1、機械制造技術課程設計說明書設計題目：制定撥叉零件加工工藝，設計鉆12H7和25H7孔的鉆床夾具專 業：機械電子工程班 級：12-3學 號：1230120323姓 名：王浩指導教師：張中然機械工程系2015年11月21日-1 - / 25目錄序言機械制造業是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它 們裝備成機械裝備的行業。機械制造業的產品既可以直接供人們使用， 也可以為其它行業的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械 制造業的產品。我們的生活離不開制造業，因此制造業是國民經濟發展 的重要行業，是一個國家或地區發展的重要基礎及有力支柱。從某中意 義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家

2、國民經濟綜合實力和科學 技術水平的重要指標。支架的加工工藝規程及其車 60孔夾具設計是在學完了機械制 圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后 的下一個教學環節。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工 藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加 工質量。本次設計也要培養自己的自學與創新能力。因此本次設計綜合 性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本 理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合， 才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正第1章零件的分析1.1零件的作用我

3、所選的題目是CA6140型車床上的撥桿零件。它位于車床上的 變速機構中。主要用來換擋，使主軸的回轉運動按照工作者的要求工 作，從而獲得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的 12孔與操作機構相連接，通過 22孔則是用于所控制齒輪所在的軸配合，通過 12孔所受的力撥動 22孔這端的齒輪變速，達到所需的作用。1.2第二節確定毛坯（一）確定毛坯的種類毛坯的確定包括確定毛坯的種類和制造方法兩個方面。毛坯的種 類選擇鑄件。考慮到零件在機床運行過程中所受的沖擊不大，零件的材 料選擇HT200。鑄件選擇砂型鑄造毛坯。（二）繪制鑄件的零件圖A-Ati *1.3確定毛坯的制造形式零件材料為45,在工作過程中經常受到

4、沖擊性載荷，采用這種材 料零件的強度也能保證。由于零件成批生產，而且零件的輪廓尺寸不 大，選用鍛造，鍛造精度為2級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生 產率和保證加工精度上考慮也是應該的。1.4基面的選擇的選擇1、粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工 面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加 工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作 為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床 床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作 為粗

5、基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就 能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨 性。(3) 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面 有足夠的加工余量。(4) 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準， 以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作 粗基準，必要時需經初加工。(5) 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不 規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是 非常重要的。先選取 60孔及其端面作為定位基準。2、精基準的選擇精基準的選擇

6、應滿足以下原則：(1) “基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基 準，避免基準不重合引起的誤差。(2) “基準統一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定 位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具 設計與制造。(3) “自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量 小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的 位置精度由先行工序保證。(4) “互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形 狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。(5) 所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操 作方便。以基準面

7、 A及另外兩側面作為定位精基準，加工其它表面及 孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時 候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重 復。1.5制定工藝路線制訂工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位 置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為成批生產的 條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在 提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降 下來。工序01:鑄造工序02:時效處理工序03 :粗銑、精銑基準面A工序04:粗銑、半精銑D面工序05 :粗銑、半精銑B面工序06 :粗銑、半精銑C面工序

8、07:鉆 25的孔工序08:鉆 12的孔工序09:鉆10孔工序10:檢驗至圖紙要求工序11:入庫1.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定支架材料為HT200、由于零件不算是比較的復雜，所以這里 采用鑄件，中大批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成 型。這對于提高生產率、保證加工質量也是有利的。基準面A的加工余量基準面A的表面粗糙度Ra3.2,尺寸公差等級CT7，加工余量 等級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工 余量Z=2.0mm,由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8知，需要經 過粗銑精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm精銑單邊余量Z=

9、0.5mm2、D面的加工余量D面的表面粗糙度Ra6.3,尺寸公差等級CT9，加工余量等級 MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工余量 Z=2.0mm，由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8知，需要經過粗 銑一一半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm3、B面的加工余量B面的表面粗糙度 Ra6.3,尺寸公差等級 CT9，加工余量等級 MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工余量 Z=2.0mm，由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8知，需要經過粗 銑一一半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm6

10、 / 25半精銑單邊余量Z=0.5mmC面的加工余量C面的表面粗糙度 Ra6.3,尺寸公差等級 CT9，加工余量等級 MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工余量 Z=2.0mm，由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8知，需要經過粗 銑一一半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm 25孔的加工余量 25孔的表面粗糙度Ra3.2,尺寸公差等級CT8，加工余量等 級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工余 量Z=1.5mm,由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-7知，需要經過 粗車一一半精車一一精車方能滿足其精

11、度要求。粗車單邊余量Z=1.0mm半精車單邊余量Z=0.4mm精車單邊余量Z=0.1mm 12的孔的加工余量 12的孔表面粗糙度 Ra3.2，尺寸公差等級 CT9，加工余量等 級MA-E，查機械制造工藝設計簡明手冊表 2.2-4得，單邊加工余 量Z=2.0mm,由機械制造工藝設計簡明手冊表 1.4-8知，需要經過 粗銑一一半精銑方能滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=1.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm10孔的加工余量10孔尺寸不大，故采用實心鑄造，由機械制造工藝設計簡明手冊表2320知。不加工表面的加工余量不加工表面，直接鑄造即可滿足其精度要求1.7確定切削用量及基本工時工序01:鑄造工序02

12、:時效處理工序03 :粗銑、精銑基準面A工步一：粗銑基準面A1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,即=.5口口 d=80mm v=100m/min z = 4? ? ? 02. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出 fz =0.2mm/齒，則1000v1000 100 ccc ,.ns398r/mins 二 d - 80按機床標準選取nw = 400r/min兀dnwv =1000二 80 4001000m/min : 100.5m/min3）計算工時切削工時：l 70mm

13、，l11.5mm，I2 3mm，則機動工時為tm 二11112 i =7 1.5 3 1 ： o.93iminnwf400 0.2工步二：精銑基準面A1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,ap =0.5mm do =80mm v = 100m/min z = 42. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。 根據表查出fz =.2mm/齒，則ns1000v:d1000 100二 80:398r / min按機床標準選取 = 400r/min兀dnwv =1000二 80 4001000m

14、/min : 100.5m/min3）計算工時切削工時：I =70mm，l1=0.5mm，l3mm，貝機動工時為l l1 l270 0.5 3tm1 -i1 : 0.919minnw f400 0.2工序04:粗銑、半精銑D面工步一：粗銑D面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,ap =1.5mm do/OOmm v = 150m/min z=4 。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz =0-2mm/齒，則1000v1000 150 一門,.ns478r/minn

15、d兀漢100按機床標準選取 = 500r/mindnw: 100 500vm/min : 157m/min1000 10003）計算工時切削工時：l -115mm，l15mm，丨2 5mm，則機動工時為tm1 1.215minnwf115 1.5 5500 0.2工步二：半精銑D面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,ap =.5mm d0 =100mm v=150m/min z = 4 ? ? ?2. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 0.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。10 / 251000v二 dns1000v

16、：d1000 100二 80:398r / min根據表查出fz =0.2mm/齒則1000 150 ：-478r/min二 100按機床標準選取nw = 500r/min二dnw 二 100 500vm/min ： 157m/min1000 10003）計算工時切削工時：l -115mm，h 0.5mm， I2 5mm，則機動工時為丄l +h +12.tm-inwf115 0.5 5 .1 ： 1.205 min500 0.2工序05:粗銑、半精銑B面工步一：粗銑B面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,ap =1.5mm d0 =80mm v=100m/minz = 42.決定銑

17、削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz =0.2mm/齒，則按機床標準選取nw = 400r/min兀dnwv 二1000ap = 0.5mm1000v：d1000 100n X80:398r / min按機床標準選取nw = 400r/min兀dnwv =1000m/min ： 100.5m/min 1000切削工時：丨=70mm， h=0.5mm，l3mm，則機動工時為3）計算工時0.919mintm70 0.5 3 1400 0.280 400 m/min ：100.5m/min10

18、003）計算工時切削工時：1 70mm， l1 1.5mm，I2 3mm，則機動工時為41+2tminwf70 1.5 310.931min400 0.2工步二：半精銑B面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,d0 =80mm, v=100m/min , z=4。2.決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz =0.2mm/齒，則工序06 :粗銑、半精銑C面工步一：粗銑C面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,ap -1.5mm do =100mm v = 150m

19、/min z=42. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 1.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz =.2mm/齒，則1000v1000 150 一門,.ns478r/min二d二 100按機床標準選取nw = 500r/min叱nwv =1000二 100 500m/min : 157m/min10003）計算工時切削工時：1 =100mm，11 =1.5mm，J =5mm，則機動工時為t J+hFi Lmnwf=他亠 1,1.065 min500 0.2工步二：半精銑1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,

20、ap =.5mm d0 =100mm v=150m/min z = 4? ? ? 02. 決定銑削用量1）決定銑削深度ap = 0.5mm2）決定每次進給量及切削速度根據X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz2mm/齒，則1000v1000 150 一門,.ns478r/min二d二 100按機床標準選取nw = 500r/minv 二1000二 100 5001000m/min : 157m/min切削工時：丨-100mm， h 0.5mm， I2 5mm，則機動工時為3）計算工時tml 11 12 .nw1 : 1.055 min100 0.5 5500 0

21、.2工序07:鉆 25的孔選擇刀具1） 車削深度，ap=1.0mm。2）機床功率為 7.5kw。查切削手冊f=0.140.24mm/z。選較小量 f=0.14 mm/zo3）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1.01.5mm。查切削手冊表3.8，壽命T=180min4）計算切削速度 按切削手冊，查得 Vc = 98mm/s，n=439r/mi n,Vf=490mm/s據Z3025鉆床參數，選擇 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14 80475/1000=119.3m/mi n,實際進 給量為 f zc=Vfc/n cz=475

22、/(300 10)=0.16mm/z。5) 校驗機床功率查切削手冊Pcc=1.1kw而機床所能提供功率為PcmPcCo故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm, nc=475r/min,Vfc=475mm/s, V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6) 計算基本工時tm= L/ Vf=(15+1+3)/ (475 0.16) min=0.250min。工序08:鉆 12的孔1. 選擇刀具刀具選取麻花鉆，刀片采用YG8,卯5mm do=10mm v=15m/min? ? ?2. 決定鉆削用量1) 決定鉆削深度ap = 1.5mm2) 決定每次進給量及切削速度根據Z3025鉆床說

23、明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出fz =0.2mm/齒，則1000v1000 15ns478r / minnd兀匯10按機床標準選取nw = 500r/min一辿-亠型m/min ： 15.7m/min1000 10003) 計算工時切削工時：丨=90mm，l1.5mm，l2 =5mm，則機動工時為tml l1 l2 .i 二nwf90 15 5 1500 0.2:0.965min工序09:鉆10孔選用10mm高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.1 - 6）由切削表2.7和工藝表4.216查得f機二0.28mm/rv ROm/mi n （切削表2.15）1000v1000 10 ,

24、.nr/m in二D 二 6.8: 468r/min按機床選取n=500r/min兀dnw兀漢6.8漢500 門廠,-v9.6m/ m i n1000 1 0 0 0切削工時：l1 =15mm , l2=3.4mm , l3mm則機動工時為丄l1 l215 3.4 3tm -311min : 0.153 minnwf500 匯 0.28工序11:檢驗至圖紙要求工序12:入庫第2章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。由指導老師的分配工序 07和08:鉆 25的孔和鉆 12的孔的車床夾具。2.1問題的提出本夾具主要用于鉆 25的孔和鉆 12的孔，精度等級8級，

25、表面 粗糙度Ra3.2,與基準A的平行度公差為0.02,這些加工的時候要考慮 在內。2.2定位基準的選擇本道工序加工鉆 25的孔和鉆 12的孔，采用基準面 A及兩側面作為定位基準2.3切削力和夾緊力的計算(1)刀具：采用內孔車刀機床：CA6150臥式車床由3所列公式得X FyzuFCF ap fz aeZqvWfd n F查表9.4 8得其中：修正系數匕=1-0CF -30 qF =0.83 XF =1.0z=24wF = 0代入上式，可得 F=889.4NyF =0.65 uF =0.83 a P =8因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內安全系數心心心仆4其中：K1為基本安全系數1.5K2

26、為加工性質系數1.1K3為刀具鈍化系數1.1K4為斷續切削系數1.1所以 F 二 KF =1775.7N(2)夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由N ff2 =KF其中f為夾緊面上的摩擦系數，取f1二f2 =0.25F=pz+GG為工件自重N=3551.4N夾緊螺釘：公稱直徑d=6mm，材料45鋼 性能級數為6.8級100M P ab10=4 8 M P a螺釘疲勞極限：二廠0.32；和=0.32 60192MPaa lim極限應力幅：= 51.76MPa二 alim-17.3MPa許用應力幅:螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為Ss=3.54 取s=4!. I -1 2 M P a4 Fh2“：

27、dc1 2= 2.8 - - J滿足要求4 N =15Mdc2經校核：滿足強度要求,夾具安全可靠。2.4定位誤差分析批工件在卡具中定位時,各個工件所占據的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。形成原因有兩個，一是由于定位基準與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。根據零件圖可知，T=0.28mm，Td=0.25mm， a = 96 。已知孔的形狀公差為 0.28，根據經驗公式,1 1DW T T35易知此結果符合。2.5夾具操作的簡要說明基準面A作為第一定位基準，與支承板1相配合限制三個自由度，60 X 15端面作為第二定位基準，與支承板相配合限制兩個自由度，70 X 15端面作為第三定位基準，與一圓柱銷相配合限制一個自由