機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

25遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：ca6140車床撥叉鉆22孔夾具設(shè)計(jì)班級(jí)：機(jī)械102 姓名：賈孟麟 指導(dǎo)教師：魏永樂(lè) 完成日期：2013.6.30 25一、設(shè)計(jì)題目ca6140車床撥叉鉆22孔夾具設(shè)計(jì)二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖 1張(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）三、上交材料1繪制零件圖 1張2毛坯圖 1張3編制機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1套4編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套5繪制夾具裝配圖（a0或a1） 1張6繪制夾具中1個(gè)零件圖（a1或a2。裝配圖出來(lái)后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張7編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（約5000-8000字）。 1份四、進(jìn)度安排本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。1第l2天查資料，熟悉題目階段。2第37天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。3第810天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。4第1113天，完成夾具總裝圖的繪制。5第1415天，零件圖的繪制。6第1618天，整理并完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫。7第19天，完成圖紙和說(shuō)明書(shū)的輸出打印。8第2021天，答辯五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)成 績(jī)： 指導(dǎo)教師日期摘 要零件的作用題目所給的零件是ca6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，工作過(guò)程：撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔25mm通過(guò)與軸的配合來(lái)傳遞凸輪曲線槽傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)，零件的兩個(gè)叉頭部位與滑移齒輪相配合。abstraceffect oftopicpartsto the partsis a forkof the ca6140 lathe.it is located on thelathespeed institutions,mainly from the shift,make the spindlerotary motionwork,workers in accordance with the requirements of the work process:forkparts arein the driving systemshiftsliding gear,in order to realize thesystemcontrol steering.thespline holediameter 25mmby matching theshaftto transmit thecam curvegroovetomotion,two forkspare partsandsliding gearmatched.目 錄1 零件的工藝分析62 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)62.1 毛坯的選擇62.2 基準(zhǔn)的選擇62.3 工藝路線的擬定7 2.3.1表面加工方法及加工方案的確定 2.3.2加工順序的確定2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定7 2.5 切用量及時(shí)定額的確定83 鉆擴(kuò)孔20工序夾具設(shè)計(jì)193.1 任務(wù)的提出193.2 位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算19 3.2.1定位方案的確定 3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì) 3.2.3定位誤差的分析計(jì)算3.3 導(dǎo)引元件設(shè)計(jì)213.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算21 3.4.1夾緊方案的確定 3.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算 3.4.3夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì)3.5 連接元件及夾具體設(shè)計(jì)243.6 夾具操作及維護(hù)簡(jiǎn)要說(shuō)明24參考文獻(xiàn)251、零件的工藝分析ca6140撥叉共有兩組加工表面。1以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面。這一組面包括25+0.230的六齒矩形花鍵孔、22+0.280花鍵底孔兩端的2*15倒角和距中心線為27的平面。2以工件右端面為基準(zhǔn)的8+0.030 的槽和18+0.120的槽。經(jīng)上述分析可知， 對(duì)于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。2、鉆擴(kuò)孔20零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 毛坯的選擇零件材料ht200、考慮到此零件的工作過(guò)程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鑄件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取金屬型澆注。經(jīng)查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)）表1.3-1、表2.2-1表2.2-4以及圖2.2-1取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為2.50.8。2.2 基準(zhǔn)的選擇1粗基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)不能重復(fù)的原則，先以零件的a面為粗基準(zhǔn)，再以b面為粗基準(zhǔn) 2精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的a面為精基準(zhǔn)。2.3 工藝路線的擬定工序：1粗銑端面b。以a面為粗基準(zhǔn)。選用x62w臥式萬(wàn)能銑床2粗銑端面a。以b面為粗基準(zhǔn)。選用x62w臥式萬(wàn)能銑床3精銑端面a。以b面為粗基準(zhǔn)。選用x62w臥式萬(wàn)能銑床4鉆、擴(kuò)花鍵底孔。以a面為精基準(zhǔn)。選用z525立式鉆床。5锪兩端15倒角。 以40圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用z525立式鉆床。6拉花鍵。以a面為基準(zhǔn)，選用l6106臥式內(nèi)拉床。7銑削槽c面、8+0.030的槽。以花鍵的中心線及a面為基準(zhǔn)。選用x62w臥式銑床加專用夾具。8銑削18+0.0120的槽。以花鍵的中心線及a面為基準(zhǔn)。選用x62w臥式銑床加專用夾具。2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定ca6140的撥叉材料為ht200。毛坯重量為1.0 ，鑄鐵硬度160（hbs），生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采取金屬型澆注。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、a面的加工余量 此工序分2個(gè)工步。1粗銑a面 2精銑a面。精銑加工余量為0.2；粗銑加工余量為2.32、b面的加工余量b面要為加工a面做粗基準(zhǔn)，之前先粗銑一下，加工余量為0.50.1。3、矩形花鍵底孔及花鍵的加工余量及工序尺寸矩形花鍵底孔毛坯為實(shí)心，無(wú)孔?？椎募庸ぞ纫蠼橛趇t7和it8之間，根據(jù)工藝手冊(cè)表2.3-8確定加工余量和工序尺寸為：鉆20：加工余量2z =20；工序尺寸是20+0.21擴(kuò)21：加工余量2z =2；工序尺寸是22+0.284、c面的加工余量 此工序分2個(gè)工步。1粗銑c面 2精銑c面。精銑加工余量為0.2；粗銑加工余量為2.32.5 切削用量及工時(shí)定額的確定工序1粗銑端面b加工材料ht200,硬度160hbs，鑄件，有外皮加工尺寸寬度40，長(zhǎng)度40加工要求用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為0.50.1，需切削液冷卻機(jī)床x62w臥式萬(wàn)能銑床刀具根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱切削手冊(cè)）中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑，齒數(shù)，前角6，后角121、計(jì)算切削用量（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表3.3，現(xiàn)取。（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8，鑲齒銑刀（），刀具壽命（表3.8）（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)切削手冊(cè)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.11，當(dāng)，/z時(shí)，m/min，r/min，/min。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)切削手冊(cè)表3.30 x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，選擇，。因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為2、計(jì)算基本工時(shí)式中，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故工序2粗銑端面a加工材料ht200,硬度160hbs，鑄件，有外皮加工尺寸寬度40，長(zhǎng)度49.5加工要求用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量為2.3，需切削液冷卻機(jī)床x62w臥式萬(wàn)能銑床刀具根據(jù)切削手冊(cè)中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑，齒數(shù)，前角6，后角121、計(jì)算切削用量（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表3.3，現(xiàn)取。（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8，鑲齒銑刀（），刀具壽命（表3.8）（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)切削手冊(cè)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.11，當(dāng)，/z時(shí)，m/min，r/min，/min。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)切削手冊(cè)表3.30 x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，選擇，。因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為2、計(jì)算基本工時(shí)式中，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故工序3精銑端面a加工材料ht200,硬度160hbs，鑄件，無(wú)外皮（經(jīng)過(guò)粗加工）加工尺寸寬度40，長(zhǎng)度49.5加工要求用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀精銑，加工余量為0.2，需切削液冷卻機(jī)床x62w臥式萬(wàn)能銑床刀具根據(jù)切削手冊(cè)中的表3.1、表3.2、表3.9可知銑刀直徑，齒數(shù)，前角6，后角121、計(jì)算切削用量（1）決定銑削寬度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則（2）決定每齒進(jìn)給量：根據(jù)x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)切削手冊(cè)表3.3，現(xiàn)取，齒數(shù)，所以（3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削手冊(cè)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3，鑲齒銑刀（），刀具壽命（表3.8）（4）決定切削速度和每分鐘進(jìn)給量：切削速度可根據(jù)切削手冊(cè)表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)表3.11，當(dāng)，/z時(shí)，m/min，r/min，/min。各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)切削手冊(cè)表3.30 x62w臥式萬(wàn)能銑床說(shuō)明書(shū)，選擇，。因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為2、計(jì)算基本工時(shí)式中，。根據(jù)表3.25，入切量及超切量，則，故工序4鉆、擴(kuò)花鍵底孔（）鉆20孔加工材料ht200,硬度160hbs，鑄件加工要求孔徑，孔深86，通孔。精度h12h13機(jī)床z525立式鉆床刀具高速鋼麻花鉆頭，其直徑。根據(jù)切削手冊(cè)表2.1、表2.2，鉆頭幾何形狀：雙錐修磨橫刀，1、計(jì)算切削用量（1）決定進(jìn)給量1）按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表2.7，當(dāng)加工要求為h12h13精度，灰鑄鐵的強(qiáng)度,時(shí)，。由于，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)，則2）按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表2.8，當(dāng)硬度是160hbs，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量。3）按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削手冊(cè)表2.9，當(dāng)強(qiáng)度，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8330n（z525鉆床允許的軸向力為8830n，見(jiàn)表2.35）時(shí)，進(jìn)給量。從以上三個(gè)進(jìn)給量比較，可以看出，受限值得進(jìn)給量是工藝要求，其值是。根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書(shū)，選擇由于是加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在空即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度也可根據(jù)初步確定的進(jìn)給量查出軸向力再進(jìn)行比較來(lái)校驗(yàn)。由切削手冊(cè)表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)，軸向力。軸向力的修正系數(shù)，所以。根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書(shū)，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力，由于，故可用。（2）決定鉆頭磨頓標(biāo)準(zhǔn)及壽命：由切削手冊(cè)表2.12可知，當(dāng)時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8，壽命。（3）決定切削速度：由切削手冊(cè)表2.15可知，。切削速度的修正系數(shù)為：，故根據(jù)z525鉆床說(shuō)明書(shū)?？煽紤]選擇，但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取，也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)，仍用，比較這兩種選擇方案：方案一：，方案二：，因?yàn)榉桨敢坏某朔e較大，基本工時(shí)較少，故方案一較好。這時(shí)，。2、計(jì)算基本工時(shí)式中，入切量及超切量由切削手冊(cè)表2.29查出，則，故（）擴(kuò)22孔刀具直徑；刀具幾何參數(shù)同上。由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以同上，工序5锪兩端面15倒角本工序采用專用刀具，锪鉆時(shí)與上一道工序的n和f都不變，所以同上一道工序，。工序6拉花鍵單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 切削工時(shí) 式中： 單面余量1.5(由22拉削到25)拉削表面長(zhǎng)度，86mm考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.2考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 拉削速度（m/min）拉刀單面齒升拉刀同時(shí)工作齒數(shù)，（拉刀齒距）拉刀同時(shí)工作齒數(shù)：基本工時(shí) 3 鉆擴(kuò)22+0.28工序夾具設(shè)計(jì)3.1 任務(wù)的提出為了提高勞動(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(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第3道工序鉆、擴(kuò)花鍵底孔的立式鉆床夾具。本夾具將用于z525立式鉆床。刀具為高速鋼麻花鉆頭，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來(lái)鉆擴(kuò)22+0.28，由于采用高速鋼麻花鉆頭，一次切削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1定位方案的確定根據(jù)加工工序及零件圖可知，要加工22+0.28，要確保所加工的孔和毛坯圓柱的同軸度問(wèn)題，即定心。在垂直于加工方向上，不能產(chǎn)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。沿加工方向上，由于40外圓有一部分與肋板相交，不為規(guī)則外圓柱面，形狀特殊，所以也得限制其沿加工方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。最終采取的定位方位為工件以40外圓柱面和端面a定位基準(zhǔn)，在v形塊和支撐板上實(shí)現(xiàn)五點(diǎn)定位。用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)推動(dòng)v形塊壓頭夾緊工件。滿足六點(diǎn)定位原理，限制了工件6個(gè)自由度，屬于完全定位。3.2.2定位元件及裝置設(shè)計(jì)定位元件的選擇，包括其結(jié)構(gòu)尺寸形狀及布置形式等，主要決定于工件的加工要求、工件定位基準(zhǔn)和外力的作用狀況。根據(jù)加工工序和零件圖可知，以外圓柱面定位采用固定v形塊，其對(duì)中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在v形塊兩斜面的對(duì)稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便。選用活動(dòng)v形塊，可用于夾緊機(jī)構(gòu)中，起到取消一個(gè)自由度的作用。用支承板對(duì)端面a底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。但考慮到加工工序，采用兩塊扇形支承板同心相對(duì)固定。裝配后，應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性。3.2.3定位誤差的分析計(jì)算使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。由于工件定位所造成的加工表面相對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差成為定位誤差。在加工時(shí)，夾具相對(duì)刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)的位置，經(jīng)調(diào)定后不再變動(dòng)，因此可以認(rèn)為加工表面的位置是固定的。在這種情況下，加工表面對(duì)其工序基準(zhǔn)的位置誤差，必然是工序基準(zhǔn)的位置變動(dòng)所起的。所以，定位誤差也就是工件定位時(shí)工序基準(zhǔn)（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大變動(dòng)量，即工序基準(zhǔn)位置的最大變動(dòng)量在加工尺寸方向上的投影。根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-1,“v形塊的尺寸及定位誤差的計(jì)算”可知，常用的v形塊工作角度為90。由定位誤差公式（其中d定位圓直徑的中間尺寸，d定位圓直徑的最小值）得3.3 引導(dǎo)元件設(shè)計(jì)引導(dǎo)裝置是在鉆、鏜類機(jī)床上加工孔和孔系時(shí)做刀具導(dǎo)向用。借助于引導(dǎo)元件可提高被加工孔的幾何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。應(yīng)此選擇可換鉆套，其便于磨損后快速更換。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)圖2-1-46可知可換鉆套具體參數(shù)。3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1夾緊方案的確定 為了保證在切削力、離心力、慣性力等外力的作用下，工件仍能在夾具中保持由定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生振動(dòng)或位移，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，將工件可靠地夾緊。通過(guò)活動(dòng)v形塊連接到快速螺旋夾具機(jī)構(gòu)上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不應(yīng)離開(kāi)定位支承。3.4.2夾緊力大小的分析計(jì)算根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-7可知，用高速鋼刀具鉆削材料為灰鑄鐵（190hbs）直徑為22+0.28的孔的切削力計(jì)算公式為切削扭矩計(jì)算公式為鉆頭直徑，22每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,0.81/r修正系數(shù)，0.9計(jì)算出，根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-11可知，工件以外圓定位中，v形塊定位v形塊夾緊的實(shí)際所需夾緊力計(jì)算公式為防