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目錄
序言 1
第1章 CA6140車床套分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 生產(chǎn)類型的確定 2
1.3 零件的工藝分析 2
第2章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 3
2.1.1 選擇毛坯 3
2.1.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 3
2.1.3 繪制車床套鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 4
2.2 擬定零件工藝路線 4
2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4
2.2.2 加工方法的確定 5
2.2.3 工序的擬定 5
2.3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 6
2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 8
2.5 切削用量的計(jì)算 9
2.5.7 鉆、鉸孔 9
2.5.8 銑槽 10
2.5.9 銑臺(tái)階面 11
2.6 時(shí)間定額的計(jì)算 11
2.6.1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 12
2.6.2 輔助時(shí)間 12
第3章 夾具設(shè)計(jì) 14
3.1 問(wèn)題的提出 14
3.2 夾具定位方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。
3.2.1 工件在夾具中的定位 14
3.2.2 定位元件的選用 14
3.2.3 定位誤差的分析 14
3.4 夾緊裝置設(shè)計(jì) 14
3.4.1 夾緊方案的確定 14
3.4.2 夾緊力大小的計(jì)算 14
3.5 夾具體設(shè)計(jì) 15
3.6 夾具方案可行性分析 15
3.7 操作說(shuō)明 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。
3.7.1 工件定位 15
3.7.2 工件夾緊 15
致謝 15
參考文獻(xiàn) 16
千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行
- II -
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專為課之后進(jìn)行的。這是我閃在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此它在我們四年大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我也希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己將來(lái)的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。
第1章 CA6140車床套分析
1.1 零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床套（見(jiàn)附圖一），主要作用是配合裝配其他零件。
1.2 生產(chǎn)類型的確定
由于本次設(shè)計(jì)已知是小批量輕小型零件，故在這里不再做技術(shù)分析和計(jì)算。
1.3 零件的工藝分析
該零件需要加工的表面有：
孔
外圓柱面及其內(nèi)外端面、退刀槽
外圓柱面、外圓柱面
孔
臺(tái)階面
孔
錐孔
槽
通孔
孔
其中
外圓內(nèi)端面對(duì)外圓柱面的圓跳動(dòng)為0.05，
外圓柱面對(duì)孔圓跳動(dòng)為0.03，
孔內(nèi)端面對(duì)外圓內(nèi)端面平行度誤差為0.05
槽對(duì)孔孔的對(duì)稱度誤差為0.15。
另外，各加工表面還有一定的公差以及粗糙度要求。
第2章 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1.1 選擇毛坯
零件的材料為45鋼，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過(guò)程中所受的載荷情況，選用模鍛成型。毛坯的拔模斜度為。
2.1.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
由參考文獻(xiàn)【1】表2-10～表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.1.2.1 公差等級(jí)
由零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
2.1.2.2 鍛件重量
已知機(jī)械加工后零件的重量為0.66㎏，由此可初步估算機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為0.9㎏。
2.1.2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
對(duì)零件進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外廓包容體的高度、半徑，即d=70㎜，h=90㎜
由公式參考文獻(xiàn)【1】（2-3）和（2-5）可計(jì)算出該車床套鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)
由于，故該零件的形狀復(fù)雜系數(shù)屬級(jí)。
2.1.2.4 鍛件材質(zhì)系數(shù)
由于該車床套材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，姑該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬級(jí)。
2.1.2.5 鍛件分模線形狀
根據(jù)該車床套的形位特點(diǎn)，選擇零件高度方向的對(duì)稱平面為分模面，屬平直分模線。
2.1.2.6 零件表面粗糙度
由零件圖可知，該零件個(gè)加工表面的粗糙度均大于等于1.6。
根據(jù)上述因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于下表：
表2-1 CA6140車床套鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量
鍛件重量/㎏
包容體重量/㎏
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
0.9
2.7
普通級(jí)
項(xiàng)目/㎜
機(jī)械加工余量/㎜
尺寸公差
備注
高度90
表2-11
1.5～2.0取2.0
表2-13
寬度
表2-10
1.5～2.0取2.0
表2-13
寬度
表2-10
1.5～2.0取2.0
表2-13
寬度
表2-10
1.5～2.0取2.0
表2-13
孔徑
表2-11
2.6
表2-13
厚度4.5
表2-11
1.5～2.0取2.0
表2-13
2.1.3 繪制車床套鍛造毛坯簡(jiǎn)圖
由表2-1所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如附圖二所示。
2.2 擬定零件工藝路線
2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出。
由零件圖附圖1可知，多數(shù)尺寸及形位公差都以車床套圓柱面外端面及孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此必須首先將圓柱面外端面及孔加工好，為后續(xù)工序準(zhǔn)備基準(zhǔn)。
2.2.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇外圓柱面作為粗基準(zhǔn)，用三角卡盤卡緊定位，可以消除四個(gè)自由度。
2.2.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，選取孔及其已加工端面作為精基準(zhǔn)。
安排車床套圓柱面外端面作為精基準(zhǔn)表面，安排在第一道工序進(jìn)行加工，以便為后續(xù)的工序定位創(chuàng)造條件，而且主要表面的粗、精加工要分開(kāi)，次要的表面加工，如果不能和主要的表面的加工同時(shí)進(jìn)行，應(yīng)另行加工，并且有合適的定位基準(zhǔn)；孔的加工應(yīng)減少多次裝夾的誤差，提高精度。
2.2.2 加工方法的確定
根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法，以及能達(dá)到的加工精度，確定各表面的加工方法如表2-2所示：
表2-2 CA6140車床套零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度
加工方案
大端面
IT8
6.3
粗車－半精車
㎜孔
IT7
1.6
擴(kuò)－鉸
小端面
IT11
6.3
銑
㎜外圓
IT10
6.3
粗車－半精車
內(nèi)端面
IT8
1.6
粗車－精車
㎜孔
IT9
3.2
鉸
㎜孔
IT10
6.3
鉆－鉸
錐孔
IT10
6.3
锪
臺(tái)階面
IT9
6.3
銑
槽
IT8
3.2
銑
㎜孔
IT8
1.6
鉆－鉸
㎜孔
IT9
6.3
鉆－鉸
2.2.3 工序的擬定
根據(jù)“先面后孔”“先主后次”和“先粗后精”的原則，將粗加工放在前面，精加工放在后面。
初步擬定加工順序如表2-3所示：
表2-3 CA3140車床套工藝路線及設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工 序 名 稱
1
粗車、半精車大端面，倒角，擴(kuò)、鉸孔，倒內(nèi)角
2
銑小端面
3
粗車、半精車外圓，粗車內(nèi)端面，倒角，
4
擴(kuò)、鉸孔，倒角
5
精車內(nèi)端面
6
鉆、鉸孔，锪錐孔
7
鉆、鉸孔
8
銑槽
9
銑臺(tái)階面
10
鉸孔
11
去毛刺
12
熱處理孔
13
清洗
14
檢驗(yàn)
2.3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用
由于本產(chǎn)品生產(chǎn)類型是小批量生產(chǎn)，所以根據(jù)生產(chǎn)要求和實(shí)際情況加工設(shè)備易以通用機(jī)床為主。在選擇機(jī)床時(shí)，應(yīng)考慮零件規(guī)格的大小，機(jī)床的生產(chǎn)率與工序要求的加工精度的適用性，機(jī)床的生產(chǎn)率與工件生產(chǎn)類型的適用性。考慮工件加工精度和生產(chǎn)類型，選用專用量具，工件在各工序間的傳送，由于零件較小，直接人工進(jìn)行就可以了，減少不必要的耗費(fèi)。綜上所述，各工序的加工設(shè)備及刀、夾、量具的選擇如下：
工序1粗車、半精車大端面，倒角，擴(kuò)、鉸孔，倒內(nèi)角
臥式車床C6132
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀
錐柄擴(kuò)孔鉆25 GB/T 1141—1984
錐柄機(jī)用絞刀 25 GB/T 1133—1984
直柄錐面锪鉆40 GB/T 4258—1996
工序2 銑小端面
立式銑床X5012
中齒直柄立銑刀 10 GB/T 6117.1—1996
工序3粗車、半精車外圓，粗車內(nèi)端面，倒角，
臥式車床C6132
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀
工序4擴(kuò)、鉸孔，倒角
臥式車床C6132
錐柄擴(kuò)孔鉆31 GB/T 1141—1984
錐柄機(jī)用絞刀 31 GB/T 1133—1984
工序5精車內(nèi)端面
臥式車床C6132
硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀
工序6鉆、鉸孔，锪錐孔
搖臂鉆床Z3025
直柄麻花鉆7 GB/T 6135.3—1996
直柄機(jī)用絞刀7 GB/T 1132—1984
直柄錐面锪鉆16 GB/T 4258—1996
工序7鉆、鉸孔
搖臂鉆床Z3025
直柄麻花鉆8 GB/T 6135.3—1996
直柄機(jī)用絞刀8 GB/T 1132—1984
工序8銑槽
立式銑床X5012
中齒鋸片銑刀 40×5×10 GB/T 6120—1996
工序9銑臺(tái)階面
立式銑床X51
細(xì)齒直柄立銑刀 16 GB/T 6117.1—1996
工序10鉸孔
搖臂鉆床Z3025
直柄機(jī)用絞刀10 GB/T 1132—1984
2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定
精絞余量=0.06㎜
1. 鉆、鉸孔
由參考文獻(xiàn)【1】表2-28可查得：
鉆孔余量=7.8㎜
粗絞余量=0.16㎜
精絞余量=0.04㎜
由參考文獻(xiàn)【1】表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為：
鉆孔 IT11
粗絞 IT9
精絞 IT8
根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為：
鉆孔 0.09㎜
粗絞 0.036㎜
精絞 0.022㎜
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為：
鉆孔㎜
粗絞㎜
精絞
2. 銑槽
由參考文獻(xiàn)【1】表2-26可查得：
銑削余量=0.3㎜
由參考文獻(xiàn)【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為：
銑削 IT8
根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為：
銑削 0.018㎜
綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為
銑削㎜
3. 銑臺(tái)階面
由零件圖可知：
銑削深度=30.5㎜
銑削寬度=13㎜
由參考文獻(xiàn)【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為：
銑削 IT9
根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為：
銑削深度 0.062㎜
銑削寬度 0.043㎜
綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為
銑削深度㎜
銑削寬度㎜
4. 鉸孔
由參考文獻(xiàn)【1】表2-28可查得：
粗絞余量=2㎜
由參考文獻(xiàn)【1】表1-20可依次確定該工序尺寸的加工精度為：
粗絞 IT9
根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定該工步的公差值為：
粗絞 0.036㎜
綜上所述，該工序的工序尺寸及公差按“入體原則”表示為
粗絞㎜
2.5 切削用量的計(jì)算
2.5.1 鉆、鉸孔
(一) 鉆Ф8的孔
機(jī)床為：Z535立式鉆床 ，采用錐柄麻花鉆鉆頭
查切削手冊(cè)表2.7,取 f=0.43mm/r
v=0.35m/s=21m/min
故要求速度為
按機(jī)床手冊(cè)查得取
故實(shí)際的切削速度:
切削工時(shí): l=10mm
（二）锪倒角0.5×45·
為縮短加工時(shí)間，锪倒角時(shí)采用機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速相同,均為
n=100r/min, 手動(dòng)進(jìn)給即可。
2.5.2 銑槽
機(jī)床為：X51 刀具：槽銑刀
由文獻(xiàn)【5】表3-28選?。?
表3-30選?。海?
由文獻(xiàn)【1】表8-38，采用硬質(zhì)合金槽銑刀，，齒數(shù)。則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)文獻(xiàn)【5】附表4-17-1，取，
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
切削工時(shí)：【1】表11-12
=
2.5.3 銑臺(tái)階面
1、 加工條件
機(jī)床：X51立式銑床；
刀具：高速鋼直柄立銑刀，，齒數(shù)Z=6；
2、計(jì)算切削用量及工時(shí)
※ 切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定即18m/min。
采用高速鋼直柄立銑刀，，齒數(shù)Z=6。則
現(xiàn)采用X51臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)《手冊(cè)》表4.2-39），取故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，選。
切削工時(shí)：由于粗銑、半精銑前后進(jìn)行，利用作圖法，可得出銑刀的行程
，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為：
2.6 時(shí)間定額的計(jì)算
根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，只計(jì)算老師指定的一道工序工時(shí)。下面計(jì)算工
序11的時(shí)間定額。
2.6.1 機(jī)動(dòng)時(shí)間：
參考文獻(xiàn)【2】表987頁(yè)，得銑側(cè)面的計(jì)算公式為：
銑42圓柱面上階梯面：
l=155mm,f=0.1mm/r,n=380r/min,
參考文獻(xiàn)【2】表11—6 ，取l=0.9mm,l=1.0mm,代入公式，得
T=(155+0.9+1)/(0.1x380)=0.637min
2.6.2 輔助時(shí)間
參考文獻(xiàn)【4】表8—13確定如下：
操 作
內(nèi) 容
每次用時(shí)
鉆5mm孔
操作次數(shù)
時(shí)間
操作次數(shù)
時(shí)間
操作次數(shù)
時(shí)間
主軸變速
0.025
3
0．075
變換及給量
0.025
2
0.05
1
快速移動(dòng)銑刀
0.05
2
0.05
1
卡尺測(cè)量
0.1
1
0.1
開(kāi)停車
0.02
0．02
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)
0.02
0．02
清除銑削
0.15
0．15
各工步輔助時(shí)間為：鉆7.8mm孔0.095min 鉸6--8mm孔0.94min.
裝卸工件時(shí)間參考文獻(xiàn)【1】表2.5—42，取0.5min.
輔助時(shí)間T為：
T=0.075+0.05+0.05+0.1+0.02+0.02+0.15=0.33min
3.作業(yè)時(shí)間：T= T+ T=0.33+0.637=1min
4.布置工作地時(shí)間T：參考文獻(xiàn)【5】取，則
T= Tx5%=1x5%=0.05min
5.休息與生理需要時(shí)間T：參考文獻(xiàn)【5】取,則
T= T=0.04min
6.準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間T:
輕小型件 21min
快速移動(dòng)工作臺(tái) 1min
裝卸工件 8min
對(duì)刀 2min
由題目已知生產(chǎn)數(shù)量是6000件，則：
T/n=(21+1+8+4)/6000+0.01min
7.單件時(shí)間T:
T= T+T+T+T
=0.33+0.05+0.29+0.23+11=12min
8.單件計(jì)算時(shí)間T:
T= T+ T/ n=13min
第3章 夾具設(shè)計(jì)
3.1 問(wèn)題的提出
利用本夾具主要是鉆Ф8的孔，所以要保證精度
3.1.1 工件在夾具中的定位
本加工面要求精確度高，夾具用于搖臂鉆床Z3025刀具為直柄機(jī)用絞刀8 GB/T 1132—1984和直柄麻花鉆8 GB/T 6135.3—1996，對(duì)零件進(jìn)行鉆，擴(kuò)，半精鉸三部工序加工
定位元件的選用
定位元件選擇一個(gè)短圓柱銷和一個(gè)底版
3.1.2 定位誤差的分析
由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生鉆孔的位置度等形位誤差，所以盡量使柱銷的尺寸公差規(guī)定為與本零件 在工作時(shí)與其配合的柱銷的尺寸公差相同
3.2 夾緊裝置設(shè)計(jì)
3.2.1 夾緊方案的確定
根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用移動(dòng)壓板夾緊
3.2.2 夾緊力大小的計(jì)算
夾緊力大小的計(jì)算，通常將夾具和工件看成是一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡(jiǎn)化計(jì)算。然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力后處于靜力平衡條件，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K，作為實(shí)際所需的夾緊力，即：
=K
在本工序中K取1.2
在本夾具中主要計(jì)算水平方向的受力。
切削力：…….(1)
切削力水平分力為為：
取
=2862
=28620.85=2432.7
得N=4865
取安全系數(shù)為k=1.2 則有夾緊力= N=kN= 5838
所選底版，滿足力的要求。
3.3 夾具體設(shè)計(jì)
本工序夾具體采用鑄造的方法制造，材料選用HT150，夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。
3.4 夾具方案可行性分析
這種方案從定位原理上是合理的，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。夾緊方便，故在本次設(shè)計(jì)中采用此方案。
3.4.1 工件定位
將工件套入短圓柱定位銷上工件定位，工件底面大平面在底版上定位
千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫(xiě)在此行之前
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致謝
本課程設(shè)計(jì)的選題、論證及說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)工作均是在王彤老師的關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)課業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師不僅在學(xué)習(xí)上給了我極大的幫助而且在日常生活中也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷。設(shè)計(jì)中的每一點(diǎn)進(jìn)步都凝聚著老師的心血和汗水。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)作風(fēng)和親切和藹的待人態(tài)度 ，給我留下了極為深刻的印象。使我不論在理論知識(shí)方面還是在CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用方面都受益匪淺，在此向王老師表示誠(chéng)摯的謝意。
在此對(duì)給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示深深的感謝！
參考文獻(xiàn)
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