機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說明書

1、目錄序言1一 零件的分析 2（一） 零件的作用 2（二） 零件的工藝分析2二 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)3（一） 確定毛坯的制造形式3（二） 基面的選擇3（三） 制定工藝路線4（四） 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定6（五） 確立切削用量及基本工時(shí)9三 夾具設(shè)計(jì)15（一） 問題的提出15（二） 夾具設(shè)計(jì)15四 工序簡圖20五 參考文獻(xiàn)25序言 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)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(shí)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。通過機(jī)械設(shè)計(jì)裝備及夾具設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，匯

2、總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體，讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)ca6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)。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)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥

3、動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。（二） 零件的工藝分析零件的材料為ht200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1、小頭孔22以及與此孔相通的8的錐孔、m6螺紋孔。2、大頭半圓孔55。3、大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)

4、要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1） 、確定毛坯的制造形式 零件材料為ht200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中等批量，故選擇木模手工砂型鑄件毛坯。查手冊(cè)知，加工余量2.0mm，拔模斜度3，收縮率1.0%，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)第38頁表2.2-3，選用鑄件尺寸公差等級(jí)為ct-12，加工余量等級(jí)為h。（2） 、基面的選擇（1） 粗基準(zhǔn)的選擇 在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般遵循下列原則：（1）保證相互位置要求原則；（2）保證加工表面余量合理分配原則；（3）便于工件裝夾原則；（4）粗基準(zhǔn)一般不重復(fù)使用的原則；（5）為了保證所有加工表面有足夠的加

5、工余量，選用加工余量小的表面作粗基準(zhǔn)，不要用同一尺寸方向上。為了方便裝夾，以及依據(jù)以不加工表面為基準(zhǔn)和毛皮表面質(zhì)量較好者為基準(zhǔn)的原則，選底端面為基準(zhǔn)。（2） 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的原則，選用統(tǒng)一的基準(zhǔn)有利于保證零件的精度。多用“一面兩孔”的定位方式定位，所以選擇小頭孔軸線和底面為精基準(zhǔn)。(3) 、制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定的情況下，可以考慮采用機(jī)床配以專用工具卡，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(jì)效果，以便是生產(chǎn)成本盡量下降。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)

6、簡明手冊(cè)第20頁表1.4-7、1.4-8,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工藝路線方案一：工序 1： 以40的下平面為基準(zhǔn)，粗銑兩端通孔22上表面。工序 2： 精銑40上平面，保證表面粗糙度3.2。工序3： 擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩端孔至22，保證表面粗糙度1.6工序4： 粗鏜55的孔。工序 5： 半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序6： 粗鏜73孔的上端面。工序 7： 半精鏜 73孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序 8： 鉆6.9的孔、 鉆8錐銷孔。工序9： 攻絲、精鉸8孔，保證粗糙度1.6。工序10： 切斷。工序11： 檢驗(yàn)。工藝路線芳案二：工序 1： 以40的下平面為基準(zhǔn)，粗銑兩端

7、通孔22上表面。工序2：精銑40上表面工序3：粗鏜55的孔。工序4：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序5：擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22，保證表面粗糙度1.6。工序6： 粗銑73孔的兩端面。工序7： 精銑73孔兩端面，保證表面粗糙度3.2。工序8：鉆6.9的孔、 鉆8錐銷孔。工序9：攻絲、精鉸8孔，保證粗糙度1.6。工序10： 切斷。工序11： 檢驗(yàn)。工藝方案的比較及分析：上述兩方案:方案一：是先加工內(nèi)孔22, 再以22孔為基準(zhǔn)加工55內(nèi)孔,而方案二：先鏜孔55,以底面及22外圓面為基準(zhǔn)，再以55內(nèi)孔及上平面加工22孔。由零件圖可知22孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為55孔的中心線，所以加工22孔時(shí)定位

8、基準(zhǔn)最好為55孔的中心線，可保證其加工的位置精度，符合中批生產(chǎn)要求,方案二較為合理。 最終工藝路線工序 1： 以40的下平面為基準(zhǔn)，粗銑兩端通孔22上表面。工序2： 精銑40上表面（以22孔外表面及底面為基準(zhǔn)，選用x5032立式升降臺(tái)銑床和專用夾具）工序3：粗鏜55的孔。（以40上平面及22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用tgx4132b立式單柱坐標(biāo)鏜床和專用夾具）工序4： 精鏜55的孔，保證表面粗糙度ra3.2um。工序5： 擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22，保證表面粗糙度ra1.6um（以40上平面及22孔外表面為基準(zhǔn)，選用z3025搖臂鉆床和專用夾具）。工序6： 粗銑73孔的兩端面。（以40上平面及22的

9、內(nèi)孔為基準(zhǔn)）工序7： 精銑73孔兩端面，保證表面粗糙度ra3.2um。工序8：鉆6.9的孔、 鉆8錐銷孔。（以40上平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)）工序9： 攻絲、精鉸m8螺紋孔，保證粗糙度ra1.6um。工序10： 切斷。工序11： 檢驗(yàn)。（4） 、機(jī)械加工余量的確定、工序尺寸及毛坯的確定零件材料為ht200，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 兩端通孔22上表面考慮手工砂型鑄件毛坯的表面粗糙度ra12.5um,而加工表面的表面粗糙度要求為

10、ra3.2um，工序基準(zhǔn)尺寸為40mm的要求，故采用粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量2.0mm，（簡明手冊(cè)2.2-4尺寸公差等級(jí)ct-11，加工余量等級(jí)ma-h級(jí)），精銑加工余量1.0mm,（簡明手冊(cè)2.3-21)。2、 兩端通孔考慮到通孔的表面粗糙度ra1.6um，公差等級(jí)it7，加工要求很高，故采用擴(kuò)、粗鉸、精鉸的工序，根據(jù)簡明手冊(cè)p64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：擴(kuò)孔加工余量為1.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為it11，基本工序?yàn)?0mm。粗鉸加工余量為0.14mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為it8，表面粗糙度ra3.2um，基本工序?yàn)?0mm。精鉸加工余量為0.06mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為it7，表

11、面粗糙度ra1.6um，基本工序?yàn)?0mm。3. 中間孔55考慮到中間孔55的表面粗糙度ra3.2um，采用粗鏜、半精鏜的加工工序，根據(jù)簡明手冊(cè)p64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：粗鏜加工余量為2.0mm，表面粗糙度ra3.2mm，基本工序?yàn)?0mm。半精鏜加工余量為2mm，表面粗糙度ra6.4mm，基本工序?yàn)?0mm。4. 中間孔20兩端面根據(jù)表面粗糙度ra3.2um，尺寸精度等級(jí)的要求，采用粗銑、精銑的工藝，粗細(xì)的加工余量,2.0mm，精銑加工余量為1.0mm，（簡明手冊(cè)表2.3-21）。（五）切削用量及基本工時(shí)的確定工序 1： 以40的下平面為基準(zhǔn)，粗銑兩端通孔22上表面。1） 已知毛坯加工

12、余量為2.0mm，毛坯長度方向的最大加工余量為2.0mm，一次加工即可。2） 根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)表10-212，選用yg8硬質(zhì)合金刀，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)p1019表8-14，每齒進(jìn)給量f=0.20-0.29mm/z。3） 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)p1021表30-23可以直接查出銑削速度：vc=60-110m/min。取vc=60m/min。4）現(xiàn)采用x51立式銑床參數(shù)（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-36）取500r/min,故實(shí)際切削速度為vc=62.8/min。5） 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)該為差機(jī)床數(shù)據(jù)得（見機(jī)械制造工藝手冊(cè)表4.2-37）取400m/min。6） 切削工時(shí)

13、：。工序2：精銑40上平面（1） 以22孔外表面及底面為基準(zhǔn)，選用x5032立式升降臺(tái)銑床和專用夾具。（2） 根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)（p942）表得，采用直柄立式銑刀，dw=40,z=8。又根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)（p942）表8-15得，每齒進(jìn)給量，取。（3） 切削速度 vc=10m/min。（4） 取主軸轉(zhuǎn)速為80r/min,故實(shí)際切削速度為vc=10m/min。（5） 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)該為 查機(jī)床數(shù)據(jù)得（見機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)表4.2-37）取130m/min。（6） 切削工時(shí)：工序3：粗鏜55的孔。（1） 、以40上平面及22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用tgx4132b立式單柱坐

14、標(biāo)鏜床和專用夾具。（2） 選用硬質(zhì)合金鏜刀刀頭，其加工余量z=3.0mm。（3） 確定進(jìn)給量，根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p1278表，每齒進(jìn)給量（4） 主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)t68立式鉆床參數(shù)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-20取n=300r/min,故實(shí)際切削速度為vc=50.4m/min。 （5）切削工時(shí)：工序4： 半精鏜55的孔（1）、選用硬質(zhì)合金鏜刀刀頭，其加工余量z=1.0mm。（2）、確定進(jìn)給量，根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p1307表，每齒進(jìn)給量 （3）、主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)t68立式鉆床參數(shù)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-20取n=350r/min,故實(shí)際切削速度為vc=54.58m/min。（4）、切削

15、工時(shí)：。工序5：擴(kuò)、粗鉸、精鉸兩小端頭孔至22，保證表面粗糙度1.6。1：擴(kuò)孔21.8mm（1）、以40上平面及22孔外表面為基準(zhǔn)，選用z3025搖臂鉆床和專用夾具。（2）、加工余量z=0.08mm。（3）、確定進(jìn)給量，根據(jù)簡明手冊(cè)表5-6，每齒進(jìn)給量。（4）、根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p1269表，擴(kuò)孔的切削速度是鉆孔的1/2左右，取vc=40m/min。（5）、主軸轉(zhuǎn)速：（6） 、切削工時(shí)：2、粗鉸兩頭孔21.94 （1）、選擇硬質(zhì)合金銑刀，其加工余量為z=0.14mm。 （2）、確定進(jìn)給量，根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p1278表，每齒進(jìn)給量: （3）、主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)z535立式鉆床參

16、數(shù)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-15取n=150r/min,故實(shí)際切削速度為vc=10.339m/min。 (4)、切削工時(shí)：。3、精鉸兩頭孔22 （1）、選擇硬質(zhì)合金銑刀，其加工余量為z=0.06mm。 （2）、確定進(jìn)給量，根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p1278表，每齒進(jìn)給量及銑削速度： （3）、主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)z535立式鉆床參數(shù)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-15取n=120r/min,故實(shí)際切削速度為vc=8.294m/min。 (4)、切削工時(shí)：。工序6：粗銑73孔的兩端面。 （1）、以40上平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)。根據(jù)工藝手冊(cè)表，高速鋼直尺的三面刃銑刀，加工余量z=34.10mm。 （2）、確定進(jìn)

17、給量，根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)表8-15以及表8-17得，每齒進(jìn)給量及銑削速度： （3）、主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)x53t立式銑床參數(shù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-37取n=500r/min,故實(shí)際切削速度為vc=50.265m/min。 （4）、工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：。查機(jī)床數(shù)據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-37，取。 （5）、切削工時(shí)： 。工序7： 精銑73孔兩端面 （1）、根據(jù)工藝手冊(cè)表，高速鋼直尺的三面刃銑刀，加工余量z=0.5mm。 （2）、根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)表8-15以及表8-17得，每齒進(jìn)給量及銑削速度： （3）、主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)x53t立式銑床參數(shù)機(jī)

18、械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-36取n=600r/min,故實(shí)際切削速度為vc=60.32m/min。 （4）、工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量，應(yīng)該為：。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4.2-37，取。 （5）、切削工時(shí)： 。工序8： 鉆6.9的孔、 鉆8錐銷孔。（1）、以40上平面及22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)。（2）、根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p271表，選用直柄短麻花鉆（硬質(zhì)合金材料）螺紋直徑8mm采用d=6.9mm的鉆頭，螺距p=1。（3）、確定進(jìn)給量，根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表5-6，每齒進(jìn)給量及銑削速度（4）、主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)t68立式鉆床參數(shù)（機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)明手冊(cè)表4

19、.2-20）取n=960r/min,故實(shí)際切削速度為vc=20.81m/min。（5）、切削工時(shí)： ； 工序9：攻絲、精鉸8孔 （1）、根據(jù)工藝手冊(cè)表5-21得，螺紋直徑8mm，采用6.9mm的鉆頭，螺距p=1。 （2）、切削速度根據(jù)簡明手冊(cè)表8-17，可直接查出銑削速度：vc=11-12mm/min。vc=12mm/min （3）、主軸轉(zhuǎn)速n=420-1340r/min。 （4）、切削工時(shí)： 。工序10： 切斷。 （1）、根據(jù)實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)p958表選擇細(xì)齒鋸片銑刀，d=125mm,厚度l=4mm，dl=34mm,z=80。 （2）、根據(jù)簡明手冊(cè)表8-16，每齒進(jìn)給量。根據(jù)簡明手冊(cè)

20、表8-16，可以查出銑削速度：vc=70m/min。 （3）、主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)x61臥式銑床參數(shù)（簡明手冊(cè)表4.2-36）取n=180r/min,故實(shí)際切削速度為vc=70.69m/min。 （4）、工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量，應(yīng)該為：。查機(jī)床數(shù)據(jù)簡明手冊(cè)表4.2-37，取。 （5）、切削工時(shí)： 3、 夾具的設(shè)計(jì)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)專用的夾具，設(shè)計(jì)工序?yàn)?、7粗銑，精銑中間孔兩端面。本夾具將運(yùn)用于x53t立式銑床。刀具為高速鋼直齒三角面刃，對(duì)工件的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。（1） 、問題的提出 本夾具主要是用來銑孔55兩端面，保證孔的加工高度為30。因此在加工本工序時(shí)，

21、主要考慮工件的位置精度及尺寸精度。（二）、夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm,兩端小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm，應(yīng)該選擇小頭孔保證該垂直度。以小頭孔為第一定位基準(zhǔn)，還應(yīng)以22孔上端面為第二基準(zhǔn)，從而保證工件在夾具上的位置。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把高速鋼直齒三面刃，對(duì)工件的兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)為了縮短輔助時(shí)間，采用手動(dòng)加緊工件快換裝置。2、 切削力及夾緊力計(jì)算刀具：高速鋼直齒三面刃，d=73mm，z=10，l=6mm。由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知，銑削時(shí)的主要切削力為銑刀的切削方向，及垂直于工作臺(tái)，查機(jī)械加工工藝師

22、手冊(cè)p666 表21-5，切削力計(jì)算公式為：其中 ，, 則在22孔上端面只需要采用墊圈和六角螺母適當(dāng)加緊后，本夾具即可安全工作。3、 定位誤差分析（1） 、定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為定位心軸，定位心軸的尺寸與公差規(guī)定為：與本零件在工作時(shí)和其相匹配軸的尺寸與公差相同，及22h7。（2） 計(jì)算小頭孔中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差 心軸的材料采用碳鋼，彈性模量為e=200gpa, d=20mm, , 所以滿足垂直度要求。定位誤差：定心軸g6與22h7孔的定位誤差為：對(duì)于加工要求位置的尺寸要求在形狀誤差之內(nèi)。（3） 、夾緊力的計(jì)算根據(jù)機(jī)械技工工藝師手冊(cè)的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)， 選由機(jī)械技工工藝師手冊(cè)表17-25得表17-26得，表17-27得，代入公式得根據(jù)表17-29查得，螺紋的許用夾緊力4、 夾具設(shè)計(jì)及操作簡明手冊(cè)的要求說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。夾具上裝有對(duì)刀塊，可減去在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀。5、 設(shè)計(jì)總結(jié)夾具課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束。回顧整個(gè)過程，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時(shí)定量地完成了此次課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的重點(diǎn)，使理論與實(shí)踐完美結(jié)合，同時(shí)加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，使生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的理解和認(rèn)識(shí)也得到了強(qiáng)化。本次課程設(shè)計(jì)主要是機(jī)械加工工