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哈爾濱理工大學
機 械 制 造 技 術 基 礎
課 程 設 計 說 明 書
設計題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設計
鉆2-M8孔的鉆床夾具
設 計 者：陳夢陽
指導教師：敖曉春
2010年9月25日
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目 錄
機械自造工藝及夾具課程設計任務書……………………..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)程設計………………………………………………..5
確定毛坯的制造形式………………………………….5
基準面的選擇…………………………………………..5
制定工藝路線…………………………………………..5
機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定………..6
確定切削用量及基本工時……………………………..7
夾具設計……………………………………………………..12
問題提出……………………………………………… 12
夾具設計……………………………………………….12
參考文獻……………………………………………………...13
哈 爾 濱 理 工 大 學
機械自造工藝及夾具課程設計任務書
設計題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設計鉆2-M8孔的鉆床夾具
設計要求：中批量生產(chǎn) 手動夾緊 通用工藝裝備
設計時間： 2008.6.
設計內(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：機械07-5班
學 生： 陳夢陽
指導教師： 敖曉春
系 主 任：
2010年09月25日
序 言
機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計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。
由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。
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，幫助改變機床工作臺的運動方向。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.,所有技術要求都是為了機床總體裝配.。
(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面，此面將作為初基準，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)省時間又能達到技術要求。
2、零件頂面，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的孔加工，為達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。.最終達到要求。
3、以頂面為基準加工的花鍵孔，此面表面粗糙度為6.3。采用鉆，擴即達到要求。
4、18mm的槽加工，此槽側面粗糙度為3.2，底面粗糙度為6.3即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。
5、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》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《機械加工工藝手冊》查知.配鉆方式加工。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(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)程設計
（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，又因為零件是中批量生產(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） 基準面的選擇
基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一。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，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務。
粗基準的選擇對于本撥叉來說是至關重要的，對于一般零件而言，應以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準，基本滿足要求。
（三） 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經(jīng)濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。
工藝路線方案：
工序：1/、鑄造；
2/、時效處理；
3/、粗銑、半精銑左端面；
4/、粗銑、半精銑頂面；鉆、擴孔；
5/、鉆、擴孔；
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。
（四） 機械加工余量、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，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：
1．零件端面：
此面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。
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《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。
2． 頂面.30—80面：
因為表面粗糙度要求高，根據(jù)零件圖中可以看出加工余量為 e=3mm
滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。
3、中間孔
毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定尺寸和余量。
鉆孔：φ20
擴孔：φ22 e=2mm
4、φ25 花鍵孔
以φ22孔為基準拉孔 e=3mm
5.銑18mm槽
毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知e=18mm
6、M8螺紋孔
毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》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
1、工序Ⅲ：銑端面
a/加工條件：機床：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/計算切削用量：=2.5mm
由《機械加工工藝手冊》表15.53可知：
f=
由《切削用量手冊》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機床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s
所以實際切削速度 v==0.20m/s=12m/min
afc.=.
確定主軸轉速：l1+l2=17mm l=75mm
n==7r/s=420r/min
切削工時：
2、工序Ⅳ：銑20+10平面
加工條件：機床：X52K立式銑床
刀具：高速鋼立銑刀 其中d=32mm, z=6 .
計算切削用量：=3mm
由《機械加工工藝實用手冊》表15-52 af=0.08mm/z
由《機械加工工藝實用手冊》表15-55
v=0.3m/s=18m/min
==3r/s(179r/min)
按機床選?。?
切入 切出 l=80mm
.
切削工時：
3、工序Ⅵ 鉆，擴φ22孔
(1) 鉆φ20孔
a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..
刀具：麻花鉆 其中d=20mm,
.b/計算切削用量：=20mm
由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：
.f=0.36mm/r v=0.35m/s
.
確定主軸轉速： n==.334r/min
. 按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切入 切出 l=80mm
切削工時： .
（2）擴φ22孔
a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..
刀具：擴孔鉆 其中d=22mm,
.b/計算切削用量：=2mm
由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：
.f=0..81mm/r v=0.14m/s
確定主軸轉速： n==.121.5r/min
. 按機床選?。?
實際機床選取： v=
切削工時： .
4、拉花鍵孔
5. 銑18mm槽
a/加工條件：機床：x62w臥式銑.床..
刀具：直齒三面刃銑刀 其中d=80mm, z=18
b/計算切削用量：=18mm
由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-55可知：
.af=0..20mm/z v=0.3m/s
確定主軸轉速： n==71.6r/min
. 按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切削工時： .
6. 鉆M8螺紋孔
(1) 鉆M8螺紋底孔φ6.7孔.
a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..
刀具：麻花鉆 其中d=6.7mm,
.b/計算切削用量：=6.7mm
由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：
.f=0.13mm/r v=0.35m/s
.
確定主軸轉速： n==.998r/min
. 按機床選取：
實際機床選?。?v=
切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時： .
(2) 攻絲M8
a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..
刀具：機用絲錐 其中d=8mm,
.b/計算切削用量：=1.3mm
由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：
.f=1mm/r v=0.12m/s
.
確定主軸轉速： n==286r/min
. 按機床選取：
實際機床選?。?v=
切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時： ...
夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
經(jīng)過和指導教師的協(xié)商，我決定設計第9道工序——鉆M8底孔φ6.7、攻絲M8，配鉆M5錐孔的夾具設計，本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為.麻花鉆，機用絲錐。.為達到零件工藝要求，對零件進行鉆、擴、.兩步工序進行加工。
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，主要應考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。
2、 夾具設計
1） 根據(jù)定位基準的選擇原則，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
由夾緊力機構產(chǎn)生的實際夾緊力應滿足下式
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
考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征，決定選用滑動壓板夾緊結構 而且不需要進行強度.校核.。
3）定位誤差分析
由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術要求，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） 夾緊設計及操作的簡要說明
如前所述，在設計夾夾具時，應該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結構的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機構成了首選的方案。這種結構的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設計成活動的。
三、 參考文獻
（1） ?機械精度設計基礎? 科學出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編
（2） 機械制造工藝學課程設計指導書 哈爾濱工業(yè)大學出版社
（3） 機械加工工藝實用手冊
（4） 夾具工程師手冊 黑龍江科學技術出版社 劉文劍等編
（5） 機床夾具設計 機械工業(yè)出版社 李慶壽主編
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