械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)CA6140車床撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備(鉆削加工)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：“ca6140-車床撥叉”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（鉆削加工） 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：1. 制訂零件機(jī)械加工工藝，填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡一張， 設(shè)計(jì)夾具工序的 工序卡一張 2. 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖 3. 編寫機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，不少于2萬(wàn)字 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，繪制零件圖 2. 選擇毛坯制造方式 3. 制訂零件機(jī)械加工工藝路線 4. 指定工藝裝備設(shè)計(jì) 5. 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 200 年 月 日 目 錄（一） 序言.3（二） 設(shè)計(jì)內(nèi)容.3

2、 一、零 件 的 分 析二 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)三 夾 具 設(shè) 計(jì)（三）參考文獻(xiàn)17（四）心得體會(huì).18序 言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(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)各科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)踐的訓(xùn)練。因此它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。在設(shè)計(jì)中鍛煉了獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，為今后工作打下良好的基礎(chǔ)。 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 一、零 件 的 分 析（一） 零件的作用： 題目所給的零件是車床撥叉（二） 零件的工藝分析: ca6140車床撥叉這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有五組加工表面，而這幾組

3、表面之間又有一定的位置要求，現(xiàn)將這五組加工表面分述如下：1、車床撥叉的前后兩個(gè)面。要求兩面之間距離80mm，后面與中間面相距35mm，后面粗糙度要求ra3.2um2、花鍵孔加工表面。花鍵底孔22h12（22 0+0。28）粗糙度要求ra6.3um，左側(cè)三個(gè)花鍵槽相距600對(duì)稱分布，槽底面粗糙度ra1.6um,槽側(cè)面粗糙度ra3.2um,槽寬b為6h9。3、頂面上的階梯面。一個(gè)80mm*30mm的平面，表面粗糙度ra3.2um。階梯面與花鍵孔平行度小于等于0.10mm，階梯面與底面相距72mm，階梯面與花鍵孔軸心相距22mm。4、銑凹槽，槽寬18h11，側(cè)面粗糙度3.2mm,底面粗糙度6mm，兩

4、側(cè)面與花鍵孔有垂直度要求，誤差不大于0.08mm，右側(cè)面與后面相距10mm，底面距花鍵孔中心軸15mm。5、在階梯面鉆孔。兩個(gè)螺紋孔，一個(gè)錐孔，螺紋孔位m8通孔，一個(gè)孔與后面距15mm，兩個(gè)孔距50mm，錐孔與螺紋孔距25mm,三孔軸均與花鍵孔中心軸垂直，且相互平行。由以上分析知，對(duì)于這五組加工面，我們可以先加工前后兩個(gè)端面，再加工花鍵孔，借助花鍵孔及其它夾具進(jìn)行其他加工，以保證他們間位置精度。 二 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料是灰鑄鐵?？紤]到加工成本，選鑄件，由于零件年產(chǎn)量4000件，已達(dá)到成批生產(chǎn)的水平。采用鑄件的形式可提高生產(chǎn)率，并能保證加工精度。（二）基面的選

5、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擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則不但加工過(guò)程中問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)車床撥叉這樣的零件來(lái)說(shuō)，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。由于地面兩側(cè)無(wú)須進(jìn)一步加工，故側(cè)面與底面做粗基準(zhǔn)。以兩個(gè)大平面定位，消除五個(gè)自由度。并且在另一側(cè)對(duì)工件進(jìn)行加緊，達(dá)到完全定位。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不重復(fù)。（三） 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，適應(yīng)當(dāng)時(shí)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到

6、妥善的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定的成批成生產(chǎn)條件下，可以考慮萬(wàn)能性機(jī)床并配以專用夾具，并盡量使工序集中以提高生產(chǎn)率。除此以外，還要考慮經(jīng)濟(jì)因素，以便使生產(chǎn)成本降低。 工藝路線方案： 工序 銑削前、后端面 工序 鉆花鍵底孔22工序 拉花鍵工序 孔口倒角工序 銑階梯面工序 銑凹槽工序 鉆錐孔工序 鉆螺紋孔2-m8工序 功絲2-m8工序 檢查 （四） 機(jī)械加工余量、工序寸及毛坯尺寸的確定尺根據(jù)上述原始材料及加工工藝，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：工序 工序內(nèi)容 單邊余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序 1銑前面 0.5 82.5 125um 2粗銑后面 1.5

7、 81 125um 3精銑后面 1.0 80 3.2um工序 1鉆花鍵孔 10 20 125um 2擴(kuò)孔鉆 0.9 21.8 125um 3粗鉸 0.07 21.94 125um 4精鉸 0.03 22h12 6.3um工序 1粗拉花鍵 1.3 24.6 12.5um 2半精拉花鍵 0.58 25.72 3.2um3精拉花鍵 0.14 25h7 1.6um 工序 孔口倒角 2 245 12.5um 工序 1粗細(xì)階梯面 2 75 12.5um 2精銑階梯面 1.0 72 3.2um 工序 1粗銑凹槽 3 15 6.3um2精銑凹槽 1.0 18h11 3.2um工序 鉆錐孔 2.5 5 12.5

8、um工序 鉆螺紋底孔 3.35 6.7 6.3um工序 功絲 0.65 8 6.3um （五） 選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備 工序 x62w臥式銑床 硬質(zhì)合金端銑刀100z10 0-200/0.02油標(biāo)尺（下同）工序 z525立式鉆床，專用鉆模，加長(zhǎng)麻花擴(kuò)孔鉆，直柄麻花鉆20gb1436-78工序 l6120臥式拉床 專用拉刀工序 t68型鏜床 gb1143-73 圓錐柄錐形忽鉆工序 x52k gb117-73 硬質(zhì)合金立銑刀20工序 x62 x52k gb1117-73硬質(zhì)合金直面三面刀d100(b160)b80z20工序 z512-1臺(tái)鉆，專用鉆模，直柄麻花鉆工序 zq4015臺(tái)鉆，專用鉆模，直

9、柄麻花鉆工序 zq4015細(xì)牙普通螺紋立鉆d8（六） 確定切削用量及基本工時(shí) 工序銑削前后端面 本工序采用查表法。1加工條件 工件材料：灰鑄鐵，鑄造。加工要求：銑45的前端面，75的后端面，后端面表面粗糙度r3.2。機(jī)床：x62w臥式銑床。刀具：yg6硬質(zhì)合金端銑刀。2計(jì)算切削用量1）銑削前端面。前端面的加工余量為0.5mm，故可一次加工完成。 1. 吃刀深度a=h=0.5mm 每齒進(jìn)給量f=0.14-0.24m/z f切削用量 簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.5 yg6 v=108m/min=1.80m/s （簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.16）v=490m/min n=322 采用yg6 d=100mm, z=10 n=

10、=5.7r/s=343r/min 按機(jī)床選?。C(jī)械制造工藝簡(jiǎn)明冊(cè)表5.25）2粗銑后面f=0.18m/z v=95m/min=1.58m/s a=2.0 n=5.04r/s=302.4r/min n=300r/min=5r/s 實(shí)際切削速度 v=1.57m/s（工藝手冊(cè)表6.13） 切削工時(shí) t=50s 3 精銑后面 f=0.18m/z v=103m/min=1.72m/s a=1.0 n=5.46r/s=327r/minn=300r/min=5r/s實(shí)際切削速度 v=1.57m/s切削工時(shí) t=50s 實(shí)際切削速度 v=1.96m/s 切削工時(shí) t=40s 當(dāng)主偏角 k90 l=0.5(d-

11、)+(1-3)=3mm 工序 1 鉆花鍵孔20mm f=0.36mm/r v=14m/min n=223r/min=3.71r/s按機(jī)床選取n=195r/min=3.25r/s實(shí)際切削速度v=0.21m/s切削工時(shí) 切入l=ctg k+(12)=3 切出l=3mm l=80mm t=74s 2擴(kuò)孔 =21.8mm (表5-60) f=0.4mm/r=1.5 f v=6.5m/min=0.11m/s n=1.62r/min=97r/s按機(jī)床選取n=140-2.33r/min實(shí)際切削速度v=0.16m/s切削工時(shí)t=92s3粗鉸 =21.94mm f=0.15mm/r a=0.06-0.15 v=

12、10m/min=0.17m/s n=2.42r/s =145r/min n=272r/min=4.53r/s實(shí)際切削速度v=0.31m/s切削工時(shí)t=127s 4精鉸=22mm f=0.05mm/r v=50m/min=0.83m/s n=12.06r/s =723r/min按機(jī)床選取n=680r/min=11.33r/s實(shí)際切削速度v=3.6m/s 切削工時(shí)t=152s工序 1拉花鍵 單面齒升0.06mm v=0.06m/s=3.6m/min 單面余量h=2mm (22-26)拉削表面長(zhǎng)度 l=80mm拉削表面長(zhǎng)度系數(shù) =1.20拉削表面系數(shù) k=1.40v-切削速度s拉刀齒升（每齒進(jìn)給量）

13、t=0.18min=11sz拉刀同時(shí)工作齒數(shù) z=t-拉刀齒距l(xiāng)=(1.251.5)=1.35=12.1 z=7工序工序 倒角245雙面為縮短輔助時(shí)間，去倒角是的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔時(shí)的相同工序 1粗銑頂面 f=0.2mm/r v=92m/min=1.53m/s a=2.0 n=24.5r/s =1470r/minn=1500r/min切削工時(shí)t=i=2=34.4s 2精銑頂面 a=1.0 f=0.18mm/r v=91m/min=1.52m/s n=24.22r/s =1453r/minn=1500r/min=25r/s實(shí)際切削速度v=1.57m/s 切削工時(shí)t=i=2=38.2s工序 1粗銑槽底

14、 f=0.18表(4.2-39) v=88m/mina=3.0 n=280r/minn=300r/min=5r/s實(shí)際切削速度v=94.2m/min=1.57m/s 切削工時(shí)t=50s 2 精銑槽側(cè) f=0.04mm/r v=15m/min=0.25m/s n=955r/minn=950r/min=15.8r/s實(shí)際切削速度v=47.8m/min=0.80m/s切削工時(shí)t=2=142s工序 錐孔=5mmf=0.18mm/r v=0.25m/s n=11.88r/minn=800r/min實(shí)際切削速度v=0.28m/s切削工時(shí)t=7s工序 鉆螺紋底孔2-m8 f=0.2mm/r0.50=0.1m

15、m/r v=0.25m/s=15m/min n=11.88r/min=713r/minn=800r/min=13.33r/s實(shí)際切削速度v=0.28m/s=16.84m/min切削工時(shí)t=12s工序 功螺紋2-m8f=0.18mm/r v=0.123m/s n=4.89r/minn=272r/min實(shí)際切削速度v=0.113m/s切削工時(shí)t=0.4s- 11 - 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一- 12 -三 夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)夾具的基本要求1保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，

16、標(biāo)注合理的尺寸公差和技術(shù)要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工要求。2。提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計(jì)不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。3工藝性好專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單合理便于加工裝配檢驗(yàn)和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。4。使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡(jiǎn)單省力安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置排泄結(jié)構(gòu)。5經(jīng)濟(jì)性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)夾具方案進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。專用夾具的設(shè)計(jì)步

17、驟明確設(shè)計(jì)任務(wù)與收集設(shè)計(jì)資料夾具設(shè)計(jì)的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖工序圖以及工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)工件進(jìn)行工藝分析。其主要內(nèi)容是了解工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)材料，確定本工序的加工表面和加工要求，加工余量，定為基準(zhǔn)和夾準(zhǔn)表面及所用的機(jī)床、刀具和量具等。其次是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)收集有關(guān)資料，如機(jī)床的技術(shù)參數(shù)，夾具的零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各類夾具圖冊(cè)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計(jì)圖樣，并了解該廠的工裝制造水平對(duì)夾具體的要求1有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，安裝對(duì)刀或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面等，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)?/p>

18、位置精度。為使夾具體尺寸穩(wěn)定，鑄造夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理2有足夠的強(qiáng)度和剛度加工過(guò)程中，夾具體要求承受較大的切削力和加緊力。為保證夾具體不產(chǎn)生不容許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。因此夾具體需有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)筋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架式夾具體3結(jié)構(gòu)工藝性好夾具體應(yīng)便于制造裝配和檢驗(yàn)。鑄造夾具體上安裝各種元件的表面英鑄出凸臺(tái)，以減少加工面積。夾具體毛面與工件之間應(yīng)留有足夠的間隙，一般為415。夾具體結(jié)構(gòu)型式應(yīng)便于工件的裝卸。4排屑方面切削多時(shí)，夾具體上應(yīng)考慮排屑結(jié)構(gòu)。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)

19、計(jì)專用夾具。 經(jīng)過(guò)與老師指導(dǎo)協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第十道工序鉆兩個(gè)m8通孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于立式鉆床z525。刀具為兩把鑲硬質(zhì)合金麻花鉆，對(duì)工件的孔進(jìn)行鉆擴(kuò)以及功絲。 （一）問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)鉆m8的兩個(gè)孔，這兩個(gè)孔都需要通孔，在加工本工序時(shí)，其他的工序大部分都已經(jīng)加工完了。因此，只需要保證孔的尺寸就可以了。 （二）夾具設(shè)計(jì) 1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，這兩個(gè)孔對(duì)花鍵以及其他平面沒(méi)有技術(shù)要求，只要求與花鍵孔相通，但還是要保證一定的垂直關(guān)系。，為了使定位誤差為零，應(yīng)該選擇以花鍵孔定位的定心夾具2鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算計(jì)算公式見(jiàn)（切削手冊(cè)表2.23）f=k其中對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行查表可求出結(jié)果

20、=14.7，zv=0.25,m=0.125,yc=0.55k=0.85 da= 8t=1.5f=0.12v=33根據(jù)以上參數(shù)得出f= 2457n3鉆孔時(shí)軸向力、扭矩及功率的計(jì)算軸向力的計(jì)算計(jì)算公式見(jiàn)（切削手冊(cè)表2.24）f= 并且查表得cf=42yf=0.8d=8zf=2.2yf=0.75k=0.85根據(jù)上述的出結(jié)果f=838n扭矩的計(jì)算計(jì)算公式見(jiàn)（切削手冊(cè)表2.24）并且查表得c=0.012y=0.8根據(jù)上述的出結(jié)果m=2.484定位誤差的分析用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多。與夾具有關(guān)的因素有定位誤差，對(duì)刀誤差，夾具在機(jī)床上的安裝誤差和夾具誤差。在機(jī)械加

21、工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其他因素綜合稱為加工方法誤差。上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差。1定位誤差加工尺寸m8的孔時(shí)，工件定位孔為花鍵孔，在尺寸鉆孔上的基準(zhǔn)位移誤差為y=xmax=0.025工件的定位基準(zhǔn)與面線不一致，因此y=0.1（這個(gè)是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出的）2對(duì)刀誤差t因加工孔處工件相對(duì)較薄，可不考慮鉆頭的傾斜。鉆套導(dǎo)向孔尺寸為80+0.028，鉆頭尺寸為8-0.036。對(duì)刀誤差為 t=（0.028+0.036）=0.0643安裝誤差a=04夾具誤差尺寸164的公差等于+0.05，他在孔方向上產(chǎn)生的誤差為0.05這樣，加工總的誤差為這幾個(gè)誤差之和總=0.025

22、+0.1+0.064+0.05=0.2395夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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。為此，應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)加緊而不采用手動(dòng)夾緊。因?yàn)檫@是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。本道工序的鉆床沒(méi)有采用這樣的機(jī)動(dòng)加緊裝置。選花鍵孔作為定位基準(zhǔn)，心軸及其端面限制五個(gè)自由度，再用擋銷限制第六個(gè)自由度。在加工孔下方用兩個(gè)銷作輔助支撐。這樣此方案結(jié)構(gòu)緊湊，工件裝夾方便。由于兩個(gè)螺紋孔是通孔，可直接鉆出，又因批量較大，故宜選用可換鉆套。在工件裝卸方便的情況下，盡可能選用固定式鉆模板。加緊方式采用螺釘及開(kāi)口墊圈加緊機(jī)構(gòu)。夾具體采用鑄造的方式。參考文獻(xiàn)1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,

23、機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年2. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年3. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)軟件版v1.0，機(jī)械工業(yè)出版社，20044. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，劉品 劉麗華主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2001年1月5. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年6. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年7. 機(jī)械工程手冊(cè) 第8、9卷，機(jī)械工程手冊(cè)、電機(jī)工程手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1982年8. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月9. 機(jī)械工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，李慶壽主編，寧夏人民出版社出版，1991年10. 機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年11. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，秦寶榮主編，