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哈爾濱理工大學(xué)
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
設(shè)計(jì)題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)
鉆2-M8孔的鉆床夾具
設(shè) 計(jì) 者：陳夢(mèng)陽(yáng)
指導(dǎo)教師：敖曉春
2010年9月25日
.
目 錄
機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………..3
序 言 ……………………………………………………4
零件的分析…………………………………………………..4
零件的作用………………………………………..........4
零件的工藝分析………………………………………..4
工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………..5
確定毛坯的制造形式………………………………….5
基準(zhǔn)面的選擇…………………………………………..5
制定工藝路線…………………………………………..5
機(jī)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(shí)……………………………..7
夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………..12
問題提出……………………………………………… 12
夾具設(shè)計(jì)……………………………………………….12
參考文獻(xiàn)……………………………………………………...13
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
機(jī)械自造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設(shè)計(jì)鉆2-M8孔的鉆床夾具
設(shè)計(jì)要求：中批量生產(chǎn) 手動(dòng)夾緊 通用工藝裝備
設(shè)計(jì)時(shí)間： 2008.6.
設(shè)計(jì)內(nèi)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 級(jí)：機(jī)械07-5班
學(xué) 生： 陳夢(mèng)陽(yáng)
指導(dǎo)教師： 敖曉春
系 主 任：
2010年09月25日
序 言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)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，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(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)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)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(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。
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(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。零件在主視方向均有8mm的筋板支撐，零件中部有的花鍵孔，上平面分別有M8的螺紋孔和5mm的錐孔.,所有技術(shù)要求都是為了機(jī)床總體裝配.。
(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(gè)面，此面將作為初基準(zhǔn)，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時(shí)間又能達(dá)到技術(shù)要求。
2、零件頂面，它是以底面為粗基準(zhǔn)而加工的，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的孔加工，為達(dá)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(dá)到要求。
3、以頂面為基準(zhǔn)加工的花鍵孔，此面表面粗糙度為6.3。采用鉆，擴(kuò)即達(dá)到要求。
4、18mm的槽加工，此槽側(cè)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(dá)到要求。
5、加工M8螺紋孔，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查知底孔為φ6.7，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(jī)械加工工藝手冊(cè)》查知.配鉆方式加工。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)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(guī)程設(shè)計(jì)
（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?yàn)榱慵侵信可a(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。
（二） 基準(zhǔn)面的選擇
基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要過程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)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(bào)廢，使用無法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。
粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于本撥叉來說是至關(guān)重要的，對(duì)于一般零件而言，應(yīng)以出加工的表面為粗基準(zhǔn)，本零件正好符合要求，對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。
（三） 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，是應(yīng)該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡(jiǎn)單工序集中，盡量降低成本。
工藝路線方案：
工序：1/、鑄造；
2/、時(shí)效處理；
3/、粗銑、半精銑左端面；
4/、粗銑、半精銑頂面；鉆、擴(kuò)孔；
5/、鉆、擴(kuò)孔；
6/、車倒角
7/、拉花鍵孔；
8/、銑18mm槽；
9/、鉆M8底孔φ6.7、攻絲M8，配鉆M5錐孔
10/、去刺
11/、檢驗(yàn)。
（四） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥叉”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級(jí)精度以下。（批量生產(chǎn)）
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對(duì)個(gè)加工表面的機(jī)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(zhǔn)，是最先加工的表面，由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-92及公式（6-16）計(jì)算底面加工余量。
e=C
式中 e ——余量值；
——鑄件的最大尺寸；
A ——加工表面最大尺寸；
C ——系數(shù)
e=0.55×=2.5mm
滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。
2． 頂面.30—80面：
因?yàn)楸砻娲植诙纫蟾?，根?jù)零件圖中可以看出加工余量為 e=3mm
滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表6-93的要求。
3、中間孔
毛坯為實(shí)心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》確定尺寸和余量。
鉆孔：φ20
擴(kuò)孔：φ22 e=2mm
4、φ25 花鍵孔
以φ22孔為基準(zhǔn)拉孔 e=3mm
5.銑18mm槽
毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》查知e=18mm
6、M8螺紋孔
毛坯為實(shí)心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》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φ6.7；
攻絲M8； e= 1.3mm
.
（五） 確定切削用量及基本工時(shí)
1、工序Ⅲ：銑端面
a/加工條件：機(jī)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(jì)算切削用量：=2.5mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15.53可知：
f=
由《切削用量手冊(cè)》表9.4-8可知：
vt =0.34m/s nt=1.35r/s vft=1.70m/s
各休整系數(shù)為Kmv=Kmn=Kmf=0.69
Ksv=Ksn=Ksf=0.8
所以有 V==0.19m/s
V==0.75r/s
V==0.94mm/s
由X62W機(jī)床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s
所以實(shí)際切削速度 v==0.20m/s=12m/min
afc.=.
確定主軸轉(zhuǎn)速：l1+l2=17mm l=75mm
n==7r/s=420r/min
切削工時(shí)：
2、工序Ⅳ：銑20+10平面
加工條件：機(jī)床：X52K立式銑床
刀具：高速鋼立銑刀 其中d=32mm, z=6 .
計(jì)算切削用量：=3mm
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-52 af=0.08mm/z
由《機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)》表15-55
v=0.3m/s=18m/min
==3r/s(179r/min)
按機(jī)床選?。?
切入 切出 l=80mm
.
切削工時(shí)：
3、工序Ⅵ 鉆，擴(kuò)φ22孔
(1) 鉆φ20孔
a/加工條件：機(jī)床：Z525立時(shí)鉆床..
刀具：麻花鉆 其中d=20mm,
.b/計(jì)算切削用量：=20mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知：
.f=0.36mm/r v=0.35m/s
.
確定主軸轉(zhuǎn)速： n==.334r/min
. 按機(jī)床選取：
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切入 切出 l=80mm
切削工時(shí)： .
（2）擴(kuò)φ22孔
a/加工條件：機(jī)床：Z525立時(shí)鉆床..
刀具：擴(kuò)孔鉆 其中d=22mm,
.b/計(jì)算切削用量：=2mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知：
.f=0..81mm/r v=0.14m/s
確定主軸轉(zhuǎn)速： n==.121.5r/min
. 按機(jī)床選取：
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切削工時(shí)： .
4、拉花鍵孔
5. 銑18mm槽
a/加工條件：機(jī)床：x62w臥式銑.床..
刀具：直齒三面刃銑刀 其中d=80mm, z=18
b/計(jì)算切削用量：=18mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-55可知：
.af=0..20mm/z v=0.3m/s
確定主軸轉(zhuǎn)速： n==71.6r/min
. 按機(jī)床選取：
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切削工時(shí)： .
6. 鉆M8螺紋孔
(1) 鉆M8螺紋底孔φ6.7孔.
a/加工條件：機(jī)床：Z525立時(shí)鉆床..
刀具：麻花鉆 其中d=6.7mm,
.b/計(jì)算切削用量：=6.7mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知：
.f=0.13mm/r v=0.35m/s
.
確定主軸轉(zhuǎn)速： n==.998r/min
. 按機(jī)床選?。?
實(shí)際機(jī)床選取： v=
切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時(shí)： .
(2) 攻絲M8
a/加工條件：機(jī)床：Z525立時(shí)鉆床..
刀具：機(jī)用絲錐 其中d=8mm,
.b/計(jì)算切削用量：=1.3mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53，表15-37可知：
.f=1mm/r v=0.12m/s
.
確定主軸轉(zhuǎn)速： n==286r/min
. 按機(jī)床選?。?
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時(shí)： ...
夾具設(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)專用夾具。
經(jīng)過和指導(dǎo)教師的協(xié)商，我決定設(shè)計(jì)第9道工序——鉆M8底孔φ6.7、攻絲M8，配鉆M5錐孔的夾具設(shè)計(jì)，本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為.麻花鉆，機(jī)用絲錐。.為達(dá)到零件工藝要求，對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、.兩步工序進(jìn)行加工。
1、 問題提出：利用本夾具主要是鉆M8螺紋底孔φ6.7孔。此孔.沒有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。
2、 夾具設(shè)計(jì)
1） 根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用以 孔以及端面來定位。
2） 切削力及夾緊力計(jì)算
3）
查表可得=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、.=.0.9
因此Fz=.595N
查表可得=0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、.=.0.87
因此 扭矩 M=1.6Nm
由夾緊力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿足下式
P=K×
其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4
K1——基本安全系數(shù) 1.3
K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1
K3——刀具鈍化系數(shù)1.15
K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2
所以 K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98
考慮實(shí)際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用滑動(dòng)壓板夾緊結(jié)構(gòu) 而且不需要進(jìn)行強(qiáng)度.校核.。
3）定位誤差分析
由于所加工的零件對(duì)本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。
4） 夾緊設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾夾具時(shí)，應(yīng)該注意勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個(gè)定位銷設(shè)計(jì)成活動(dòng)的。
三、 參考文獻(xiàn)
（1） ?機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)? 科學(xué)出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編
（2） 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社
（3） 機(jī)械加工工藝實(shí)用手冊(cè)
（4） 夾具工程師手冊(cè) 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 劉文劍等編
（5） 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 李慶壽主編
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