機(jī)制課程設(shè)計(jì)

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱(chēng)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 題目名稱(chēng)：設(shè)計(jì)“CA6140車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及銑花鍵孔大端面夾具 班 級(jí)：2008 級(jí) 機(jī)制 專(zhuān)業(yè) 1 班姓 名： 羅 峰 學(xué) 號(hào)： 200841914109 指導(dǎo)教師： 陳志亮 評(píng)定成績(jī)：教師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)老師簽名： 20 年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)目的機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，學(xué)生在學(xué)完了工藝課后并完成了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)通過(guò)課程設(shè)計(jì)受到一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決機(jī)械制造工藝技術(shù)問(wèn)題的能力。本課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程,

2、進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一個(gè)綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì),能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練,掌握機(jī)械制造過(guò)程中的加工方法,加工裝備等基本知識(shí)。通過(guò)給定設(shè)計(jì)題目，初步掌握分析編制零件加工工藝規(guī)程的方法。提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事工程技術(shù)設(shè)計(jì)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)“CA6140車(chē)床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及花鍵孔大端面粗銑夾具 三 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)四.課程設(shè)計(jì)的基本要求(一)通過(guò)本課程設(shè)計(jì),應(yīng)使學(xué)生在以下幾方面得到鍛煉：1.能

3、熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位。夾緊以及工藝路線(xiàn)安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。4.能具備一定創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（二）基本要求1大批量生產(chǎn)2工序分散3選用通用設(shè)備4常規(guī)工藝(三)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)完成以下任務(wù):1發(fā)下去的工件圖，修改后CAD圖 1份進(jìn)說(shuō)明書(shū)， 2說(shuō)明書(shū)打?。C(jī)電班大于6000字，機(jī)制班大于7000字）3工序卡片一套（工序簡(jiǎn)圖中注意含表面

4、粗糙度，尺寸精度，定位符號(hào)，夾緊符號(hào)等）4指定夾具裝配圖一張（2號(hào)圖紙）5夾具中測(cè)繪一張零件圖6裝訂順序：封面/課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)/正文/圖紙五、時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排為2周。1接受任務(wù)，收集資料 2工藝設(shè)計(jì)（工藝方案、工藝規(guī)程、毛坯圖、工序圖等）3確定夾具方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖 4繪制夾具裝配圖 5繪制夾具零件工作圖 6整理說(shuō)明書(shū) 目錄一 零件分析 （一）零件的作用 （二）零件的工藝分析二 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式（二）基準(zhǔn)的選擇 （三）表面加工方法的選擇 （四）確定工藝路線(xiàn) （五）確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量（六）確定切削用量與基本工時(shí)三 夾具設(shè)計(jì) （一）問(wèn)題的提出 （二）夾

5、具的設(shè)計(jì)四 總結(jié)五 參考文獻(xiàn) 一 零件的分析（一）、零件的作用題目給定的零件是CA6140撥叉（見(jiàn)附圖1）它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析撥叉這個(gè)零件從零件圖上可以看出，它一共有兩組加工表面，而這二組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這二組加工表面分述如下：1以Ø25mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：&#

6、216;25H7mm的l六齒花鍵孔及倒角，尺寸為80與花鍵孔垂直的兩端面，尺寸為18H11與花鍵孔垂直的通槽。2 與Ø25mm花鍵孔平行的表面。這一組加工表面包括：與花鍵孔中心軸線(xiàn)相距22的上表面，與上表面垂直的二個(gè)M8通孔和一個(gè)Ø 5錐孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：1 上表面與Ø25mm花鍵孔中心線(xiàn)平行度為0.10；2 18H11通槽兩側(cè)面與與Ø25mm花鍵孔中心線(xiàn)的垂直度為0.08。由以上分析可知，對(duì)于這二組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并且保證它們之間的位置精度要求。二 工藝規(guī)

7、程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無(wú)交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿(mǎn)足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。零件形狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需要與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。（二）基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)于同時(shí)具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為定位基準(zhǔn)。若工件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求高的表面為粗基準(zhǔn)。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的

8、毛坯面作為粗基準(zhǔn)。為保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。應(yīng)盡可能選擇光滑平整，無(wú)飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn)，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次，應(yīng)該盡量避免重復(fù)使用。因此，選擇零件的右表面作為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿(mǎn)足基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一，自為基準(zhǔn)，互為基準(zhǔn)等原則。所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具簡(jiǎn)單，操作方便等。該零件根據(jù)形位公差的要求，選擇花鍵中心線(xiàn)為精基準(zhǔn)。（三）表面加工方法的選擇本零件的毛坯為鑄件，待加工的面有花鍵孔，端面，螺紋孔及錐孔，花鍵倒角等。公差等級(jí)及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：（1）：花鍵 花鍵大徑

9、表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯孔未鑄出，需鉆，擴(kuò)、鉸孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無(wú)需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽內(nèi)側(cè)表面粗糙度為Ra3.2m及Ra6.3m，經(jīng)粗銑和半精銑即可滿(mǎn)足要求。（4）：M8mm螺紋孔，由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查知.配鉆方式加工。（5）：內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用車(chē)床加工即可。（四）確定工藝路線(xiàn) 制訂工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用夾具來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此以外，

10、還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)撥叉左端面2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉頭左端面內(nèi)花鍵孔，后加工次要表面撥叉上端面和通槽底面及內(nèi)側(cè)面。4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉左端面，再加工內(nèi)花鍵孔；先撥叉上端面，再鉆M8孔工序名稱(chēng)設(shè)備刀具工序號(hào)銑端面立式銑床X51端面銑刀5鉆孔20mm 、擴(kuò)孔至22+00.021mm Ra=6.3m立式鉆床Z535麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀10內(nèi)花鍵孔倒角15拉花鍵臥式拉床L6110A拉刀20精銑左端面至80mm Ra=3.2m立式銑床X51

11、端面銑刀25粗銑溝槽 、精銑溝槽 18+00.11×35槽底R(shí)a=6.3m 槽內(nèi)側(cè)Ra=3.2m立式銑床X51三面刃銑刀30粗銑上平面 、精銑上平面 Ra=3.2m立式銑床X51端面銑刀35鉆孔2×7立式鉆床Z525麻花鉆40攻螺紋2×M8mm立式鉆床Z525絲錐45鉆、鉸5錐銷(xiāo)孔立式鉆床Z525麻花鉆、錐度鉸刀50去毛刺鉗工臺(tái)平銼55清洗清洗機(jī)清洗機(jī)60終檢塞規(guī)、百分表、65（五）確定毛坯尺寸公差和機(jī)械加工余量端面左端面的粗糙度Ra為3.2，參照金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)，表4-32，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“手冊(cè),1確定工序尺寸為 Z=2.5mm，其中粗加工的加工余量Z=1.5m

12、m，半精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面沒(méi)有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位2.5?；ㄦI孔（6-Ø25H7×Ø22H12×6H9）。要求花鍵孔為外徑定心，故采用拉削加工。內(nèi)孔Ø22H12：鉆孔：Ø20擴(kuò)鉆：Ø22 2Z=2.0花鍵為矩形花鍵，所以花鍵孔要求小徑定心，花鍵內(nèi)徑拉削時(shí)的加工余量為孔的公差0.16。銑表面根據(jù)“手冊(cè)”表432，取上表面的機(jī)械加工余量為4.0，下表面的余量為3.0。粗銑上表面 Z=2.5精銑上表面的臺(tái)階面 Z=1.0粗銑下表面 Z=2.5 銑通槽18H11粗銑16 2Z=4.0半精銑18 2

13、Z=2.0（五）確定切削用量與基本工時(shí)下面陳列出部分工序的計(jì)算工序5：銑端面。1） 粗銑左端面被加工零件材料為灰鑄鐵，查表現(xiàn)代制造工藝設(shè)計(jì)方法，以下簡(jiǎn)稱(chēng)手冊(cè)2，表1.2-10得銑刀的每齒進(jìn)給量=0.25mm/Z 查表1.2-11得銑削速度=0.35m/s（21m/min）采用高速三面刃銑刀，d=200mm,齒數(shù)Z=12。 n=0.637r/s (38.2r/min)按機(jī)床選取n=31.5r/min=0.522r/s 故實(shí)際切削速度=0.33m/s切削工時(shí) l=75mm，l=200mm，l=3mm t= =177.5s=2.96min 2）粗銑右端面 粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑

14、左端面的切削用量相同。 切削工時(shí)l=45mm，l=200mm，l=3mm t= =158.4s=2.64min 3）精銑左端面 =0.07mm/Z (表1.2-10)=0.25m/s（15m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=200mm,齒數(shù)Z=12。 n=0.398r/s (22.89r/min)按機(jī)床選取n=31.5r/min =0.522r/s 故實(shí)際切削速度=0.25m/s切削工時(shí) l=75mm，l=200mm，l=3mm t= =634.01s=10.57min工序10：鉆、擴(kuò)花鍵底孔1） 鉆孔Ø 20采用內(nèi)排屑深孔鉆，查手冊(cè)2，表1.2-13得，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)f=

15、0.15mm/rV=0.42m/s（25m/min） n=6.69r/s (401.3r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =108.9s （1.8min）2）擴(kuò)孔Ø 22f=0.3 查手冊(cè)2(表1.2-15) =0.25m/s （15m/min） n=3.62r/s (217.1r/min) 按機(jī)床選取 n=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 =0.25m/s 切削工時(shí) l=80mm，l= 3mm，l=1.5mm t= =77.8s （1.3min）

16、工序20：拉花鍵孔 單面齒升 0.1 手冊(cè)2（表1.2-17） v=0.08m/s （4.8m/min） （表1.2-18） 切削工時(shí) t=式中：h單面余量1.5（由Ø 22Ø 25）； l拉削表面長(zhǎng)度80； 考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.20； K考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，取1.40； V切削速度4.8m/min； S拉刀同時(shí)工作齒數(shù) Z=L/t。 t拉刀齒距， t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齒 t=0.11min (6.75s)工序35：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺(tái)階面 =0.25mm/Z (表1.2-10)=0.35m/s（21m/

17、min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=175mm,齒數(shù)Z=16。 n=0.557r/s (33.4r/min)按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.35m/s切削工時(shí) l=80mm，l=200mm，l=3mm t= =188.7s=3.14min 2）精銑臺(tái)階面 =0.07mm/Z (表3-28)=0.25m/s（15m/min） (表3-30)采用高速三面刃銑刀，d=200mm,齒數(shù)Z=12。 n=0.398r/s (23.9r/min)按機(jī)床選取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故實(shí)際切削速度=0.25m/s切削工時(shí) l=80

18、mm，l=200mm，l=3mm t= =673.8s=11.2min 3）粗銑下表面保證尺寸75 本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同 切削工時(shí) l=40mm，l=200mm，l=3mm t= =162s=2.7min三夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)銑花鍵孔大端面的夾具（一） 提出問(wèn)題利用本夾具定位毛坯銑削工件左端面。由于是第一道工序，工序5，其他表面都未曾加工。由于左端面要進(jìn)行鉆孔，而銑削上下表面要以花鍵孔的中心線(xiàn)為工序基準(zhǔn)，所以花鍵孔的中心線(xiàn)與左端面的垂直度也應(yīng)有所要求，因此銑削左端面牽涉到之后的各道工序，保證左端面與花鍵孔中心線(xiàn)的垂直度為重點(diǎn)。（二） 夾具設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線(xiàn)的第一步是選擇

19、定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線(xiàn)不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度由零件圖可知，其工序基準(zhǔn)為其相對(duì)應(yīng)端面，因此，選擇小端面為定位基準(zhǔn)定位誤差的分析由于大斷面的工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)一致，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差。水平尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故水平尺寸無(wú)

20、基準(zhǔn)制造誤差。所以，定位誤差為零。銑削力及夾緊力計(jì)算F=Cp ap0.83 fz0.65 D-0.83BzKpF銑削力Cp在用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料及銑刀類(lèi)型的系數(shù)，其值查表Ap銑削深度D銑刀直徑Fz每齒進(jìn)給量B銑削寬度Z銑刀齒數(shù)Kp用高速鋼銑刀銑削時(shí)，考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù)對(duì)與結(jié)構(gòu)鋼，鑄鋼；Kp=（b/736）0.8,對(duì)于灰鑄鐵：Kp=（HB/190）0.55計(jì)算得銑削力為5100N,由夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿(mǎn)足下式： P=K·F式中，安全系數(shù)為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.2；為斷續(xù)銑削系數(shù)1.2。所以 （N）所需的實(shí)際夾緊力為12117N是比較大的，為了使得整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)緊湊而簡(jiǎn)單，而且選擇通用夾具，所以首選平口虎鉗作為銑削大端面。四 總結(jié)4個(gè)禮拜的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，雖繁瑣枯燥，但也不乏些許的樂(lè)趣。課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾