1、机 械 制 造 工 艺 学课 程 设 计 说 明 书设计题目 设计“拨叉”零件的机械加工工艺及工艺装备全套设计，联系 153893706设 计 者 班 级 机械 03-1 班学 号 17 号 指 导 教 师 哈尔滨理工大学机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目: 制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计车 55 圆弧的车床和钻 25 孔的钻床夹具设计要求:1.中批生产;2.尽量选用通用设备;设计内容: 1.填写设计任务书;2.制定一个中等零件的加工工艺过程,填写工艺过程卡和工序卡各一张;3.设计指导教师指定的工序夹具,绘制全套夹具图纸,要求用计算机绘图;4.编写设计说明书一份,按照毕业论
2、文的格式写,要求打印文稿。目 录序言 1零件的分析1零件的作用.1零件的工艺分析.1工艺规程设计.1确定毛坯的制造形式.1基面的选择.2制定工艺路线.2机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定.3确立切削用量及基本工时.4卡具设计.12序 言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的
3、能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。一 零件的分析（一）.零件的作用题目所给的零件是 CA6140 机床上的拨叉，他位于机床变速箱内。主要作用是用于机床的变速。（二）零件的工艺分析：，CA6140 车床共有四处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以 25 为中心的加工表面这一组加工表面包括：25 的孔，以及其上下端面。023.2 以 55 为中心的加工表面3 斜面的加工4 拨槽的加工由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二. 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式。零件的材料为 HT20
4、0 铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。所以用铸造的形式进行毛坯的制造。（二） 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 25 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块压板压住这两个 40 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度
5、，达到完全定位,然后进行车削。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三） 制订工艺路线1. 工艺路线方案工序 1） 铸造2） 时效处理3） 铣 圆柱右端面404） 钻，扩，铰 孔255） 检查6） 铣断7） 车圆弧，车圆弧端面 8） 翻转车另一面9） 铣 面403210） 铣 16mm 槽11） 铣 圆柱斜面12） 去毛刺13） 检查（四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：1. 铣 圆柱右端面：选择 YT15 硬质合金
6、刀片401） 由表 1 铣削深度 时，端铣刀直径 为map40d80mm， ，Z=5mae6为2） 铣刀几何形状 由表 2 01s 08a0 053） 选择切削用量 （1）确定铣削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀内完成pmap2（2）确定每齿进给量 ：采用不对称端铣以提高进给量，根据表 5 当fa使用 YT15 铣床功率为 7Kw 时 zmaf /18.09.4）选择铣刀磨铣标准及耐用度由表 7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 ；由于铣刀直径.故耐用度md80sT318.04） 确定切削速度 v 和每秒钟进给量 fv切削速度由表 13 时d0map5zf/24.0smvt/205rsnt51
7、.6svft/84.6各修正系数为 0mvnvkk.ss故 smkvt /64.1852rpnt 250.16skvfftf /7.4根据 X52k 型立铣床说明书（表 24）选择rpsnc25.6smf/25.6因此实际切削速度和每齿进给量sdvnc /7.10.814.30zmaczff /2.5.65） 计算基本工时 fmvLt式中 由表 20 不对称安装铣刀入yl40切削量及超切削量 12mL52故 stm3.85.62. 钻，扩，铰 孔251） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径 md5.20钻头几何形状为（表 1 及表 2）：双锥修磨横刃， 030127mbe5.405a0mb5.
8、2l52） 选择切削用量（1） 确定进给量：由表 5 当加工要求为 7 级精度，材料铸铁时 时d.230由rmf/96.078时235/L9.0fkrmf /57)(按钻头强度确定进给量 由表 7 当灰铸铁 时 21368HB时：md5.230rf/20.1按机床进给机构强度确定进给量 由表 8 灰铸铁 时0时：机床机构允许的轴向力为 9800N。Z535 允许最.0大为 15690N。进给量 rmf/41.由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 f/78.0由表 16 可以查出钻孔时的轴向力在 rmf/78.0时为：md5.230NFt12360轴向力修正系数为 1.0 故 c1569
9、故 可用rmf/78.2）确定钻头磨钝标准及耐用度，由表 9 时 钻头后刀面最大磨损量取为md5.2308.0耐用度 sT43） 确定切削速度由表 10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 rmf/78.0时md5.230切削修正系数 svt/40.1tvk0.1cvk8.lvk0.1tvk故 smt /34.85.srdvn/6.4231.04） 加工工时 其中fLtm由表 22 ylml80my10所以 stm1.256.470扩孔： 24.7 rf/T4smfadcvvvyxpmz/125.0601rnns /6.74.3按机床取 srw/67.1所以实际切削速度 smv/12.06.2工时
10、： 切入 ylLl8y所以 sfntwm491.67铰孔： 25rf/3.1T80smkfadcvvyxpmzvr /075.3.14625.60 50301.1 srnws /9.25.37取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度：smv/08.13.25所以工时： tm61.3. 铣断：选择锯片刀 1）铣削宽度 ae3md08zmap412时， zf/24.0svt/37.ntt /95.16各修正系数： 0.fmvnmvkk85fss所以： skvftf /6.1.91工时： fmLylmL7520y所以： st7.56.1204. 车圆弧及其中一端面选刀杆尺寸： 刀片厚度：mHB2
11、m5.4粗车：加工切削深度 由表 4 ap3rf/6.0根据表 1 当用 YT15 硬质合金车刀加工铸铁时：p7svt/82.1切削修正系数： 650tvk9.0xtvk8.svk.tT故 smkvt /7.01.2.81srDn/6945.3700由机床 min/srcsmDnvcc /92.013.54.30sfLtm6.52半精车：切削深度 ap1rmf/5.03由机床选 rf/.0切削速度 sv62srn/74.156.32由机床选 i/9/15rncsmDvcc /4.204.工时 snfLtm73.155. 铣 面40321） 确定切削深度确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次
12、走刀完成 mhae32） 确定每齿进给量根据 x52k 铣床说明书，其功率为 7kw,中等系统刚度根据表 3 zf /20.1.现取 maf/3） 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表 7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ，镶齿铣刀（m6.0）耐用度 d10sT318.04） 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表 21 中公式计算 也可查表根据表 9 当 m0zap3043ea时， 24.fasvt/3.0srnt/0.1smvf/73.1各修正系数为： 69.0vsnvk8sfsk故 smvt /1320rknt 52069.1svftf /.8.7根据机床说明书选择 rn/0 mvf/.10实际切
13、削速度和每齿进给量为：sdvc /2.165.4.310zmnzaff /0.8625.05） 检查机床功率根据表 5 当 zaf /32.1.map84ae5.3时，smvf/0.1kwpmt0切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 kmtc1.根据机床说明书，机床主轴允许的功率为wpM25.7.0因为 ，所以此切削用量可以采用。mcp即 at3smvf/.1min/5.37/6.0rsrnsv/20. zf206）计算工时 fmvLt式中 yll40根据表 19 入切削量及超切削量 my20则 mL6024故 stm.16. 铣 槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 161 选择切削用量1） 确定铣
14、削宽度由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 mae82） 确定每齿进给量由 机床 功率为 由表 3 wx61kw5.4zf /20.1.取 zmaf/20.3） 铣刀磨钝标准及耐用度由表 7 最大磨损量为 耐用度为：3. s3102.74） 确定切削速度和每秒进给量由表 9 当 时 md108zmap4a8af/24.svt/27.0srnt7ft61各修正系数为： .mvfnmvkk850sfs故 23.1.27vtk74nt.085.46vftfk基本工时： fmLylm40y30stm5.62.13407. 铣 圆柱斜面40选 YT15 硬质合金刀片 md80ae35map3每齿进给量
15、 铣床功率为 7 kwzf /18.09.取 f铣刀磨钝标准及耐用度 由表 7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量 0.由表 8 耐用度 sT3108.确定切削速度和每秒进给量由表 13 时md05zmapzf/18.0svt/28.rsnt26.7svft5各修正系数： 01mvfmvkk8.sfns所以 smkvt /94.52.nt 1760167skvftf /.8基本工时： fmLtyl2m29stm14.三、夹具设计（一） 定位基准的选择由零件图可知， 圆弧对 孔有中心距要求，则用 孔来定位，再用 92325225平面来定位限制五个自由度，加一平面来辅助。实际就变为一削边销和两平面定位的夹具
16、。（二） 切削力及夹紧力的计算切削刀具：硬质合金内孔车刀，则主切削力 zzzz FncyxFpnz kvfaCF6081.9式中： 2mm， 55.6m/min ，f0.5mm/r，pacv查表 22-1 zFnzFx75.zFy92zF计算结果 = 1752.74Nz径向切削力 yyyz FncxFpny kvfaC6081.9式中： 2mm， 55.6m/min ，f0.5mm/r，pacv查表 22-1 yFn.Fyx75.0Fy4yF计算结果 = 598.03N走刀力 xxx FncyFpnx kvfaC6081.9式中： 2mm， 55.6m/min ，f0.5mm/r，pacv查表
17、 22-1 FxnFx4.Fxy6Fx计算结果 = 1073.55N选用压板压紧，实际加紧力 N 应为NF14605.01式中， 和 是夹具定位面及加紧面上的摩擦系数， 0.5。12 12压板用螺母拧紧，由机床夹具设计手册表 1-2-23 得螺母拧紧力N40拧根据杠杆原理压板实际加紧力为N2105.4压 此时 已大于所需的夹紧力，故本夹具可安全工作。压（三） 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。（2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床
18、上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。（四）夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为车床夹具选择了压板夹紧方式。本工序为车 圆弧，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的5要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。五 参考文献1赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社2东北重型机械学院，洛阳农业机械学院编。机床夹具设计手册 上海：上海科学技术出版社，19793 艾兴，肖诗纲主编。切削用量手册 北京：机械工业出版社4 金属切削手册 上海：上海科学文化技术出版社
