工藝夾具畢業(yè)設計6CA6140車床撥叉831006設計說明書

機械制造技術基礎課程設計說明書 年產量為 5000 件的 拔叉 （ CA6140 車床） 的機械加工工藝規(guī)程設計 專業(yè)：機械工程及自動化 年級： 2006 級 學號： 200603050523 姓名： 陳再華 2008-2009 學年春季學期 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 2 目 錄 設計任務書 3 一序言 4 二 零件的分析 5 2.1零件的工藝分析 三 工藝規(guī)程設計 5 3.1確定毛坯的制造形式 3.2基面的選擇 3.3制定工藝路線 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.5確定切削用量及基本工時 畢業(yè)小結 17 參考文獻 18 課程設計學生成績評定表 19 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 3 課程設計任務書 工學院 機械工程及自動化專業(yè) 2006 級 學生姓名： 陳再華 課程設計題目：年產量為 5000件的 拔叉（ CA6140車床 ） 的機械加工工藝規(guī)程 課程設計主要內容： 1. 繪制零件的毛坯圖 2. 設計零件的機械加工工藝規(guī)程，并填寫： （ 1） 整個零件的機械加工工藝過程卡； （ 2） 最重要表面所屬工序的機械加工工序卡 3. 編寫設計說明書。 設 計 指 導 教 師 （簽字）： 教學基層組織負責人（簽字）： 2009年 月 日 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 4 一、序 言 課程 設計在我們學完大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行課程 設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們 的 大學生活中占有 重要的地位。 另外在做完這次 課程 設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （ 1）運用機械制造 技術基礎 課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。 （ 2）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 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行一次適應性訓練，從中鍛煉自己 發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題 和解決問題 的能力， 為今后參加祖國的 “四化 ”建設打一個良好的基礎。 由于 我 個人 能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教 ，本人將表示真誠的感謝！ 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 5 二 、零件的分析 2.1零件的工藝分析 該零件兩個面都沒有尺寸精度的要求，也無粗糙度的要求。 25 的 孔要求 03.055，需要精加工。 因是大批量生產，所以需用鉆削。保證其加工精度。下面的叉口有 6.3的粗糙度的要求 ， 所以采用先粗銑再精銑來滿足精度的要求，同時保證 25 的孔和叉口的垂直度。同時該零件上還需加工 40 16 的槽，其粗糙度值為 3.2，所以一次銑銷即可。但同時要滿足該槽與 25 的孔的垂直度。 三 、工藝規(guī)程設計 3.1 確定毛坯的制造形式 根據機械制造工藝設計簡明手冊（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為 HT200，采用鑄造。根據 機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編） ，得知大批量生產的鑄造方法有兩種金屬模機械砂型鑄造和壓鑄，由于壓鑄的設備太 昂貴，根據手冊數據采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。 3.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （ 1）粗基準的選擇。 因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇 40mm 圓一個端面作為粗基準加工另一個端面。再加一個鉤形壓板和一個 V 形塊限制自由度，達到完全定位。 （ 2）精基準的選擇。 主要因該考慮基準重合的問題。當設計基 準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 6 性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案一： 工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸 25 孔。以 40 外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序：銑 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立式銑床和專用夾具。 工序：粗、精銑 4.0055的叉口的內圓面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立式銑床和專用夾具。 工序：粗銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，選用 X5020A立式銑床加專用夾具。 工序：精銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，選用 X5020A立式銑床加專用夾具。 工序：粗銑 40 16 的槽，以 25 的孔定位， 選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序：切斷 55 的叉口，用寬為 4 的切斷刀，選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序 檢驗。 工藝路線方案二： 工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸 25 孔。以 40 外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序：銑 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立式銑床和專用夾具。 工序：粗、精銑 4.0055的叉口的內圓面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立 式銑床和專用夾具。 工序：切斷 55 叉口，用寬為 4 的切斷刀，選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序：粗銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，選用 X5020A立式銑床加專用夾具。 工序：精銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，選用 X5020A 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 7 立式銑床加專用夾具。 工序：粗銑 40 16 的槽，以 25 的孔定位，選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序 檢驗。 以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝卡片”。 以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以 及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在 25 的孔及其 40 16 的槽和 55 的端面加工要求上 ,以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆 25 mm 的孔。由此可以看出：先鉆 25 的孔 ，再由它定位加工 55 的內圓面及 端面，保證 25 的孔與55 的叉口的端面相垂直 。因此，加工以鉆 25 的孔 為準。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。 具體方案如下： 工序： 鉆 、擴、粗鉸、精鉸 25 孔。以 40 外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立式鉆床加專用夾具。 工序：銑 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立式銑床和專用夾具。 工序：粗、精銑 4.0055的叉口的內圓面。利用 25 的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A 立式銑床和專用夾具。 工序：粗銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔和 55 的叉口定位，選用 X5020A立式銑床加專用夾具。 工序：精銑 35 3 的 外圓斜面 。以 25 的孔 和 55 的叉口定位，選用 X5020A立式銑床加專用夾具。 工序：粗銑 40 16 的槽，以 25 的孔定位，選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序：切斷 55 的叉口，用寬為 4 的切斷刀，選用 X5020A 立式銑床加專用夾具。 工序 檢驗。 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為 HT200，硬度 170220HBS，毛坯重量約 1.12kg。 根據機械加工工藝師手 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 8 冊（以下簡稱工藝手冊機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知 生產類型為大批生產，采用金屬模鑄造毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分 別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1、毛坯余量及尺寸的確定 毛坯余量及尺寸的確定主要是為了設計毛坯圖樣，從而為工件毛坯的制造作準備，該工序在這里不做詳細說明，主要說明一下毛坯尺寸及相應公差的確定，以便毛坯制造者參考。根據機械加工工藝師手冊結合加工表面的精度要求和工廠實際，要合理地處理好毛坯余量同機械加工工序余量之間的不足。 （ 1）粗銑 55 的叉口的上、下端面的加工余量及公差。 該端面的表面粗糙度為 3.2，所以先粗銑再精銑。 查機械加工余量手冊（以下簡稱余量手冊機械工業(yè)出版社 、孫本序主編）中的表 4-2成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級 CT分為 79 級，選用 8級。 MA 為 F。再查表 4-2 查得加工余量為 2.0 mm。由工藝手冊表 2.2-1至表 2.2-4和機械制造工藝與機床夾具（機械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編）中表 1-15 及工廠實際可得： Z=2.0mm，公差值為 T=1.6mm。 (2)加工 35 3的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=4.0，公差值為 1.3 mm。 （ 3）銑 40 16的槽的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=4.0，公差值為 1.6 mm。 2、各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定 （ 1） 鉆 25 的孔加工余量及公差。 毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在 IT7IT9 之間，參照 工藝手冊表 2.3-9表 2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查 工藝手冊 表 2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT 分為 79 級，選用 8 級。 MA 為 F。 公差值 T=0.12 mm， 鉆孔 23mm 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 9 擴孔 24.8 mm 2Z=1.8 mm 鉸孔 25 mm 2Z=0.2 mm 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 25 mm 的孔的加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖 1。 由圖可知： 由圖可知： 毛坯名義尺寸： 42（ mm） 鉆孔時的最大尺寸： 23（ mm） 鉆孔時的最小尺寸： 22.5（ mm） 擴孔時的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（ mm） 擴孔時的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（ mm） 鑄件毛坯 鉆孔 擴孔 粗鉸 精鉸 加工前尺寸 最大 23 24.8 24.94 最小 22.5 24.45 24.79 加工后尺寸 最大 23 24.8 24.94 25 最小 22.5 24.45 24.79 24.95 加工余量 23 24.8 24.94 25 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 10 粗鉸孔時的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（ mm） 粗鉸孔時的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（ mm） 精鉸孔時的最大尺寸： 24.94+0.06=25（ mm） 精鉸孔時的最小尺寸： 25-0.05=24.95（ mm） (2)銑 55 的叉口及上、下端面 因為叉口的粗糙度為 3.2，所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表 2.3-9表 2.3-12 確定工序尺寸及余量為： 查工藝手冊表 2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT 分為 79 級，選用 8 級。 MA 為 F。公差值 T=1.4 mm 粗銑 55 的叉口及上、下端面余量 1.0 mm。 2Z=2.0 精銑 55 的叉口及上、下端面。 2Z=2.0 （ 3）粗銑 35 3的上端面 因為該面的粗糙度為 6.3，所以粗銑一次即可。參照工藝手冊表 2.3-9表 2.3-12 確定工序尺寸及余量為： 查工藝手冊表 2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT 分為 79 級，選用 8 級。 MA 為 F。公差值 T=1.3mm 粗銑 35 3的上端面 2z=2.0 （ 4）粗銑 40 16的上表面 此面的粗糙度要求為 3.2，所以分粗精加工即可。參照工藝手冊表 2.3-9表 2.3-12確定工序尺寸及余量為： 查工藝手冊表 2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT 分為 79 級，選用 8 級。 MA 為 F。公差值 T=1.6mm，其偏差 0.7 粗銑 40 16的上表面 2Z=2.0 （ 5）銑 40 16的槽 此面的粗糙度要求為 3.2，所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表 2.3-9表 2.3-12 確定 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 11 工序尺寸及余量為： 查工藝手冊 表 2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT 分為 79 級，選用 8 級。 MA 為 F。公差值 T= 1.6mm 。 粗銑 40 16的槽 2Z=2.0 精銑 40 16的槽 2Z=2.0 （ 6）切斷 55 叉口 3.5 確定切削用量及基本工時 工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸 25 孔。 1.加工條件 工件材料：灰鑄鐵 HT200 加工要求：鉆 25 的孔，先鉆 23 的孔在擴 24.8 的孔，再粗鉸 24.94 孔，再精鉸 25孔。 機床： Z5125A立式鉆床。 刀具： 23麻花鉆， 24.8的擴刀，鉸刀。 2.計算切削用量 （ 1）鉆 23的孔。 進給量 查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導 P47 表 2-23 鉆孔進給量 f 為 0.390.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數 0.75，則f=(0.390.47) 0.75=0.290.35mm/r，查表得出，現(xiàn)取 f=0.25mm/r。此工序 采用 23的麻花鉆。 所以進給量 f= 0.25mm/z 鉆削速度 切削速度：根據手冊表 2.13及表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。 m in )/(24.24923 181 0 0 01 0 0 0 rdw vns 根據手冊 nw=300r/min,故切削速度為 m in )/(67.211000 300231000 md w n wV 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 12 切削工時 l=23mm， l1=13.2mm. 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式： ( m in )55.125.0300 2.132380211 n w f llltm 擴孔的進給量 查切削用量手冊表 2.10 規(guī) 定 ,查得擴孔鉆擴 24.8 的孔時的進給量 ,并根據機床規(guī)格選取 F=0.3 mm/z 切削速度 擴孔鉆擴孔的切削速度 ,根據工藝手冊表 28-2確定為 V=0.4V 鉆 其中 V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度 .故 V=0.4 21.67=8.668m/min m in )/(3.1118.24 668.81 0 0 01 0 0 0 rdw vns 按機床選取 nw=195r/min. 切削工時 切削工時時切入 L1=1.8mm,切出 L2=1.5mm ( m in )4.13.0195 5.18.180211 n w fllltm 粗鉸孔時的進給量 根據有關資料介紹 ,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的 1/21/3,故 F=1/3f 鉆 =1/3 0.3=0.1mm/r V=1/3V 鉆 =1/3 21.67=7.22m/min m in )/(2.9294.24 22.710001000 rdw vns 切削速度 按機床選取 nw=195r/min,所以實際切削速度 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 13 m in )/(27.151 0 0 0 19594.241 0 0 0 md w n wV 切削工時 切削工時 ,切入 l2=0.14mm,切出 l1=1.5mm. ( m in )18.41.0195 5.114.080211 n w f llltm 精鉸孔時的進給量 根據有關資料介紹 ,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的 1/21/3,故 F=1/3f 鉆 =1/3 0.3=0.1mm/r V=1/3V 鉆 =1/3 21.67=7.22m/min m in )/(9 7 5.9125 22.71 0 0 01 0 0 0 rdw vns 切削速度 按機床選取 nw=195r/min,所以實際切削速度 m in )/(3.151000 195251000 md w n wV 切削工時 切削工時 ,切入 l2=0.06mm,切出 l1=0mm. ( m in )1.41.0195 006.080211 n w f llltm 工序：銑 55 的叉口的上、下端面。 進給量 采用端銑刀，齒數 4，每齒進給量fa=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量 f=0.6mm 銑削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-6 得切削速度為 918m/min 根據實際情況查表得 V=15 m/min 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 14 切削工時 引入 l=2mm，引出 l1=2mm， l3=75mm。 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式： ( m in )7.86.015 7522311 1 n w ftm lll 工序銑 55 的叉口 進給量 由工藝手冊表 3.1-29 查得采用硬質合金立銑刀 ,齒數為 5 個， 由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-5 得 硬質合金立銑刀每齒進給量 f 為 0.150.30，由手冊得 f取 0.15mm/z 故進給量 f=0.75 mm/z. 銑削速度： 由數控加工工藝（田春霞主編）中第 五章表 5-6 得 硬質合金立銑刀 切削速度為4590mm/min, 由手冊得 V取 70mm/min. 切削工時 引入 l=2mm，引出 l1=2mm， l3=75mm。 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式： ( m in )5.715.070 7522311 n w ftm lll 工序：銑 35 3的上端面。 進給量 采用端銑刀，齒數 4，每齒進給量fa=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導，吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量 f=0.6mm 銑 削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 15 由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-6 得切削速度為 918m/min 根據實際情況查表得 V=15 m/min 切削工時 切入 l=3mm,行程 l1=35。 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式： ( m in )2.46.015 35311 n w ftm ll 工序：銑 40 16 槽的表面。 進給量 該槽面可用變速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為 2mm 故可一次銑出，銑刀規(guī)格為32，齒數為 8。由 工藝手冊表 2.4-73，取每齒進給量為 0.15mm/z,ap=2mm 故總的進給量為 f=0.15 8=1.2 mm/z。 切削速度 由 工藝手冊表 3.1-74,取主軸轉速為 190r/min。則相應的切削速度為： m in )/(1.191 0 0 0 190321 0 0 0 mDnv 切削工時 切入 l=2mm切出 l1=2mm,行程量 l3=40mm。 查工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式 ： ( m in )92.12.11.19 4022321 n w ftm lll 工序銑 40 16的槽。 進給量 12.0016 的槽可用高速鋼三面刃銑刀加工，銑刀規(guī)格為 16，齒數為 10。由機械加工工藝師手冊表 21-5，取每齒進給量為 0.15mm/z,ap=2mm，故總的進給量為 f=0.15 10=1.5 mm/z。 切削速度 由工藝手冊表 3.1-74,取主軸轉速為 190r/min。則相應的切削速度為： 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 16 m in )/(55.91000 190161000 mDnv 切削工時 切入 l=2mm，切出 l1=2mm 行程量 l2=40mm。 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計 算公式： ( m in )0.35.155.9 4022211 n w ftm lll 工序：切斷 55 叉口。 進給量 采用切斷刀，齒數 4，每齒進給量fa=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（吳拓、方瓊珊主編）。 故進給量 f=0.6mm 銑削速度： vv v v vqvovx y u pmp f wcdvkT a a a z（ m/min） （ 表 9.4-8） 由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-6 得切削速度為 918m/min 根據實際情況查表得 V=15 m/min 切削工時 切出 l=2mm，切出 l1=2mm,行程量 =75mm。 查 工藝手冊 P9-143 表 9.4-31，切削工時計算公式： ( m in )7.86.015 7522211 n w ftm lll 工序：檢驗。 紅河學院 06 機械 工程 及自動化 17 課程 設計小結 通過這次 課程 設計，我有了很大的收獲學到了很多的東西 ； 本次 課程 設計是我們學完 了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課后進行的這是我們即將離開學院走上工