課程設(shè)計--制定車床杠桿的加工工藝

1、<p><b>　　序 言</b></p><p>　　機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。</p><p>　　就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從

2、事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。</p><p><b>　　零件的分析</b></p><p><b>　　零件的作用：</b></p>&

3、lt;p>　　題目所給的零件是CA6140車床的杠桿。它位于廂體內(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機(jī)床工作臺的運(yùn)動方向。零件主體成36º角，在主視和右視兩方向均有8mm的筋板支撐，兩件中部有的孔，端面和左視平面分別有M6和φ12.7的螺紋孔和沉頭孔.中間孔上方A視圖方向有M8螺紋孔,所有技術(shù)要求都是為了機(jī)床總體裝配.</p><p>　　(二)零件的工藝分析：</p><p&g

4、t;　　本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有四組孔,也有位置和精度要求。</p><p>　　1、零件件底面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為初基準(zhǔn)，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達(dá)到技術(shù)要求。</p><p>　　2、加工中間孔，它是以底面為粗基準(zhǔn)而加工的，它將作為精基準(zhǔn)以完成以后的加工，為達(dá)到

5、題目要求我們采取鉆、擴(kuò)、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。</p><p>　　3、以中間孔為基準(zhǔn)加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達(dá)到要求。</p><p>　　4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達(dá)到要求。</p><p>　　5、鉆φ12.7孔，此孔將用鋼球檢查，我根據(jù)偏差范圍選擇粗鉆的方法加工，即能滿足要求。<

6、;/p><p>　　6、加工M8螺紋孔，由《機(jī)械加工工藝手冊》查知底孔為φ6.7，又因為本孔是沉頭螺紋孔，考慮到工藝要求我們采取鉆、锪、攻絲三步工序。</p><p>　　7、加工M6螺紋孔，由《機(jī)械加工工藝手冊》查知底孔為φ5.2，又因為本孔用加工120°倒角，采用鉆、倒交、攻絲三步工序。在加工的適當(dāng)工藝過程中我們對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。</p><

7、p>　　由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　?。ㄒ唬┐_定毛坯的制造形式。</p><p>　　由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成

8、本的最佳方法。</p><p><b>　　基準(zhǔn)面的選擇</b></p><p>　　基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一。基面的選擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進(jìn)行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇對于本杠桿來說是至關(guān)重要

9、的，對于一般零件而言，應(yīng)以出加工的表面為粗基準(zhǔn)，本零件正好符合要求，對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)考慮到基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準(zhǔn)，基本滿足要求。</p><p><b>　　制定工藝路線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點，是應(yīng)該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)

10、一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。</p><p><b>　　工藝路線方案：</b></p><p><b>　　工序：1/、鑄造；</b></p><p><b>　　2/、時效處理；</b></p><p

11、>　　3/、精銑、半精銑底面；</p><p>　　4/、鉆、擴(kuò)、半精鉸孔；</p><p><b>　　5/、檢驗；</b></p><p>　　6/、粗銑60—45平面；</p><p>　　7/、粗銑、半精銑端面；</p><p>　　8/、鉆φ12.7孔；</p>&l

12、t;p>　　9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8；</p><p>　　10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6；</p><p><b>　　11/、檢驗。</b></p><p>　　機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　“杠桿”零件的材料為HT200，硬度H

13、B170—200，毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級精度以下。（批量生產(chǎn)）</p><p>　　根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機(jī)械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：</p><p><b>　　零件底面：</b></p><p>　　此地面是粗基準(zhǔn)，是最先加工的表面，由《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》

14、表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。</p><p><b>　　e=C</b></p><p>　　式中 e ——余量值；</p><p>　　——鑄件的最大尺寸；</p><p>　　A ——加工表面最大尺寸；</p><p><b>　　C ——系數(shù)

15、；</b></p><p><b>　　e=0.55×</b></p><p><b>　　=2.5mm</b></p><p>　　滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-93的要求。</p><p>　　端面和60—45面：</p><p>　　因為端

16、面和60—45面表面粗糙度要求不高，根據(jù)《切削用量手冊》定余量e，</p><p><b>　　e=1.5</b></p><p>　　滿足《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-93的要求。</p><p><b>　　3、中間孔</b></p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8

17、之間，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》確定尺寸和余量。</p><p><b>　　鉆孔：φ23</b></p><p>　　擴(kuò)孔：φ24.8 e=1.8mm</p><p>　　粗鉸：φ24.94 e=0.14mm

18、</p><p>　　精鉸：φ e=0.06mm</p><p><b>　　4、M8螺紋孔</b></p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。</p><p>　　鉆M8底孔φ6.

19、7；</p><p>　　锪φ14孔； e= 7.4mm </p><p>　　攻絲M8； e= 1.3mm</p><p><b>　　5、M6螺紋孔</b></p&

20、gt;<p>　　毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機(jī)械制造工藝手冊》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。</p><p>　　鉆M6底孔φ5.2；</p><p><b>　　倒角120°；</b></p><p>　　攻絲M6； e=0.8mm&l

21、t;/p><p><b>　　6、鉆φ12.7孔</b></p><p>　　毛坯為實心，不沖出孔，因為此孔用φ12.7的鋼球檢查，并且要求尺寸范圍為φ12.7，根據(jù)《機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊》確定加工方法。</p><p><b>　　鉆φ12.7孔。</b></p><p>　　確定切削用量及基本工

22、時</p><p>　　1、工序Ⅲ：銑削底面</p><p><b>　　（1）、粗銑</b></p><p>　　a/加工條件：機(jī)床：T616臥式銑鏜床</p><p>　　刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85</p><p>　　其中d=80mm, L=82mm , l=22mm<

23、;/p><p>　　b/計算切削用量：=1mm</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-2可知：</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-8可知：</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-7可知：</p><p>

24、;<b>　　T=150</b></p><p>　　V==13m/min</p><p><b>　　=0.22m/s</b></p><p><b>　　確定主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　n==7r/s=420r/min</p><p>&

25、lt;b>　　按機(jī)床選?。?</b></p><p>　　實際機(jī)床選取： v=</p><p>　　切削工時： </p><p><b>　?。?）半精銑：</b></p><p><b>　　=0.7mm</b></p><p>　　由《切削用

26、量手冊》表9.4-2可知：</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-8可知：</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-7可知：</p><p><b>　　T=100</b></p><p>　　V==13m/min&

27、lt;/p><p><b>　　=0.23m/s</b></p><p><b>　　按機(jī)床選?。?</b></p><p>　　實際機(jī)床選?。?v=</p><p>　　切削工時： </p><p>　　T=89.6s+89s=176.8s=3min</p&g

28、t;<p><b>　　2、工序Ⅳ：鉆孔</b></p><p><b>　?。?）、鉆φ23孔</b></p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-34</p><p>　　f=0.35mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-37</p&

29、gt;<p>　　v=0.35m/s=21m/min</p><p>　　==4.85r/s(290r/min)</p><p>　　按機(jī)床選?。?</p><p>　　切入 切出 l=30mm</p><p>　?。?）、擴(kuò)φ24.8孔</p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表

30、15-41</p><p>　　f=1.0mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-37</p><p>　　v=24.3m/min=0.39m/s</p><p>　　==5r/s(300r/min)</p><p><b>　　按機(jī)床選?。?</b></p

31、><p><b>　　l=30mm</b></p><p>　　（3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔</p><p>　　由經(jīng)驗可知：工時可以忽略。</p><p>　　3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面</p><p>　　a/加工條件：機(jī)床：T616臥式銑鏜床</p><p>

32、;　　刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85</p><p>　　其中d=80mm, L=82mm , l=22mm</p><p>　　b/計算切削用量：=3mm</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-2可知：</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　由《切

33、削用量手冊》表9.4-8可知：</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-7可知：</p><p><b>　　T=150</b></p><p>　　V==13m/min</p><p><b>　　=0.22m/s</b></p><p><b>　　確定

34、主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　n==7r/s=420r/min</p><p><b>　　按機(jī)床選?。?</b></p><p>　　實際機(jī)床選?。?v=</p><p>　　切削工時： = 4.5min</p><p>　　4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面<

35、/p><p><b>　?。?）、粗銑</b></p><p>　　計算切削用量：=1mm</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-2可知：</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-8可知：</p><

36、p>　　由《切削用量手冊》表9.4-7可知：</p><p><b>　　T=60</b></p><p>　　V==15.3m/min</p><p><b>　　=0.26m/s</b></p><p><b>　　確定主軸轉(zhuǎn)速：</b></p><

37、;p>　　n==8.28r/s=496.8r/min</p><p><b>　　按機(jī)床選?。?</b></p><p>　　實際機(jī)床選?。?v=</p><p>　　切削工時： </p><p><b>　　（2）、半精銑：</b></p><p><

38、;b>　　=0.5mm</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-2可知：</p><p><b>　　f=</b></p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-8可知：</p><p>　　由《切削用量手冊》表9.4-7可知：</p><p><b>

39、;　　T=60</b></p><p>　　V==17.1m/min</p><p><b>　　=0.29m/s</b></p><p><b>　　按機(jī)床選?。?</b></p><p>　　實際機(jī)床選取： v=</p><p>　　切削工時： &

40、lt;/p><p>　　T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min</p><p>　　5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔</p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-33</p><p>　　f=0.40mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-37</p>&l

41、t;p>　　v=0.35m/s=21m/min</p><p>　　==8.87r/s=526r/min</p><p>　　按機(jī)床選?。?</p><p>　　切入 切出 l=30mm</p><p>　　計算工時 </p><p>　　6、工序Ⅸ：鉆M8孔</p>

42、<p>　　（1）、鉆M8底孔φ6.7</p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-41</p><p>　　f=0.40mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表10.4-9</p><p>　　v=0.195m/s</p><p>　　==7.76r/s=465.8r/m

43、in</p><p>　　按機(jī)床選取： </p><p><b>　　l=28mm</b></p><p>　　計算工時: </p><p><b>　?。?）、锪φ14孔</b></p><p>　　锪孔時間短可忽略不記.</p><

44、p><b>　?。?）、攻絲M8</b></p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表3-38</p><p>　　f=0.2mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表3-38</p><p><b>　　v=0.35m/s</b></p><p&

45、gt;　　==8.78r/s=526r/min</p><p>　　按機(jī)床選?。?</p><p><b>　　l=25mm</b></p><p>　　計算工時: </p><p>　　T=12s+42s=54s=0.9min</p><p>　　7、工序Ⅹ：鉆M6孔<

46、/p><p>　?。?）、鉆M6底孔φ5.2</p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表15-41</p><p>　　f=0.30mm/r </p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表10.4-9</p><p>　　v=0.161m/s</p><p>　　==9.86r/s=5

47、91.6r/min</p><p>　　按機(jī)床選?。?</p><p><b>　　對于孔1：</b></p><p><b>　　對于孔2：</b></p><p>　　記算工時 ： </p><p>　?。?）、倒角120°</p>&

48、lt;p>　　倒角的工時可以忽略不記。</p><p><b>　　（3）、攻絲M6</b></p><p>　　由《機(jī)械加工工藝實用手冊》表16.2-4</p><p>　　==238.8r/s=14331r/min</p><p>　　攻通孔螺紋: </p><p>　　攻不

49、通孔螺紋: </p><p>　　記算工時 ： </p><p>　　T=0.28+0.1=0.38min=22.8s</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 工件的螺紋長度;</p><p>　　—— 絲錐切削錐長度；</p>

50、<p>　　—— 攻絲時的轉(zhuǎn)速；</p><p>　　—— 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速；</p><p>　　—— 工件的轉(zhuǎn)速；值為1mm.</p><p>　　—— 攻螺紋時的超切量，取=（2~3）；</p><p><b>　　夾具設(shè)計</b></p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加

51、工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。</p><p>　　經(jīng)過和指導(dǎo)教師的協(xié)商，我決定設(shè)計第Ⅶ道工序——鉆直徑12.7的孔的夾具設(shè)計，本夾具將用于z535鉆床。刀具為（高速鋼鉆刀），為達(dá)到零件工藝要求，對零件進(jìn)行鉆。</p><p>　　問題提出：利用本夾具主要是鉆直徑12.7的孔。此孔沒有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不

52、是主要問題。</p><p><b>　　夾具設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用以 孔以及底面來定位。</p><p>　　切削力及夾緊國計算Fz=</p><p>　　查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、</p><p><b&

53、gt;　　===0.965</b></p><p>　　因此Fz=9.81×30×2.5×0.48×0.965×2.5÷25.7=33.2N</p><p>　　水平分力=（1～1.2）Fz=1.1Fz=36.5N</p><p>　　垂直分力=0.3 Fz=10N</p><

54、;p>　　所以能夠引起松動的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N</p><p>　　由夾緊力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式</p><p><b>　　P=K×</b></p><p>　　其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4</p><p>

55、;　　K1——基本安全系數(shù)</p><p>　　K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.5</p><p>　　K3——刀具鈍化系數(shù)1.1</p><p>　　K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2</p><p>　　所以引起沿夾緊結(jié)構(gòu)軸線方向上松動的最大切削力為P=1.5×1.1×1.2×1.2×36.5=86.7N。<

56、/p><p>　　考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用螺旋夾緊結(jié)構(gòu)</p><p>　　則所承受的彎矩最大為Mmax=6936.5N=25N.m</p><p>　　夾緊結(jié)構(gòu)所能受的矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Mmax。</p><p><b>　　定位誤差分析</b></p><p>　　由于所加工

57、的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。</p><p>　　夾緊設(shè)計及操作的簡要說明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計夾夾具時，應(yīng)該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便

58、。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設(shè)計成活動的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　«機(jī)械精度設(shè)計基礎(chǔ)» 科學(xué)出版社出版 孫玉芹、孟兆新主編</p><p>　　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)出版社</p><p>　　機(jī)械加工工藝實用手冊&l