1 機機 械械 制制 造造 技技 術術 基基 礎礎 課課 程程 設設 計計 說說 明明 書書 設計題目：制定設計題目：制定 CA6140 車床撥叉的加工工藝，設計車床撥叉的加工工藝，設計 鉆鉆5 錐孔的鉆床夾具錐孔的鉆床夾具 設設 計計 者：者： 指導教師：指導教師： . 2 目目 錄錄 機械自造工藝及夾具課程設計任務書機械自造工藝及夾具課程設計任務書3 序序 言言 4 零件的分析零件的分析4 零件的作用4 零件的工藝分析4 工藝規程設計工藝規程設計5 確定毛坯的制造形式.5 基準面的選擇5 制定工藝路線5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定6 確定切削用量及基本工時7 夾具設計夾具設計12 問題提出 12 夾具設計.12 參考文獻參考文獻.13 3 機械自造工藝及夾具課程設計任務書機械自造工藝及夾具課程設計任務書 設計題目：制定 CA6140 車床撥叉的加工工藝，設計鉆5 孔 及 2- M8 孔的鉆床夾具 設計要求：中批量生產 手動夾緊 通用工藝裝備 設計時間： 設計內容：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 班班 級：級： 學學 生：生： 指導教師：指導教師： 系系 主主 任：任： 4 序 言 機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業基礎 課以及專業課后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學的各科課程一次 深入的綜合性總復習，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，他在我們的大學 四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步 適應性的訓練，希望自己在設計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。 由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于廂體內部：主要作用是傳 遞紐距，幫助改變機床工作臺的運動方向。零件在主視方向均有 8mm 的筋板 支撐，零件中部有 0220 0 25 。+ 的花鍵孔，上平面分別有 M8 的螺紋孔和 5mm 的錐 孔.,所有技術要求都是為了機床總體裝配.。 5 (二)零件的工藝分析： 本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有兩組孔,也 有位置和精度要求。 1、零件左端面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作 為初基準，表面粗糙度為 3.2。根據表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的 加工方式，即節省時間又能達到技術要求。 2、零件頂面，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以 后的孔加工，為達到題目要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，表面粗糙度 為 3.2。.最終達到要求。 3、 以頂面為基準加工 0220 0 25 。+ 的花鍵孔， 此面表面粗糙度為 6.3。 采用鉆， 擴即達到要求。 4、18mm 的槽加工，此槽側面粗糙度為 3.2，底面粗糙度為 6.3 即采取粗 銑、半精銑，兩步工序能達到要求。 5、加工 M8 螺紋孔，由機械加工工藝手冊查知底孔為6.7，考慮到 工藝要求我們采取鉆、攻絲兩步工序。 6、加工 M5 錐孔，由機械加工工藝手冊查知.配鉆方式加工。在加工 的適當工藝過程中我們對產品進行質量檢查，以滿足工藝要求。 由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工藝規程設計 （一）確定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料為 HT200，考慮到本零件在具體工作的受力 情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產，所以選 擇砂型鑄造是提高效率節省成本的最佳方法。 （二） 基準面的選擇 6 基準面的選擇是工藝規程設計的重要過程之一。 基面的選擇正確與否， 可 以是加工質量的到保證，生產效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出， 更有甚者， 零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內完成加工任務。 粗基準的選擇對于本撥叉來說是至關重要的， 對于一般零件而言， 應以出 加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到 基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題 目我們以 0210 0 25 。+ 的孔為精基準，基本滿足要求。 （三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發點， 是應該使兩件的幾何形狀、 尺寸精度及位置精度 等技術要求得到妥善保證，在生產綱領一確定成批生產的情況下，我們盡量集 中工序，除此之外我們還應該考慮經濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成 本。 工藝路線方案： 工序：1/、鑄造； 2/、時效處理； 3/、粗銑、半精銑左端面； 4/、粗銑、半精銑頂面；鉆、擴22孔； 5/、鉆、擴22孔； 6/、車26倒角 7/、拉花鍵孔； 8/、銑 18mm 槽； 9/、鉆 M8 底孔6.7、攻絲 M8，配鉆 M5 錐孔 10/、去刺 11/、檢驗。 （四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 “撥叉”零件的材料為 HT200，硬度 HB170200，毛坯重量約為 1kg,生產 類型為成批量生產，采用砂型鑄造，13 級精度以下。 （批量生產） 根據上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝 尺寸及毛坯尺寸確定如下： 1零件端面： 此面是粗基準，是最先加工的表面，由機械加工工藝設計實用手冊 表 6- 92 及公式（6- 16）計算底面加工余量。 e=C 15 . 0 2 . 0 max AA 式中 e 余量值； Amax 鑄件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系數 e=0.55 2 . 0 80 15 . 0 75=2.5mm 滿足機械加工工藝設計實用手冊表 6- 93 的要求。 2 頂面.3080 面： 因為表面粗糙度要求高，根據零件圖中可以看出加工余量為 e=3mm 滿足機械加工工藝設計實用手冊表 6- 93 的要求。 3、中間 22孔 毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為 IT7IT8 之間，根據機械加工工藝 設計實用手冊確定尺寸和余量。 鉆孔：20 擴孔：22 e=2mm 4、25 花鍵孔 以22 孔為基準拉孔 e=3mm 5.銑 18mm 槽 毛坯為實心，不沖出孔，根據機械制造工藝手冊查知 e=18mm 8 6、M8 螺紋孔 毛坯為實心，不沖出孔，根據機械制造工藝手冊查知 M8 底孔為 6.7 為零件滿足要求確定尺寸余量如下。 鉆 M8 底孔6.7； 攻絲 M8； e= 1.3mm . （五） 確定切削用量及基本工時 1、工序：銑端面 a/加工條件：機床：X62W 臥式銑床 刀具：高速鋼圓柱銑刀 GB1106- 85 其中 d=80mm, L=82mm , l=22mm b/計算切削用量： p a =2.5mm 由機械加工工藝手冊表 15.53 可知： f=rmmzaf/2 . 1620 . 0 = 由切削用量手冊表 9.4- 8 可知： vt =0.34m/s nt=1.35r/s vft=1.70m/s 各休整系數為 Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8 所以有 V=8 . 069. 034. 0=0.19m/s V=8 . 069. 035. 1=0.75r/s V=8 . 069. 070. 1=0.94mm/s 由 X62W 機床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s 所以實際切削速度 v= 0 1000 d n =0.20m/s=12m/min afc.= 0.21/ fc c v mm z n z B . 9 確定主軸轉速：l1+l2=17mm l=75mm n= 0 100 d v =7r/s=420r/min 切削工時： 12 921.53min m w lll ts n f + + = 2、工序：銑 20+10 平面 加工條件：機床：X52K 立式銑床 刀具：高速鋼立銑刀 其中 d=32mm, z=6 . 計算切削用量： p a =3mm 由機械加工工藝實用手冊表 15- 52 af=0.08mm/z 由機械加工工藝實用手冊表 15- 55 v=0.3m/s=18m/min w s d v n 1000 = 100018 3.1432 =3r/s(179r/min) 按機床選取： srrn/67.4min/280= 3.14323.17 0.317/ 10001000 d n vms = 實 際 切入 mml10 1 = 切出 mml2 2 = l=80mm 1.52/ ff va znmm s= . 切削工時： 12 1 80 102 1.01min 1.52 m f lll t v + = 3、工序 鉆，擴22 孔 (1) 鉆20 孔 a/加工條件：機床：Z525 立時鉆床. . 刀具：麻花鉆 其中 d=20mm, 10 .b/計算切削用量： p a =20mm 由機械加工工藝手冊表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=0.36mm/r v=0.35m/s . 確定主軸轉速： n= 0 1000v d =.334r/min . 按機床選取： 392/ m in w nr= 實際機床選取： v=0.41/ 1000 n m s = 切入 1 5lmm= 切出 2 3lmm= l=80mm 切削工時： 12 0.62min m w lll t nf + + = + . （2）擴22 孔 a/加工條件：機床：Z525 立時鉆床. . 刀具：擴孔鉆 其中 d=22mm, .b/計算切削用量： p a =2mm 由機械加工工藝手冊表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=081mm/r v=0.14m/s 確定主軸轉速： n= 0 1000v d =.121.5r/min . 按機床選取： 140/ m in w nr= 實際機床選取： v=0.16/ 1000 n m s = 切削工時： 12 0.78min m w lll t n f + + = . 4、拉花鍵孔 11 1.5 80 1.2 1.4 0.13 / 10001000 3.6 0.06 7 n s z z lyr nm s vf z = 5. 銑 18mm 槽 a/加工條件：機床：x62w 臥式銑.床. . 刀具：直齒三面刃銑刀 其中 d=80mm, z=18 b/計算切削用量： p a =18mm 由機械加工工藝手冊表 15- 53，表 15- 55 可知： .af=020mm/z v=0.3m/s 確定主軸轉速： n= 0 1000v d =71.6r/min . 按機床選取： 75/ min w nr= 實際機床選取： v= 0.314/ 1000 n m s = 切削工時： 12 1.16min m w lll t n f + + = . 6. 鉆 M8 螺紋孔 (1) 鉆 M8 螺紋底孔6.7 孔. a/加工條件：機床：Z525 立時鉆床. . 刀具：麻花鉆 其中 d=6.7mm, .b/計算切削用量： p a =6.7mm 由機械加工工藝手冊表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=0.13mm/r v=0.35m/s . 確定主軸轉速： n= 0 1000v d =.998r/min 12 . 按機床選取： 960/ m in w nr= 實際機床選取： v=0.34/ 1000 n m s = 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 切削工時： 12 0.12min m w lll t nf + + = + . (2) 攻絲 M8 a/加工條件：機床：Z525 立時鉆床. . 刀具：機用絲錐 其中 d=8mm, .b/計算切削用量： p a =1.3mm 由機械加工工藝手冊表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=1mm/r v=0.12m/s . 確定主軸轉速： n= 0 1000v d =286r/min . 按機床選取： 272/ m in w nr= 實際機床選取： v= 0.11/ 1000 n m s = 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 切削工時： 12 0.06min m w lll t nf + + = + . 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾 具。 13 經過和指導教師的協商， 我決定設計第 9 道工序5 錐孔的夾具設計， 本夾具將用于 Z525 立式鉆床。刀具為.麻花鉆，機用絲錐。.為達到零件工藝要 求，對零件進行鉆、擴、.兩步工序進行加工。 1、 問題提出： 利用本夾具主要是5 錐孔。 此孔.沒有特殊的形位要求。 因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動 強度，而精度則不是主要問題。 2、 夾具設計 1） 根據定位基準的選擇原則，采用以 2 2孔以及端面來定位。 2） 切削力及夾緊力計算 3） 0 9.81 ZfYf FF FC dfK= 查表可得FC=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、. Z F K= . 0.9 因此 Fz=.595N 0 9.81 ZMYM