機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)“CA6140車床撥叉（831002）”零件的機(jī)械加工藝規(guī)程及工藝裝備(年產(chǎn)量為4000件)

1、煙臺大學(xué) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目:設(shè)計(jì)“ca6140車床撥叉（831002）”零件的機(jī)械加工藝規(guī)程及工藝裝備(年產(chǎn)量為4000件)內(nèi)容: 1.零件圖1張 2.毛坯圖1張 3.機(jī)械加上工藝過程綜合卡片1張 4.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖1張 5.夾具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖1張 6.課程設(shè)計(jì)說明書1份 班 級 機(jī)081-2班 學(xué) 生 馮薇薇 指導(dǎo)教師 金權(quán)東 二零一一年九月目錄序言 3一 零件的分析 3（一） 零件的作用 3（二） 零件的工藝分析 4二 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 4（一） 確定毛坯的制造形式4（二） 基面的選擇 4（三） 制定工藝路線5（四） 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定6（五） 確立

2、切削用量及基本工時 7三 夾具設(shè)計(jì)16（一） 問題的提出 16（二） 夾具設(shè)計(jì)16四 小結(jié)18五 參考文獻(xiàn)19序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各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。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。一、零件的分析鑄件零件圖（一） 零件的作用題目所給的零件是ca6140車床的撥叉。它位于車

3、床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動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25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析ca6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25h7mm的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25h7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60h12的孔，以及60h12的兩個端面。主要是60h12的孔。3. 銑16h11的槽這一組

4、加工表面包括：此槽的端面，16h11mm的槽的底面，16h11mm的槽兩側(cè)面。4. 以m22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：m22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為m22×1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面與25h7孔垂直度公差為0.1mm.。（2） 16h11mm的槽與25h7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)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，

5、零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（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。基面選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。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取25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42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。

6、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，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）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,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，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1. 工藝路線方案一工序一 粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25、60孔工序二 粗、精銑60、25孔下端面。工序三 粗、精銑25孔上端面工序四 粗、精銑60孔上端面工序五 切斷。工序六 銑螺紋孔端面。工序七 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八

7、攻m22×1.5螺紋。工序九 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十 粗銑 半精銑 精銑16h11的槽。工序十一 檢查。上面的工序加工不太合理，因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個方案。2. 工藝路線方案二工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 切斷。工序八 銑螺紋孔端面。工序九 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序十 攻m22×1.

8、5螺紋。工序十一 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十二 粗、半精銑 精銑16h11的槽。工序十三 檢查。上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導(dǎo)致效率較低。再看另一方案。3. 工藝路線方案三工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 銑螺紋孔端面。工序八 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 攻m22×1.5螺紋。工序十 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面。工序十一 粗、半精銑

9、 精銑16h11的槽。工序十二 切斷。工序十三 檢查。 此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足，所以這個方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素，得到以下我的工藝路線。4. 工藝路線方案四工序一 以42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑25孔上下端面。工序二 以25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔，孔的精度達(dá)到it7。工序三 以25孔為精基準(zhǔn)，精銑60孔上下端面。工序四 粗鏜、精鏜60孔，保證孔的精度達(dá)到it7。工序五 粗銑，精銑槽16h11的端面，粗銑槽16h11。工序六 銑螺紋孔頂面，兩件銑斷。工序七 鉆20.50孔，攻m22*1.5螺紋。工序八 檢查。工序是八步，效率大大提高了。工序一和工

10、序二比起工藝路線方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工60、25孔是精度要求所致。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”ca6140車床撥叉”；零件材料為ht200，硬度190210hb，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60端面）。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（以下稱工藝手冊）表3.126，取2

11、5，60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 2mm半精銑 0.7mm3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔） 查工藝手冊表2.22.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔 5mm 擴(kuò)孔 0.5mm鉸孔 0.1mm 精鉸 0mm 同上，零件25的孔也已鑄出15的孔。 工序尺寸加工余量： 鉆孔至23 余量為8mm 擴(kuò)孔鉆 1.8 mm 粗鉸孔 0.14 mm 精鉸孔 0.06 mm4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 2.1 mm 半精

12、銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 3.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時工序一 ：以42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料：ht200,b =0.16gpa hb=200241,鑄造。加工要求：粗銑25孔上下端面。機(jī)床： x53立式銑床。刀具： w18cr4v硬質(zhì)合金鋼

13、端銑刀,牌號yg6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0°后角o15°，副后角o=10°，刀齒斜角s=15°,主刃kr=60°,過渡刃kr=30°,副刃kr=5°過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大

14、磨損及壽命 查機(jī)械切削用量手冊表8，壽命t=180min4）計(jì)算切削速度 按2表14， v=1.84n=7.32=6.445）計(jì)算基本工時tml/ vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 ：以25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25孔，孔的精度達(dá)到it7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇z5125a鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量由do=23mm,查2表5 按鉆頭 按機(jī)床強(qiáng)度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 （2）耐用度查2表9t=4500s=75min （3）切削速度查1表10.1-2n

15、=50-2000r/min 取n=1000r/min. 3.計(jì)算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆：選高速鋼擴(kuò)孔鉆 鉸孔：選高速鋼鉸刀 精鉸：選高速鋼鉸刀 工序三 ：以25孔為精基準(zhǔn)，精銑60孔上下端面。機(jī)床：x62型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為13)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：表2.4-73，取銑削速度：表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)表2.4-81,切削工時被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀

16、具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：工步輔助時間為：1.57min工序四： 以25孔為精基準(zhǔn)，粗鏜、 精鏜60孔，保證孔的精度達(dá)到it7。1.選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇z5163a鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.選擇切削用量 （1）決定進(jìn)給量 查2表5鉆頭進(jìn)給量 按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇z5163a機(jī)床已有的進(jìn)給量 （2）計(jì)算工時選擇n=600r/min所以.選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀， 粗鏜時do=59.9mm選擇臥式鏜床t68, 粗鏜時 v=20-35 m/min,

17、f=0.3-1.0 mm/r 精鏜時 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五： 粗銑 半精銑 精銑槽16h11的端面，粗銑槽16h11。粗銑 半精銑 精銑槽16h11的端面：1. 選擇機(jī)床刀具 選擇x61w型萬能銑床硬質(zhì)合金鋼yab端銑刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rt=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 計(jì)算工時 半精銑 粗銑槽16h11： 本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16h11，槽深8h12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.

18、3。1. 選擇刀具刀具 錯齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查1表8 國家標(biāo)準(zhǔn) gb1118 d=160mm d=40mm l=16mm 齒數(shù)z=242. 計(jì)算切削用量（1） 由1表9.41和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r（2） 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度由1表9.46查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.20.3 表9.47查得 耐用度為 t=150min （3） 切削速度 由1 式3.2 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) m=0.5 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s 確定機(jī)床主軸速度 由3 按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33 r/s所以 實(shí)際切削速度為 3. 計(jì)算切削工時 工序六： 銑螺紋

19、孔頂面，兩件銑斷。銑螺紋孔頂面1. 選擇機(jī)床及刀具機(jī)床：x62型臥式銑床。刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號yg6。2. 切削用量1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 刀具耐用度 查2表 壽命t=180min。 3） 計(jì)算切削速度查2得 vc0.38mm/s，n=1.53r/min,vf=1.42mm/s兩件銑斷：刀具：中齒鋸片銑刀刀具直徑d=80mm，齒數(shù)z=32，寬度l=4mm。切削深度：根據(jù)表查得：進(jìn)給量 切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =

20、41mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動時間： 工步輔助時間為：1.59min工序七： 鉆20.50孔，攻m22*1.5螺紋。鉆20.50孔：機(jī)床：z535立式鉆床刀具：20.50直柄短麻花鉆確定鉆削用量決定進(jìn)給量根據(jù)表3.4-1可查出f=0.470.57mm/r,由于孔深和孔徑之 l/d=85/25=3.86。，故mm/r.查z535型立式鉆床說明書，取。根據(jù)表3.4-3，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量  。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表3.4-4，允許的進(jìn)給量。由于選擇的進(jìn)給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，故所選可用確定切削速度v、軸向力f、轉(zhuǎn)矩t以及切削功率，用不同刀具材料

21、進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸孔的v、f、t、均可按表3.4-8及表3.4-10進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計(jì)算得：，f=4732nt=51.69，=1.25kw由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對結(jié)果進(jìn)行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數(shù)，故查z535型機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為。由表3.4-11，切削力及轉(zhuǎn)矩的修正系數(shù),故（3）校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 =機(jī)床有效功率為（由z535型機(jī)床說明書查出）由于，故選擇的鉆削用量可用，即相應(yīng)地鉆孔：鉆孔：工步輔助時間為：1.58min攻m22×1.5螺紋：刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給

22、量切削速度：參照表2.4-105，取【1】機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動時間：工步輔助時間為：1.33min工序八： 檢查三、 夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)用于加工工序（銑斷并保證至圖樣尺寸）的專用夾具。本夾具將用于專用銑斷銑床上，刀具為涂層硬質(zhì)合圓盤銑刀，對工件進(jìn)行加工。 （一）問題的提出本夾具是用來把一個整體的零件銑斷，從而使其成為兩個零件。包括斷面的精銑，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度和表而粗糙度要求。 （二）夾具設(shè)計(jì) 1、定位基準(zhǔn)選擇擬定加工路線的

23、第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度，提高加工精度。25、60的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的25、60孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的60、60孔的端面作為定位

24、夾具。2、切削力及夾緊力計(jì)算1）切削力 z=50 所以 f=905n 又在計(jì)算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)其中 k1為基本安全系數(shù)1.5 k2為加工性質(zhì)系數(shù)1.2 k3刀具鈍化系數(shù) 1.2 k4為切削特點(diǎn)系數(shù)（斷續(xù)切削）1.2f=905*1.5*1.2*1.2*1.2=1955n 2)夾緊力采用銷釘夾緊 防止轉(zhuǎn)動 k=2.5ú=0.16r=22得出：w=8686n由于工件所受夾緊力大于工件所受的切削力，而且實(shí)際夾緊力大于所需夾緊力。故本夾具安全可靠。3.定位誤差分析（1） 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。 （2）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，孔心在任意方向上的最大變動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。此時可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動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)