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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“車(chē)床CA6140”杠桿零件的加工工藝規(guī)程及工藝裝備
設(shè)計(jì)者： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)：
指導(dǎo)老師：
目錄
一．序言--------------------------------------------------3
二． 零件的工藝分析和生產(chǎn)類(lèi)型的確定----------4
三． 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖---5
四． 選擇加工方法，制定工藝路線(xiàn)----------------8
五．工序設(shè)計(jì)----------------------------10
六．夾具設(shè)計(jì)-----------------------------------------14
一 序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專(zhuān)業(yè)課，并進(jìn)行了生存實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。車(chē)床CA6140杠桿的線(xiàn)條清晰，形狀看似簡(jiǎn)單，其加工卻不容易。作此工藝說(shuō)明書(shū)，把制造車(chē)床CA6140杠桿的選材，工藝流程和定位等方面表達(dá)明白。
由于能力有限經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，希望老師多加指教。
一． 零件的工藝分析和生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1.零件的作用
題目所給的零件是杠桿，φ20H7孔套在某固定軸上，φ8H7孔和φ8F9孔分別套在主動(dòng)件和從動(dòng)件上，主要是支撐與傳動(dòng)作用。
2.零件的工藝分析
通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整、尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，但部分工藝存在問(wèn)題，如由于本零件為對(duì)稱(chēng)零件，對(duì)兩端面應(yīng)都加工，而不應(yīng)該只保證一面的精度，所以另一端面應(yīng)同樣加工保證Ra3.2μm的表面粗糙度；對(duì)于圖中左視圖中15的尺寸欠妥，因?yàn)閷?shí)際上應(yīng)以對(duì)稱(chēng)線(xiàn)為基準(zhǔn)，標(biāo)尺寸不應(yīng)該標(biāo)一半的尺寸，可去掉該尺寸零件的工藝分析
3.零件特點(diǎn)
CA6140的杠桿有2處地方有位置要求。其一，在加工φ20H7和φ8H7，φ8F9時(shí)，要保證3者的平行度。其二，在加工φ8H7時(shí)，保證與φ20的圓同心。
二． 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計(jì)毛坯圖
1． 選擇毛坯
該零件的材料是QT45-5，球墨鑄鐵?？紤]到此設(shè)計(jì)零件的材料性質(zhì)能抗壓，不能抗扭和抗彎。還有毛坯的形狀為對(duì)稱(chēng)形狀。由此改零件應(yīng)選擇鑄造。采用上下分型的鑄造方法。
2 . 確定毛坯圖的加工余量余量
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指南》有：
要求的加工余量RMA和毛坯尺寸R的關(guān)系：
單邊外表面加工：R=F+RMA+CT/2
雙邊外表面加工：R=F+2*RMA+CT/2
雙邊內(nèi)表面加工：R=F-2*RMA-CT/2
注：CT為公差等級(jí)?？刹椤稒C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指南》得出。
在零件Φ20H7中，加工部分為雙邊，內(nèi)表面加工。查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此：
R=20-2x1.5-2.4/2=15.8
在零件離圓心48.5mm中，加工部分為單邊，外表面加工。查表得 CT=2.8 RMA=1.5 由此：
R=48.5+1.5+2.8/2=51.3
在零件距基準(zhǔn)線(xiàn)8mm中，加工部分為單邊，外表面加工。
查表得CT=2 RMA=1.5 由此：
R=8+1.5+2/2=10.5
在寬12mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。
查表得CT=2.4 RMA=1.5 由此：
R=12+2x1.5+2.4/2=16.2
在寬30mm尺寸處，加工部分為雙邊，外表面加工。
查表得CT= RMA=1.5 由此：
R=30+2x1.5+2.6/2=34.3
由此可查表計(jì)算出下表的毛坯加工面的尺寸：
零件尺寸
單邊加工余量
鑄件尺寸
Φ20H7
2.1
15.8
離圓心48.5mm
2.8
51.3
距基準(zhǔn)線(xiàn)8mm
2.5
8.5
寬12尺寸
2.1
16.2
寬30尺寸
2.15
34.3
單位mm
1. 繪制毛坯圖。
按上面的尺寸，和給定加工零件圖，繪制毛坯圖。
三． 選擇加工方法，制定工藝路線(xiàn)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
本零件的孔φ20H7為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。為避免設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，應(yīng)選孔20H7為定位基準(zhǔn)。由此符合了“基準(zhǔn)重合”原則，從而減少誤差的產(chǎn)生。
2. 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有孔，端面，內(nèi)槽。材料為QT45-5。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指南》，其加工方法如下：
（1）這個(gè)尺寸 表面粗糙度為3.2um，使用粗銑，精銑。
（2）這個(gè)尺寸 表面粗糙度為3.2um，使用粗銑，精銑。
（3）端面48.5mm尺寸 表面粗糙度為12.5um，使用粗銑，精銑。
（4）內(nèi)槽 表面粗糙度12.5um，使用粗銑，精銑。
（5）內(nèi)槽2端面 表面粗糙度3.2um， 使用粗銑，精銑。
（6）孔Φ20H7 表面粗糙度1.6um，使用鉆，擴(kuò)，絞。
（7）孔Φ8H7和孔Φ8F9 表面粗糙度1.6 使用鉆，絞。（表5-15）
（8）孔Φ10 表面粗糙度12.5 使用鉆，絞。
（9）離基準(zhǔn)線(xiàn)8mm端面 表面粗糙等12.5 使用粗銑 精銑
（10）M 4螺孔 使用鉆，攻螺紋
3.制定工藝路線(xiàn)
工藝路線(xiàn)應(yīng)該按照先主后次的原則。先把工序基準(zhǔn)的孔加工處理。然而，要保證孔的精確度，必須先要保證加工孔時(shí)，端面的精確度。保證了基準(zhǔn)孔的精確度后，再加工其他部分。由此工藝路線(xiàn)制定,如下：
工序1：粗銑12mm和30mm的左端面
工序2：粗銑12mm和30mm的右端面
工序3：精銑12mm和30mm的左端面
工序4：精銑12mm和30mm的右端面
工序5：鉆，擴(kuò)，絞Φ20H7。
工序6：以孔Φ20H7為基準(zhǔn)，鉆，絞Φ8H7和Φ8F9
工序7：切內(nèi)槽，精銑內(nèi)槽壁和內(nèi)槽2面。
工序8：粗銑，精銑48.5mm的端面。
工序9：鉆，絞Φ10的孔。
工序10：粗銑，精銑離基準(zhǔn)線(xiàn)8mm的斷面。
工序11：鉆，攻螺紋M4.
四.工序設(shè)計(jì)
1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備
（1）選擇機(jī)床
立式銑床X5012，Z535立式鉆床
（2）選擇夾具
由于工件太復(fù)雜，選擇專(zhuān)用夾具。
（3）切削用量與基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量，進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定，f，再確定v.
1． 工序1切削用量及基本時(shí)間的確定
本工序?yàn)殂姦?6、φ20、φ35外圓端面，為粗銑。所選刀具為圓柱銑刀，材料為YG8，銑刀直徑為63mm，耐用度為180min。對(duì)于φ35端面：
① 銑削寬度為=2.3mm，銑削深度=1.5mm，由表5-144，查得=0.25mm/z，，v=162.99m/min
n=1000x162.99/(πx63)=823r/min，由表5-76，選擇轉(zhuǎn)速n=750r/min=12.5r/s，則實(shí)際的切削速度為v=2.47m/s，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量為f=0.25x8x60=120mm/min
由表5-76，選擇=118mm/min。則實(shí)際的毎齒進(jìn)給量為=118/(8x60)=0.245mm/z
① 檢驗(yàn)機(jī)床功率。根據(jù)表2-18的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率為
N
X62銑床主電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw，故所選切削用量可以采用。即所選銑削用量為：
=118/(8x60)=0.245mm/z，=118mm/min，n=750r/min=12.5r/s，v=2.47m/s
對(duì)于其他兩端面，數(shù)據(jù)不變
③ 基本時(shí)間
對(duì)于φ35端面和φ20端面：
由表2-28，得圓柱銑刀銑平面的基本時(shí)間為
式中，l=35mm, ,帶入數(shù)據(jù)，得=11.6，=4，=118mm/min，i=1。故
0.43min=25.7s
對(duì)于φ20端面：=20
0.30min=18.1s
對(duì)于φ10端面：=10
0.22min=13.0s
工序的基本時(shí)間為 + + =56.8s
2． 工序6，該工序?yàn)殂@兩φ8孔，為粗加工。兩孔加工過(guò)程相同。
對(duì)于φ8F9孔：
1).確定粗加工Φ8mm孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆。
Ⅰ. 確定背吃刀量
鉆孔粗加工雙邊余量3.8mm，顯然＝3.8/2＝1.9mm。
Ⅱ. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)表5-127，在高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)，麻花鉆直徑為φ4mm,進(jìn)給量f＝0.36～0.44mm/r，選擇進(jìn)給量為0.38mm/r。
Ⅲ. 選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130, 高速鋼鉆頭粗加工灰鑄鐵，后刀面最大磨損限度0. 5～0.8，取值為0.6。根據(jù)表5-130, φ8mm高速鋼鉆頭平均壽命T＝35min。
Ⅳ. 確定切削速度v
根據(jù)表2-13,鉆孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式
其中＝9.5，＝4mm， T＝35min，m＝0.125，＝1.9mm，＝0，
＝0.38，＝0.55，＝0.25，＝0.75×0.84。
計(jì)算得：v＝14m/min
2）基本時(shí)間
根據(jù)表2-26，鉆孔的基本時(shí)間為
其中＝60°，， D＝8mm，=5mm，
f＝0.38mm/r，n＝10.5r/s。＝1~4＝2mm，＝12mm
計(jì)算得：＝5.6s。
對(duì)于φ8F9孔：
切削用量相同。
基本時(shí)間由于＝30mm，故變化。=11.1s
故總的工序基本時(shí)間為=16.7s
五． 夾具設(shè)計(jì)
1. 定位方案
此專(zhuān)用夾具采用一面兩銷(xiāo)原則。一個(gè)平面，一個(gè)菱形銷(xiāo)和一個(gè)短銷(xiāo)。共限制6個(gè)自由度。
2. 加緊機(jī)構(gòu)
在短銷(xiāo)處開(kāi)個(gè)螺紋，用一個(gè)M12螺柱和一個(gè)M12螺母和一個(gè)墊片一起共同加緊。既不能產(chǎn)生過(guò)定位，也起到了加緊的作用。
3. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，容易鑄成，加工定位方便，利于鉆孔加工。
參考資料：《課程設(shè)計(jì)指南》，《機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》