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機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
CA6140
產(chǎn)品型號
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
機(jī)床
零件名稱
撥叉
第 1 頁
材料牌號
HT200
鑄
鐵
毛坯
種類
鑄
件
毛坯
尺寸
φ80
毛坯件數(shù)
1
每臺
件數(shù)
1
備注
工序號
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
1
銑削
1.粗銑左端面
2. 精銑左端面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，
游標(biāo)卡尺
60s
2
鉆孔
擴(kuò)孔
1.鉆孔φ20
2.擴(kuò)孔至φ22
鉆床車間
2
鉆床
專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī)
100s
3
倒角
1. 倒角15°
車床車間
1
車床
普通車刀，游標(biāo)卡尺
4
拉花鍵
1. 拉花鍵
拉床車間
1
拉床
專用夾具、拉刀
5
銑削
1.粗銑溝槽
2.粗銑上平面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、盤銑刀深度，
游標(biāo)卡尺
200s
6
銑削
1.精銑溝槽
2.精銑上平面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，
游標(biāo)卡尺
7
鉆孔
1. 鉆孔2×φ8
鉆床車間
1
鉆床
專用夾具、麻花鉆，內(nèi)徑千分尺
8
攻螺紋
1.攻螺紋2×M8
鉗工車間
1
錐絲
錐絲
9
檢驗
檢驗車間
塞規(guī)，卡尺等。
設(shè)計（日期）
2007.12.26
審核（日期）
會簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
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簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號
簽字
日期
機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目： 設(shè)計“CA6140車床”撥叉零件的機(jī)械加工
工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）
設(shè)計者 張志勇 （200520110143）
指導(dǎo)教師 余 明 浪
成都大學(xué)
機(jī)械專業(yè) 2005級 1班
2007年9月15日
工業(yè)制造學(xué)院
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書
題目 設(shè)計“CA6140車床”撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）
內(nèi)容 1.零件圖 一張
2．毛坯圖 一張
3．機(jī)械制造加工工藝過程綜合卡片 一張
4．結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配圖 一張
5．結(jié)構(gòu)設(shè)計零件圖 一張
6．課程設(shè)計說明書 一份
前 言
通過機(jī)床工藝及夾具設(shè)計，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機(jī)械零件設(shè)計》、《金屬切削機(jī)床》、《機(jī)械制造工藝》等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實用，在理論與實踐上有機(jī)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(chǔ)！
在些次設(shè)計中我們主要是設(shè)計CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點。
第6小組
2007年9月15日
一． 設(shè)計的目的：
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的：
1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。
3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。
二． 零件的分析
（一）、零件的作用：題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）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，因為在撥叉拔動使滑
移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙
很大時，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：
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?26+0.230mm的六齒方花鍵孔、?23+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。
2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，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。
二、工藝規(guī)程設(shè)計
(一) 確定毛坯的制造形成。
零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，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，故可采取模鍛成型。經(jīng)查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表5-5取等級為2級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖如下圖：
（二）基準(zhǔn)的選擇。
1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準(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)。
(二) 制定工藝路線。
工序：
1. 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 以Ф40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。
2. 粗、精車B/C面
3. 拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)，
4. 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
5. 開檔，以花鍵的中心線為基準(zhǔn)。
6. 鉆配作孔、螺紋孔
7. 機(jī)械加工余量。
CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgσb =160MPa HBS 生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。
根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：
1. A面的加工余量
A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除
2. 矩形花鍵底孔。
要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為Φ23 0+0.28，見零件圖，參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》 表3-59確定孔加工余量的分配。
鉆孔Φ20mm
擴(kuò)孔Φ21mm
拉花鍵
花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》取 2Ζ=1mm
3. B面的加工余量。
此工序分2個工步1、粗銑B面 2、精銑B面。
精加工余量為0.2mm
粗銑加工余量為2.8mm
2、計算切削用量。
（1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差I(lǐng)T １２級 取-0.46 mm （入 體方向）
（2）進(jìn)給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ａｅ≤３mm時，以及工件直徑為Φ60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取Φ60mm）
?=0.6-0.8mm/ｒ.
按C３１６３－１ 車床說明書 取?=0.6 mm/n。
由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進(jìn)給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ
按C３１６３－１ 車床說明書 ?＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）
刀具材料YG6
V=Cv/(Tm·ap xv·f yv) ·kv
其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28
kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81
∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97
=46.9(m/min)
（4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 車床說明書 ｎ＝200 r／min
所以實際切削速度V=40.8m/min
3、鉆孔、擴(kuò)孔、倒角。
（1）、鉆孔
鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2
鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：
ｄ＝Ф20ｍｍ β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定f=0.48
ａ、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm 可確定f=0.75。
按C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n.
ｂ、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表2.21，當(dāng)do=20mm、鉆頭最大磨損量取0.6 壽命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 Ｖ=21m/min
n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min
取n=280m/min. 實際Ｖ=17 m/min
ｄ、 基本工時，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)
（2）、擴(kuò)孔
刀具直徑do=21mm；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)換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以Tm同上 Tm=0.32
倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進(jìn)給。
（3）、倒角
刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進(jìn)給。
檢驗機(jī)床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４
可以查出 當(dāng)σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍ?。妗?.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min ?。校悖?.4kw
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符合要求
鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21
當(dāng)ｄｏ＝21 ｍｍ?。妫?.64 ｍｍ
查得轉(zhuǎn)矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量簡明手冊》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 車床說明書 主電機(jī)功率Ｐ＝11ｋｗ
可見ＰC比Ｐ小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合要
工序Ⅱ 拉花鍵孔
單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒
為0.06mm,
拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)
切削工時 t=Zblηk/1000vfzZ
式中： Zb 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；
L 拉削表面長度，80mm；
η 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.2；
k 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取1.4 ；
v 拉削速度（m/min）；
fz 拉刀單面齒升；
Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p；
P 拉刀齒距。
P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7
∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)
工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。
加工要求：粗銑B面，精銑B面，Ra=3.2ｕｍ。
用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm
機(jī)床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm
1. 粗銑
1) 選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1 銑削寬度ae≤5mm時。直徑為do=50mm 故齒數(shù)Ｚ＝８，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀
銑刀幾何參數(shù)（表3.2）rn=10°ao=16°
2) 切削用量
留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ac＝2.8±0.8ｍｍ，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.5～１mm/r就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆ＝0.6mm/r
3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀do=50mm， 刀具壽命 T=120min（表3.8）
4) 決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8±0.8ｍｍ, fz=f/z=0.0750.1mm/z
Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選n=160r/min
Vc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min
選Vf=80mm/min 實際fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 當(dāng) Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系數(shù)：
故Pct＜0.8,
根據(jù)X62W型銑床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
Pcm=7.5×0.75=5.63kw 故Pcc＜Pcm 因此所決定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z
6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+△=14mm
2. 精銑
1）選擇刀具
刀具與上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度
ae＝0.2mm，ｆ＝0.6
3）決定切削速度Vc、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定
ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min
n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z
4）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(28+14)/125=0.336（min） L1+△=14mm
工序Ⅳ 銑削8+0.030mm槽。
加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm
加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻
機(jī)床：X62W
1) 選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3 。所以銑刀精度為精密級K8
銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2) 選擇切削量
由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z
3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4) 決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min
n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min
實際速度Vc=donc/1000=74.2m/min
選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5) 機(jī)床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式
圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV=0.90 KMFC=0.94
由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28
Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N
M=FCdo/2×103=15.9N?M
Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。
6) 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min） L1+△=14mm
工序Ⅴ銑寬為180+0.12mm槽
加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬180+0.12mm，長L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23，ap=10mm，
1) 選擇刀具
銑刀參數(shù)：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2) 選擇銑削用量
由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm
由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中
4）確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0.82,
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =98.6m/min
n=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=300r/min
實際速度Vc=donc/1000=94.2m/min
選Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5
Tm=(L+L1+△)?i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+△=20mm i=2(走兩次)
夾具設(shè)計
（一）問題的提出
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第4道工序——開檔夾具。
（二）夾具設(shè)計
1．定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
2.定位誤差分析
由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。
3．夾具設(shè)計及操作說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。
夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖3附圖4。
參考文獻(xiàn)
書 名
出 處
作 者
《機(jī)床夾具圖冊》
機(jī)械工業(yè)出版社
孫巳德
《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
趙家齊
《切削用量簡明手冊》
機(jī)械工業(yè)出版社
艾興 肖詩綱
《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》
哈爾濱工業(yè)大學(xué)
李益民
《機(jī)械制造工藝學(xué)》
清華大學(xué)
王先逵
小 結(jié)
為期3周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組4名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。
本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機(jī)床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。
通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！
20
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床撥叉”零件
的機(jī)械加工藝規(guī)程
(中批量生產(chǎn))
開始日期: 2007.12.24
完成日期: 2007.12.28
學(xué)生姓名:
班級學(xué)號:
指導(dǎo)教師:
學(xué)校名稱:
系主任:
重慶工學(xué)院
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計題目 設(shè)計“CA6140車床撥叉”零件的機(jī)械加工
藝規(guī)程（大批量生產(chǎn)）
內(nèi) 容 1.零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1張
4.機(jī)械加工工序卡片 1張
5.課程設(shè)計說明書 1份
設(shè) 計 者
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
系主任
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們完成了基礎(chǔ)課程和部分技術(shù)基礎(chǔ)課程之后進(jìn)行的。它一方面要求我們通過設(shè)計能夠獲得綜合運(yùn)用過去學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力；也是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，同時也是我們一次理論聯(lián)系實際的實際訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)生活中占據(jù)在相當(dāng)重要的地位。
通過設(shè)計，我們學(xué)會了熟悉運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論實際知識，解決了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加工質(zhì)量。
由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，懇請老師能給予批評和指正。
一、零件的分析
零件的作用：該撥叉用在CA6140的主軸上，和其他零件配合，在改變轉(zhuǎn)速的時候承受輕微的載荷，所以應(yīng)該保證本零件的重要工作表面符合技術(shù)要求。
二、工藝規(guī)程的設(shè)計
（一）確定毛坯的制造形式
零件的材料是HT200，工作環(huán)境良好，不會承受較大的沖擊載荷，由于年生產(chǎn)量為2000件，已經(jīng)達(dá)到了中批量生產(chǎn)，并且材料可鑄。因此從提高生產(chǎn)率，保證經(jīng)濟(jì)性的角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法制造毛坯。
（二）基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1） 粗基準(zhǔn)的選擇
對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側(cè)75×80的面為粗基準(zhǔn)。
（2） 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中采用專用夾具夾持。
（三）制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點，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)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量是工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。
1． 工藝路線方案
工序1 粗銑80×40的左端面,精銑75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。
工序2 鉆φ22的花鍵孔。
工序3 倒2×45°的倒角。
工序4 拉花鍵，保證精度要求。
工序5 粗銑溝槽, 粗銑上表面的平面。
工序6 精銑溝槽, 精銑上平面至符合表面粗糙度要求。
工序7 鉆螺紋孔。
工序8 攻螺紋至M8。
工序9 終檢。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥叉”零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差為CT8,可以從《機(jī)械制造設(shè)計工藝簡明手冊》得到CT8=1.6mm。相應(yīng)計算如下：
最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm
最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm
75×40的端面的精加工余量為1mm，粗加工余量2.5-1=1.5mm。
（五）確定切削用量及基本工時
工序1：銑75×40的端面至符合要求。
工步1：粗銑
背吃刀量為=2.5-1.0=1.5mm。
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率5~10Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時間t: 根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角=90°）的基本時間計算公式:t=()/。其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。則有：
=0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80-)+2=7.36mm。
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s
工步2：精銑
背吃刀量的確定：=1mm .
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。
銑削速度的計算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z?的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：
v= nπd/1000=52.78mm/min。
基本時間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角=90°）的基本時間公式t=()/，可以求得該工序的基本時間，其中=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得
=×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min
t=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s
工序2：鉆φ20mm的孔，擴(kuò)孔至φ22mm。
工步1：鉆φ20mm的孔。
背吃刀量=20mm
進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量f=0.3mm/r。
切削用量的計算：因為該工件的材料為HT200，所以選取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得：
n=1000×22/(π×20)=350.32r/min
參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表4-9所列的Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取n=392r/min，再將n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min
基本時間t:
其中=80mm，==10×1.66+1=12.66mm，=1~4mm,取=2mm。所以基本時間t為：
工步2：擴(kuò)φ20mm的孔至φ22mm。
背吃刀量的確定：取=1mm。
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表2.10的資料，選取該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=1.1 mm/r 。
切削速度的確定：根據(jù)相關(guān)資料，確定: v=0.4=0.1×22=8.8m/min
由公式n=1000v/πd?？梢缘玫剑簄=1000×8.8/22π=127.4r/min
按機(jī)床選取n=140r/min，得切削速度v=
基本時間t:
其中=80mm, ==1×1.66+1=3.66mm/min, =1~4mm, 取=2mm。所以基本時間t為：
工序3：粗銑溝槽，上平面
工步1：粗銑溝槽。
背吃刀量的確定：雙邊背吃刀量為=16mm。
進(jìn)給量的確定：按《切削用量簡明手冊》中表3.14中資料選擇刀具為“直柄立銑刀”，d/z=16/3;銑刀每齒進(jìn)給量為=0.04mm/z。
銑削速度=18mm/min。主軸轉(zhuǎn)速為n=358r/min。
基本時間t: 按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表5-43得： ， 式中=0.5d+(1~2)，=1~3mm，，
其中h為溝槽深度，為銑削輪廓的實際長度，為溝槽深度的背吃刀量。，取=2mm,i=34/17=2,
工步2: 銑上平面
由工序1可知，精加工余量為1mm,背吃刀量為3-1=2
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時間t據(jù)面銑刀銑平面不對稱銑削的計算時間計算公式：
按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表5-45切入和切出行程速度,
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=(80+29)/320=0.34min20.7s。
三、結(jié)論
在經(jīng)過一周的設(shè)計之后，使我們了解到了有關(guān)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的一些知識，切身地體會到了從毛坯到成品的一個工藝設(shè)計過程，從而對于本課程有一個較為清晰的輪廓印象。由于我們在這次的課程設(shè)計過程中所學(xué)有限，對這門課程只是有了一個初步的認(rèn)識，所以請老師多多指正與批評。如果要想更好地掌握好這門技術(shù)，還需要我們進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與實踐，在實際工作中不斷地積累經(jīng)驗，這樣我們才能更好的學(xué)好這門技術(shù)，更好地了解機(jī)械制造基礎(chǔ)工業(yè)，從而為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。