 （二） 切削力及夾緊力的計(jì)算 切削刀具：硬質(zhì)合金內(nèi)孔車刀，則 式中：＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（） 計(jì)算結(jié)果 = 1459.699N 選用壓板壓緊，實(shí)際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 壓板用螺母擰緊，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-23得螺母擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實(shí)際加緊力為 此時(shí)已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 （三） 定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 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。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，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 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 （四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 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)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)檐噲A弧，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。 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)。 五 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 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 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [4] 金屬切削手冊 上海：上海科學(xué)文化技術(shù)出版社 13