機械制造工藝培訓課程

目錄序言TOC\o"1-5"\h\z零件的分析 2（一）零件的作用 ....3（二）零件的工藝分析 ....3工藝規(guī)程的設計 3確定毛坯的制造形式 .4（二）基面的選擇 ....4制定工藝路線 ..4機械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的確定..7確立切削用量及基本工時 ..9夾具設計 …...侄（一）問題的提出 16（二）夾具設計 .17工序簡圖 .21參考文獻 .26序言機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過機械設計裝備及夾具設計的學習，匯總所學專業(yè)知識如一體，讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！在些次設計中我們主要是設計 CA6140t叉的銃床夾具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點。一、零件的分析零件的作用題目所給的零件是CA614陣床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的小25孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的小60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。零件的工藝分析CA614陣床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：以025m吊L為中心的加工表面這一組加工表面包括：025H7mml孔，以及042mm勺圓柱兩端面，其中主要加工表面為025H7mmi孔。以060m吊L為中心的加工表面這一組加工表面包括：060H12的孔，以及060H12的兩個端面。主要是060H12的孔。銃16H11的梢這一組加工表面包括：此梢的端面，16H11mm］梢的底面，16H11mm］梢兩側(cè)面。以M22X1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22X1.5的螺紋孔，長32mmi勺端面。主要加工表面為M22X1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：060孔端面與025H7孔垂直度公差為0.1mm.。16H11mm］梢與025H7的孔垂直度公差為0.08mm由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、工藝規(guī)程設計、確定毛坯的制造形式零件材料為HT20Q考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第38頁表2.2-3，選用鑄件尺寸公差等級為CT-11,加工余量等級為H。、基面的選擇、粗基準的選擇在選擇粗基準時，一般遵循下列原則： （1）保證相互位置要求原則；（2）保證加工表面余量合理分配原則；（ 3）便于工件裝夾原則；（4）粗基準一般不重復使用的原則；（ 5）為了保證所有加工表面有足夠的加工余量，選用加工余量小的表面作粗基準，不要用同一尺寸方向上。為了方便裝夾，以及依據(jù)以不加工表面為基準和毛皮表面質(zhì)量較好者為基準的原則，選底端面為基準。、精基準的選擇主要考慮基準重合的原則，選用統(tǒng)一的基準有利于保證零件的精度。多用“一面兩孔”的定位方式定位，所以選擇小頭孔軸線和底面為精基準。（三）、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度得到保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定的情況下，可以考慮采用機床配以專用工具卡，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便是生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工藝路線方案一：工序1:以中40的下平面為基準，粗銃兩端通孔中22上表面。工序2:精銃040上平面，保證表面粗糙度3.2。工序3: 擴、粗較、精較兩小端頭孔至①22,保證表面粗糙度1.6工序4: 粗鏈中55的孔。工序5: 半精鏈中55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序6: 粗鏈中73孔的上端面。工序7:半精鏈中73孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序8:鉆中6.9的孔、鉆中8錐銷孔。工序9:攻絲、精錢中8孔，保證粗糙度1.6。工序10：切斷。工序11：檢驗。工藝路線芳案二：工序1:以中40的下平面為基準，粗銃兩端通孔中22上表面。工序2:精銃①40上表面工序3:粗鏈中55的孔。工序4:半精錘中55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序5:擴、粗較、精較兩小端頭孔至①22,保證表面粗糙度1.6。工序6:粗銃①73孔的兩端面。工序7:精銃①73孔兩端面，保證表面粗糙度3.2。工序8:鉆中6.9的孔、鉆中8錐銷孔。工序9:攻絲、精錢中8孔，保證粗糙度1.6。工序 10：切斷。工序 11：檢驗。工藝方案的比較及分析：上述兩方案：方案一：是先加工內(nèi)孔022,再以022孔為基準加工055內(nèi)孔，而方案二：先鏈孔055,以底面及022外圓面為基準，再以055內(nèi)孔及上平面加工022孔。由零件圖可知022孔的設計基為準055孔的中心線，所以加工022孔時定位基準最好為055孔的中心線，可保證其加工的位置精度，符合中批生產(chǎn)要求 ,方案二較為合理。最終工藝路線工序1:以中40的下平面為基準，粗銃兩端通孔中22上表面。工序2:精銃中40上表面（以。22孔外表面及底面為基準，選用X5032立式升降臺銃床和專用夾具）工序3:粗鏈中55的孔。（以。40上平面及。22內(nèi)孔為基準，選用TGX4132[&式單柱坐標鏈床和專用夾具）工序4：精錘中55的孔，保證表面粗糙度Ra3.2〃m。工序5:擴、粗較、精較兩小端頭孔至小22,保證表面粗糙度Ra1.6〃m（以。40上平面及。22孔外表面為基準，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具）。工序6:粗銃中73孔的兩端面。（以040上平面及。22的內(nèi)孔為基準）工序7：精銃中73孔兩端面，保證表面粗糙度Ra3.2〃m。工序8:鉆中6.9的孔、鉆中8錐銷孔。（以。40上平面及。22的內(nèi)孔為基準）工序9：攻絲、精較M8螺紋孔，保證粗糙度Ra1.6"m。工序10:切斷。工序11:檢驗。（四）、機械加工余量的確定、工序尺寸及毛坯的確定零件材料為HT20Q考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。根據(jù)上述原始材料及加工工藝，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、兩端通孔中22上表面考慮手工砂型鑄件毛坯的表面粗糙度Ra12.5〃m,而加工表面的表面粗糙度要求為Ra3.2〃m,工序基準尺寸為40mm勺要求，故采用粗銃一次，精銃一次，粗銃加工余量2.0mm（《簡明手冊》2.2-4尺寸公差等級CT-11,加工余量等級MA-Ha）,精銃力口工余量1.0mm,（《簡明手冊》2.3-21）。2、兩端通孔2000.021考慮到通孔的表面粗糙度Ra1.64m,公差等級IT7,加工要求很高，故采用擴、粗較、精錢的工序，根據(jù)《簡明手冊》P64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：精錢加工余量為0.06mm工序經(jīng)濟精度等級為IT7,表面粗糙度Ra1.6"m,基本工序為50mm粗錢加工余量為0.14mm1工序經(jīng)濟精度等級為IT8,表面粗糙度Ra3.2〃m,基本工序為50mm擴孔加工余量為1.8mm工序經(jīng)濟精度等級為IT11,基本工序為50mm3.中間孔05000.4考慮到中間孔。5000.4的表面粗糙度Ra3.2〃m,采用粗鏈、半精鎮(zhèn)的加工工序，根據(jù)《簡明手冊》P64表2.3-8查得如下數(shù)據(jù)：半精鏈加工余量為1.5mm表面粗糙度Ra3.2〃m,基本工序為30mm粗鏈加工余量為2.0mm表面粗糙度Ra6.4〃m,基本工序為30mm4.中間孔兩端面20J0.071根據(jù)表面粗糙度Ra3.2〃m,尺寸精度等級的要求，采用粗銃、精銃的工藝，粗細的加工余量，2.0mm,精銃加工余量為1.0mm（《簡明手冊》表2.3-21）。（五）切削用量及基本工時的確定工序1:以中40的下平面為基準，粗銃兩端通孔中22上表面。1）已知毛坯加工余量為2.0mm，毛坯長度方向的最大加工余量為2.0mm一次加工即可。2）根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表10-212,選用YG轆質(zhì)合金刀，根據(jù)《機械加工工藝手冊》 P1019表8-14,每齒進給量f=0.20-0.29mm/z。3）根據(jù)《機械加工工藝手冊》P1021表30-23可以直接查出銃削速度：Vc=60-110m/min。取Vc=60m/min4)ns1000Vc/dw100060/ 40477.7r/min現(xiàn)采用X51立式銃床參數(shù)(《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表4.2-36)取500r/min,故實際切削速度為Vc=62.8/min。5)工作臺每分鐘進給量fm應該為fm fzznw0.24500400mm/min差機床數(shù)據(jù)得(見《機械制造工藝手冊》表4.2-37)取400m/min。6)切削工時：Tm二L/fm二90/400二0.225min。工序2:精銃中40上平面(1)以022孔外表面及底面為基準，選用X5032立式升降臺銃床和專用夾具。(2)根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》(P942)表得，采用直柄立式銃刀，dw=40,z=8。又根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》(P942)表8-15得，每齒進給量，取fz二0.2mm/z。(3)切削速度Vc=10m/min。(4)ns1000Vc/dw100010/ 4079.82r/min取主軸轉(zhuǎn)速為80r/min,故實際切削速度為Vc=10m/mk(5)工作臺每分鐘進給量fm應該為fm fzznw0.2880128mm/min查機床數(shù)據(jù)得(見《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2-37)取130m/min。(6)切削工時：Tm二L+L1/fm二80/130二0.615min工序3:粗鏈中55的孔(1)、以040上平面及。22內(nèi)孔為基準，選用TGX4132區(qū):式單柱坐標鏈床和專用夾具。(2)選用硬質(zhì)合金鏈刀刀頭，具加工余量z=3.0mm(3)確定進給量，根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》 P1278表，每齒進給量fz：0.5mm/min,Vc：50m/min。(4)主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100050/ 53.5297.6r/min根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)《簡明手冊明手冊》表4.2-20取n=300r/min,故實際切削速度為Vc=50.4m/min。(5)切削工時：Tm 2L/fzn40/0.53000.267min工序4:半精鏈中55的孔(1)、選用硬質(zhì)合金鏈刀刀頭，其加工余量z=1.0mm)(2)、確定進給量，根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》 P1307表，每齒進給量fz二0.2mm/min,Vc二60m/min。(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100070/ 55347.2r/min根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)《簡明手冊明手冊》表4.2-20取n=350r/min,故實際切削速度為Vc=54.58m/min。(4)、切削工時:TmL/fzn40/0.23500.381min工序5:擴、粗較、精較兩小端頭孔至小22,保證表面粗糙度1.6。1:擴孔①21.8mm(1)、以040上平面及。22孔外表面為基準，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具。(2)、加工余量z=0.08mm(3)、確定進給量，根據(jù)《簡明手冊》表5-6,每齒進給量fz二0.3mm/z。(4)、根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》P1269表，擴孔的切削速度是鉆孔的1/2左右，取Vc=40m/mn(5)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/pdw100040/p25.5500r/min(6)、切削工時：Tm L/fzn50/0.35000.333min2、粗較兩頭孔。21.94(1)、選擇硬質(zhì)合金銃刀，其加工余量為z=0.14mm(2)、確定進給量，根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》P1278表，每齒進給量fz二0.4mm/min,Vc二10m/min。(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100010/ 21.94145.08r/min根據(jù)Z535立式鉆床參數(shù)《簡明手冊明手冊》表4.2-15取n=150r/min,故實際切削速度為Vc=10.339m/min。(4)、切削工時：Tm L/fzn50/0.41501.67min。3、精較兩頭孔。22(1)、選擇硬質(zhì)合金銃刀，其加工余量為z=0.06mm(2)、確定進給量，根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》P1278表，每齒進給量及銃削速度fz二0.3mm/min,Vc二8m/min。(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw10008/ 22115.75r/min根據(jù)Z535立式鉆床參數(shù)《簡明手冊明手冊》表4.2-15取n=120r/min,故實際切削速度為Vc=8.294m/min。(4)、切削工時：Tm L/fzn50/0.31201.389min。工序6:粗銃中73孔的兩端面。(1)、以040上平面及。22的內(nèi)孔為基準。根據(jù)《工藝手冊》表，高速鋼直尺的三面刃銃刀，加工余量z=34.10mm(2)、確定進給量，根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-15以及表8-17得，每齒進給量及銃削速度：fz：0.2mm/min,Vc：50m/min。(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100050/ 32497.36r/min根據(jù)X53T立式銃床參數(shù)《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表 4.2-37取n=500r/min,故實際切削速度為Vc=50.265m/min。(4)、工作臺的每分鐘進給量，應該為：fm fzznw0.28500800mm/min。查機床數(shù)據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表4.2-37，取fm二800mm/min。(5)、切削工時：Tm二L/fm二35/800二0.044min。工序7:精銃中73孔兩端面(1)、根據(jù)《工藝手冊》表，高速鋼直尺的三面刃銃刀，加工余量z=0.5mm(2)、根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》表8-15以及表8-17得，每齒進給量及銃削速度：fz二0.1mm/min,Vc二60m/min。(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100060/ 32596.83r/min,根據(jù)X53T立式銃床參數(shù)《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表 4.2-36取n=600r/min,故實際切削速度為Vc=60.32m/min。(4)、工作臺的每分鐘進給量，應該為：fmfzznw0.18600480mm/min。查機床數(shù)據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表4.2-37,取fm二480mm/min。(5)、切削工時：T-L/f"35/480-0.729minom-m■ ■工序8:工序8:鉆中6.9的孔、鉆中8錐銷孔。(1)、以。40上平面及。22的內(nèi)孔為基準。(2)、根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》P271表，選用直柄短麻花鉆(硬質(zhì)合金材料)螺紋直徑8mml用D=6.9mm勺鉆頭，螺距P=1。(3)、確定進給量，根據(jù)《簡明手冊》表5-6,每齒進給量及銃削速度fz：0.1mm/min,Vc：20m/min。(4)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100020/ 6.9922.64r/min,根據(jù)T68立式鉆床參數(shù)(〈(簡明手冊》表4.2-20)取n=960r/min,故實際切削速度為Vc=20.81m/min。(5)、切削工時：Tm 2 (L Li L2/f n)29/0.19600.188min；

Tm 2 (L Li L2/f n)240/0.19600.833min工序9:攻絲、精錢小8孔(1)、根據(jù)《工藝手冊》表5-21得，螺紋直徑8mm采用6.9mm的鉆頭，螺距P=1。(2)、切削速度根據(jù)《簡明手冊》表8-17,可直接查出銃削速度：Vc=11-12mm/minVc=12mm/min(3)、主軸轉(zhuǎn)速n=420-1340r/min。(5)、切削工時：TmL/fzn3/220.75min。工序10：切斷。(1)、根據(jù)《實用金屬切削加工工藝手冊》 P958表選擇細齒鋸片銃刀，D=125mm^度L=4mmdl=34mm,z=80。(2)、根據(jù)《簡明手冊》表8-16,每齒進給量fz二0.2mm/z。根據(jù)《簡明手冊》表8-16,可以查出銃削速度：Vc=70m/minb(3)、主軸轉(zhuǎn)速：ns1000Vc/dw100070/ 125178.25r/min根據(jù)X61臥式銃床參數(shù)(《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表4.2-36)取n=180r/min,故實際切削速度為Vc=70.69m/min。(4)、工作臺的每分鐘進給量，應該為：fm fzznw0.2801802880mm/min。查機床數(shù)據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊明手冊》表4.2-37,取fm二2900mm/min。（5）、切削工時：Tm二L/fm二40/2900：0.138min三、夾具的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，需要設計專用的夾具，設計工序為6、7——粗銃，精銃中間孔兩端面。本夾具將運用于X53T立式銃床。刀具為高速鋼直齒三角面刃，對工件的兩個端面同時進行加工。（一）、問題的提出本夾具主要是用來銃孔 55兩端面，保證孔的加工高度為30。因此在加工本工序時，主要考慮工件的位置精度及尺寸精度。（二）、夾具設計1、定位基準的選擇由零件圖可知，半圓孔兩端面與小頭孔重心線的垂直度誤差為0.07mm,兩端小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm應該選擇小頭孔保證該垂直度。以小頭孔為第一定位基準，還應以22孔上端面為第二基準，從而保證工件在夾具上的位置。為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把高速鋼直齒三面刃，對工件的兩個端面同時進行加工。同時為了縮短輔助時間，采用手動加緊工件快換裝置。2、切削力及夾緊力計算

刀具：高速鋼直齒三面刃，D=73mmZ=10,L=6mm由實際加工的經(jīng)驗可知，銃削時的主要切削力為銃刀的切削方向，及垂直于工作臺，查《機械加工工藝師手冊》 P666表21-5,切削力計算公式為：Fd二CFkFa0.38d00.38Zap其中Cf二294,kF=1,f0.12mm/z,d二73mm,z12,p12mm,則FZ2941.0120.380.120.65730.831.0121980N在22孔上端面只需要采用墊圈和六角螺母適當加緊后，本夾具即可安全工作。3、定位誤差分析(1)、定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為定位心軸，定位心軸的尺寸與公差規(guī)定為：與本零件在工作時和其相匹配軸的尺寸與公差相同，及Q22H7。(2)計算小頭孔中心線與工作臺的垂直度誤差心軸的材料采用碳鋼，彈性模量為E=200Gpa,d=20mm,a1=28mm,a2.48mm,l-56.5mm,W1■坦?1(0.02)4?64?64W1■坦?1(0.02)4?64?64,l.56.5mma1)3 21980(28103) 730.05650.0280.026200640.00234W2五(3l6EIa?)3 21980(48103)620040.0230.05650.048640.00279Fl26EI(3ll)321980(56.5103)620040.0230.05650.0565640.00121W W1W W1W2W31

0.00634—0.0213

0.007所以滿足垂直度要求。定位誤差：定心軸g6與022H7孔的定位誤差為:位誤差=6最人'隙=0.021+0.020=0.041對于加工要求位置的尺寸20J0.021要求最大間隙=對于加工要求位置的尺寸20J0.021要求最大間隙=0.07 0.0210.014定位誤差 最大間隙=00.1430.047在形狀誤差之內(nèi)。(3)、夾緊力的計算根據(jù)《機械技工工藝師手冊》的螺旋夾緊機構(gòu),FLrtan

QL1rztan選Q二100N,L二200mm由《機械技工工藝師手冊》表17-25得「,-1231D「,-1231D"3D2|D30二15.560表17-26得，rz.9.188〃.229,p.2.5.一'__' .....表17-27得，2951,1 45代入公式得QLF rtan1rztan100100600N15.56tan459.118tan(229951')根據(jù)表17-29查得，螺紋的許用夾緊力4、夾具設計及操作簡明手冊的要求說明如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產(chǎn)率。夾具上裝有對刀塊，可減去在一批零件的加工之前很好的對刀。5、設計總結(jié)夾具課程設計即將結(jié)束?；仡櫿麄€過程，經(jīng)過老師和同學的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時定量地完成了此次課程設計。課程設計作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的重點，使理論與實踐完美結(jié)合，同時加深了對