機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計--ca6140車床刀架座加工工藝規(guī)程及工裝設(shè)計

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　1、本課題的意義目的</p><p>　　機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(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),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。</p><p

2、>　　就個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。</p><p>　　由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導(dǎo)。</p><p>　　2、本課題應(yīng)解決的主要問題及技術(shù)要求</p><p>　?。?） 本課題的主要問題</p><p>　　CA614

3、0車床刀架座零件的機加工工藝設(shè)計。CA6140車床刀架座零件3D圖如下：</p><p>　?。?）本課題的技術(shù)要求</p><p>　　CA6140車床刀架座應(yīng)按經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件制造；</p><p>　　CA6140車床刀架座不加工表面應(yīng)光潔，不允許有裂紋、折疊、折痕、結(jié)疤、氧化皮及因金屬未充滿鑄模而產(chǎn)生的缺陷；</p><

4、p>　　CA6140車床刀架座應(yīng)采用45號鋼制造。同一刀架座上的硬度差應(yīng)不大于35 HBS；</p><p>　　零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷；</p><p>　　未注形狀公差應(yīng)符合GB1184-2000；未標(biāo)注尺寸公差應(yīng)該按照 GB/T1804-m。</p><p><b>　　一、零件的分析</b></

5、p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目給定的零件是CA6140車床刀架座。主要作用：CA6140車床刀架座是用來夾持車床上刀具的專用夾具，它是四面槽可繞中間孔轉(zhuǎn)動，保證換刀容易。</p><p><b>　　2、零件的工藝分析</b></p><p>　　該零件形狀規(guī)則

6、，尺寸精度、形位精度要求高，零件的主要技術(shù)要求分析如下：</p><p>　　A．上端面相對基準(zhǔn)A徑跳動0.05，下端面平面度0.05，相對基準(zhǔn)A徑跳動0.05.</p><p>　　B．下槽面平面度應(yīng)為0.1.</p><p>　　C．φ16孔垂直度100：0.1.</p><p>　　D．鍛件要求不能有裂痕、疏松等缺陷，以保證零件的強度、

7、硬度及剛度，在外力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程的設(shè)計</b></p><p>　　1．確定毛胚的制造形式</p><p>　　零件材料為45鋼，考慮零件的輪廓尺寸，可采用鍛造成形，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度來考慮也應(yīng)該是這樣的。</p><p><b>　　2.基準(zhǔn)

8、的選擇</b></p><p><b>　　a：粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工表面的和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，故此處選擇上端面為第一粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　　b：精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　在底

9、面和底面加工以后，各工序則以底面和中間孔為定位精基準(zhǔn)。這樣就滿足了基準(zhǔn)重合的原則和互為基準(zhǔn)的原則。在加工某些表面時，可能會出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合，這是需要進行尺寸鏈的換算。</p><p>　　3.工藝路線的擬定及工藝方案的分析與比較</p><p><b>　　工藝路線的擬定：</b></p><p>　　為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度

10、及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。</p><p>　　由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，所以采用通用機床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。</p><p>　　4、機械加工余量、工序余量及毛胚尺寸</p><p><b>　　1）上下端面</b></p><p>　　上表面

11、粗糙度要求偉Ra1.6，下表面粗糙度要求偉Ra0.8，確定先粗車在精車，后磨的加工方法。</p><p><b>　　毛胚：91±2</b></p><p>　　粗銑：87 2Z=4</p><p>　　精銑：85 2Z=2</p><p>　　2）四周面（槽上周面、槽下周面）<

12、;/p><p>　?。?）槽上周面粗糙度為1.6，確定加工方案為先粗銑，在精銑的加工方法。</p><p><b>　　毛胚：138±2</b></p><p>　　粗銑：134 2Z＝4</p><p>　　精銑：132 2Z=2</p><p><b>　

13、　3）四周面上的槽</b></p><p>　　毛胚為實心，加工后，底面為粗糙度3.2，粗銑出槽后，底面在精銑。</p><p><b>　　粗銑：36mm</b></p><p>　　精銑：380+0.68 Z=2</p><p>　　4）φ60孔，粗糙度為3.2，</p><

14、p><b>　　毛胚：φ39±3</b></p><p>　　三次粗鏜：φ57 2Z=18</p><p>　　精鏜： φ60 2Z=3</p><p>　　5）φ48孔，粗糙度為1.6，</p><p><b>　　毛胚：φ39±3</b></p>

15、;<p>　　三次粗鏜：φ45 2Z=6</p><p>　　精鏜： φ48 2Z=3</p><p><b>　　6）φ48.2孔</b></p><p><b>　　毛胚：φ39±3</b></p><p>　　粗鏜：φ45 2Z=6</p

16、><p>　　二次精鏜：φ48.2 2Z=3.2</p><p>　　7）φ16孔。毛胚為實心，粗糙度為Ra1.6。</p><p><b>　　鉆孔：φ15</b></p><p>　　拉孔：φ16 2Z=1</p><p>　　8）φ19.2孔。毛胚為實心，粗糙度為Ra3.2。<

17、;/p><p><b>　　鉆孔：φ18</b></p><p>　　拉孔：φ19.2 2Z=1.4</p><p>　　5、確定切削用量及基本工時</p><p>　　工序：粗銑上下端面。</p><p>　　1、材料：45剛，σ＝0.6GPa</p><p>　　加

18、工要求：粗銑上下端面，，粗糙度要求Ra5－20um。</p><p>　　機床：X52K立式銑床。</p><p>　　刀具：立銑刀，刀片材料YT15，刀桿尺寸16×25mm2 ,長125mm。</p><p>　　Kr=45°，γ=10°，α=14°，r=0.5mm。</p><p><b>

19、;　　2.計算切削用量</b></p><p>　　1）軸線長度方向的加工余量為2Z＝4mm，由于兩端面都要加工，所以面的吃刀量a＝2mm。</p><p>　　2）走刀量f＝0.5mm/r。</p><p>　　3）查手冊銑削速度v＝335m/min銑削力F＝7.7KW</p><p>　　4）確定機床的轉(zhuǎn)速：</p>

20、;<p>　　根據(jù)X52K銑床說明書取n＝290r/min，v＝335m/min，f＝0.5mm/r，Pm＝2.9KW，因為PZ＝Pm＝2.9KW，故上述車削用量可用，即 a＝2mm，f＝0.5mm</p><p>　　V＝335m/min，n=290r/min。</p><p><b>　　5）切削工時</b></p><p>

21、　　t＝20.8s，兩面加工：t＝41.6s＝0.68min。</p><p><b>　　工序：精銑上下表面</b></p><p><b>　　1.精銑上表面</b></p><p><b>　　機床，X60W</b></p><p><b>　　刀具，立銑刀&l

22、t;/b></p><p>　　加工余量Z=2mm,a=2mm,f=0.6mm/r,V=26.5m/min.n=38r/min,t=2.37min</p><p>　　2.精銑下表面切削參數(shù)與精銑上表面相同</p><p>　　工序：粗鏜中心孔φ57、φ45</p><p>　　1）機床:鏜床T68</p><p&g

23、t;　　2)刀具： 選用90°YT5鏜刀，刀桿直徑25mm,刀桿伸出量125mm,</p><p>　　粗鏜Φ57時：加工余量，分三次鏜，每次</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為</p&g

24、t;<p><b>　　切屑時，，，</b></p><p>　　粗鏜Φ45時：加工余量， </p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為</p><p>

25、;<b>　　切屑時，，，</b></p><p>　　工序：銑四面槽及四周面</p><p><b>　　1、粗銑槽</b></p><p>　　機床：銑床X60W。</p><p>　　刀具：三面刃圓盤銑刀YT15，銑刀寬度B=12mm，齒數(shù)，銑刀直徑D=125 mm</p>&l

26、t;p>　　切削用量：耐用度T=120min， 切削深度</p><p><b>　　每齒進給量</b></p><p><b>　　切削速度： </b></p><p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為</p>&l

27、t;p>　　切屑工時：，切入，超出長度</p><p>　　要銑四周槽，總工時：</p><p><b>　　2、粗銑四周面</b></p><p>　　機床：銑床X60W.</p><p>　　刀具：三面刃圓盤銑刀YT15，銑刀直徑D=125mm，銑刀寬度B=12mm，齒數(shù)</p><p>

28、;　　切削用量：因加工余量為，可一次走刀完成，，即切削深度，耐用度T=120min， </p><p><b>　　每齒進給量</b></p><p><b>　　切削速度：</b></p><p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為<

29、;/p><p>　　切屑工時：，切入，超出長度</p><p>　　要銑四周槽，總工時：</p><p>　　工序：精銑槽底面及四周面</p><p><b>　　1）精銑四周面</b></p><p>　　加工余量為1mm，一次走刀a=1mm，f=0.8mm/r，耐用度T=150，v=23m/min

30、，n=66.59r/min。</p><p>　　按機床選取n＝62r/min＝1.03r/s，v＝21.4m/min＝0.36m/s，t，=1.44min，四個面所用工時t= 4t，=5.7min。</p><p><b>　　2）精銑槽底面</b></p><p>　　a=0.3mm，f=0.06mm/r，v=30m/min，n=86.9r

31、/min=1.45r/s，t=15.63s=2.6min。</p><p>　　工序：精鏜φ60孔，φ48孔。</p><p><b>　　機床：金剛石鏜床</b></p><p>　　刀具： 選用90°YT5鏜刀，刀桿直徑25mm,刀桿伸出量125mm,</p><p>　　精鏜Φ60時：加工余量， <

32、/p><p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為</p><p><b>　　切屑時，，，</b></p><p>　　精鏜Φ48時：加工余量， </p><p><b>　　， </b></p><

33、p><b>　　按機床選取</b></p><p>　　所以實際的切屑速度為</p><p><b>　　切屑時，，，</b></p><p>　　工序七：鉆φ16孔、φ19.2孔、M12底孔</p><p>　　機床：立式鉆床Z525，</p><p>　　鉆Φ16孔

34、時，只需鉆Φ15：</p><p>　　選用直柄麻花鉆，鉆頭d=15mm</p><p>　　f=0.3mm ，T=45min，</p><p>　　選取nw=600r/min=10r/s;</p><p><b>　　實際切屑速度</b></p><p><b>　　切削工時：<

35、/b></p><p>　　切入 切出 </p><p><b>　　鉆Φ19孔時：</b></p><p>　　選用直柄麻花鉆，鉆頭d=18mm</p><p>　　f=0.3mm /r， T=45min</p><p><b>　　選取</b

36、></p><p><b>　　實際切屑速度</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p><b>　　切入 切出</b></p><p><b>　　鉆Φ10.2底孔：</b></p><p>　

37、　選用直柄麻花鉆，鉆頭d=10.2mm</p><p>　　f=0.2mm ， T=45min</p><p>　　選取nw=900r/min=15r/s</p><p><b>　　實際切屑速度</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p><

38、;b>　　切入 切出</b></p><p><b>　　攻M12螺紋：</b></p><p><b>　　機床：攻絲機床</b></p><p>　　刀具：螺母絲錐高速鋼W18Cr4V</p><p>　　螺距s=0.9mm ， T=45min</p><

39、p>　　選取nw=1250r/min=20.83r/s</p><p><b>　　實際切屑速度</b></p><p><b>　　切削工時： </b></p><p>　　工序：拉φ16孔，φ19.2孔</p><p><b>　　1、拉φ16孔：</b><

40、;/p><p>　　機床：立式拉床L5120</p><p>　　刀具：W18Cr4V，即單面齒升。</p><p>　　拉Φ16孔時：f=0.5mm/r</p><p>　　單面齒升取0.02mm，</p><p><b>　　切削速度</b></p><p>　　由此公式，

41、得n=100r/min</p><p>　　單面余量 拉削表面長度</p><p>　　考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取</p><p>　　考慮機床返回行程的系數(shù)，取K=1.40</p><p>　　拉刀齒升（每齒進給量）</p><p><b>　　拉刀齒距</b></p><

42、p><b>　　齒</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　2、拉Φ19.2孔時：f=0.6mm/r</p><p>　　單面齒升取0.02mm，</p><p><b>　　切削速度</b></p><p>&

43、lt;b>　　由此公式，</b></p><p>　　單面余量 拉削表面長度</p><p>　　考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取</p><p>　　考慮機床返回行程的系數(shù)，取K=1.40</p><p>　　拉刀齒升（每齒進給量）</p><p><b>　　拉刀齒距</b>&l

44、t;/p><p><b>　　齒</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p>　　工序：銑R4槽R9工件內(nèi)槽</p><p><b>　　1）.銑R4槽</b></p><p>　　ap=8，f=0.8，v=0.21，n=2.97

45、，t，=154.85s=2.58min。</p><p><b>　　2）.銑R9通孔槽</b></p><p>　　ap=14，f=2.5，v=90m/min，n=2.97，t，=151.05min。</p><p>　　工序：鉆，拉φ10斜孔</p><p><b>　　鉆φ10H7斜孔：</b>

46、;</p><p>　　機床：立式鉆床Z525</p><p>　　刀具：直柄麻花鉆，鉆頭d=9.8 mm</p><p>　　Z=0.2mm ， T=45min</p><p>　　選取nw=950r/min=15.83r/s</p><p><b>　　實際切屑速度</b></p>

47、<p><b>　　切削工時：</b></p><p><b>　　切入 切出</b></p><p><b>　　拉φ10H7斜孔</b></p><p>　　機床：立式拉床L5120</p><p>　　刀具：W18Cr4V，即單面齒升。</p>

48、<p>　　拉Φ10孔時：Z=0.5mm。</p><p>　　單面齒升取0.02mm，</p><p><b>　　切削速度</b></p><p>　　單面余量 拉削表面長度</p><p>　　考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取</p><p>　　考慮機床返回行程的系數(shù)，取K=1.

49、40</p><p>　　拉刀齒升（每齒進給量）</p><p><b>　　拉刀齒距</b></p><p><b>　　齒</b></p><p><b>　　切削工時：</b></p><p><b>　　。</b></

50、p><p>　　工序：功螺紋8-M16，2-M12</p><p>　　1）功8-M16螺紋：ap=8mm，f=2.4mm/r , v=123m/min , n=300r/min。</p><p>　　2）功2-M12螺紋：ap=6mm，f=2.0mm/r , v=213m/min , n=300r/min。</p><p><b>　

51、　三、夾具設(shè)計</b></p><p><b>　　1.定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　由于上下端面已精車，并考慮到裝夾方便，鉆孔時中心線與中心孔平行度及端面的傾斜度，選底端面為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　2.切削力及加緊力的計算</p><p>　　刀具：麻花鉆，φ10mm，f=0.8mm，

52、n=2.97r/min。</p><p>　?。?）.切削力反夾力計算：</p><p>　　M=Cmdαmfγmkm103</p><p>　　式中Cm=225.63，αm=1.9，γm=0.8，km=0.87，M=120N*M。</p><p><b>　?。?）.軸向力：</b></p><p&

53、gt;　　F=Cfdxffyfkf ,Cf=588.60，xf=1，yf=1，kf=0.9</p><p><b>　　F=8123.9N</b></p><p>　　切削力軸向力F=M/R=11.25N</p><p>　　螺紋夾緊機構(gòu)的力的公式 2QL/Dptg(α+Q1)</p><p>　　分析當(dāng)W>1

54、1.25N時 Q<4.17N，故當(dāng)外力達到4.17N時還是安全的。</p><p><b>　　3.定位誤差分析</b></p><p>　?。?）定位元件尺寸及公差的確定：夾具主要對中心孔進行定位。</p><p>　?。?）夾具元件的定位誤差主要是工件底面的底板支撐和中心孔定位的誤差，孔對中心孔的平行度要保證公差0.05。</p

55、><p>　?。?）夾具設(shè)計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率。為此，我首先著眼于夾緊裝置，本夾具是固定式鉆模，夾具采用手動螺旋夾緊機構(gòu)夾緊工件。避免了鉆床工作臺的磕碰現(xiàn)象。</p><p><b>　　四．總結(jié)</b></p><p>　　機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(xué)

56、完大學(xué)期間所有的專業(yè)基礎(chǔ)課的一次實踐，是在畢業(yè)之前對我們所學(xué)知識的一次檢查，是一次用實踐來檢驗所學(xué)理論和發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識欠缺之處的難得的機會，也是為畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)的過程，它和機械原理課程設(shè)計、機械設(shè)計課程設(shè)計一起具有舉足輕重的地位，對這次課程設(shè)計的掌握直接關(guān)乎到我們將來畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。所以，在制作的過程中，我予以了足夠的重視。</p><p>　　通過這次的課程設(shè)計，我深化了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、互換性與質(zhì)量

57、檢測、機械制圖等多門專業(yè)課程的知識，熟練了繪制CAD的技巧，以及計算尺寸公差相關(guān)方面的知識。不可不承認(rèn)的是，在設(shè)計的過程中也暴露出我很多的不足，通過這次的設(shè)計，我懂得理論聯(lián)系實際的重要作用，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的知識與實際相結(jié)合，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立解決問題的能力。</p><p>　　在設(shè)計的過程中遇到了很多的問題，可以說是困難重重，在設(shè)計的過程

58、中也發(fā)現(xiàn)了自己對以前所學(xué)的知識理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固，比如說公差的確定、工時定額怎么計算、夾緊機構(gòu)具體應(yīng)該如何設(shè)計等等。通過這次的設(shè)計之后，又把以前所學(xué)的知識從新溫習(xí)，對我的知識儲備有了進一步的提高。</p><p>　　在此次的設(shè)計當(dāng)中，我深切的體會到任何機器的性能都是建立在它的主要零件的性能或某些關(guān)鍵零件的綜合性能基礎(chǔ)之上的。要想設(shè)計出一臺好的機器，就必須很好的設(shè)計它的零件；而每個零件或部件的設(shè)計，又

59、是與整臺機器的要求是不可分割的。所以他們之間決不是各自獨立的，而是互相連接的、互相影響的，共同為設(shè)計完整的機器服務(wù)的。因此如果不從這個機器的全局出發(fā)，任何一個零件都是不可能被正確的設(shè)計出來的。</p><p>　　于我來說，我希望通過這次的課程設(shè)計能夠增長自身的專業(yè)技能，為將來的畢業(yè)設(shè)計乃至是將來就業(yè)打下堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)然，通過這次的課程設(shè)計，我是獲益匪淺的。</p><p><b&g

60、t;　　五．參考文獻</b></p><p>　　1. 《制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 .大連大學(xué)機械工程學(xué)院.2011.10</p><p>　　2. 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》（第3版）. 盧秉恒主編. 北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　3. 《機械制造裝備設(shè)計》（第3版）.關(guān)慧珍主編. 北京：機械工業(yè)出版社，2009</p>