设计拨叉零件的机械加工工艺及车直径55圆弧车床夹具.doc
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机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目设计“拨叉”零件的机械加工工艺及车Ø55圆弧车床夹具
设计者
班级
学号
指导教师
2008.06.25
目录
一．序言……………………………………………………1
二．零件的分析………………………………………….1
1．零件的作用…………………………………………1
2．零件的工艺分析……………………………………1
三．工艺规程设计…………………………………………1
1．确定毛坯的制造形式……………………………..1
2．基面的选择………………………………………..2
3．制定工艺路线……………………………………..2
4．机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定……3
5．确立切削用量及基本工时……………………….4
四．卡具设计说明………………………………………12
五．参考文献…………………………………………….13
序言
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。
因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。
一．零件的分析
（一）.零件的作用
题目所给的零件是CA6140机床上的拨叉，他位于机床变速箱内。
主要作用是用于机床的变速。
（二）零件的工艺分析：
CA6140车床共有四处加工表面，其间有一定位置要求。
分述如下：
1. 以φ25孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
φ25的孔，以及其右端面。
2以φ55为中心的加工表面
3斜面的加工
4拨槽的加工
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
二.工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式。
零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。
所以用铸造的形式进行毛坯的制造。
（二）基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则，现选取φ25孔的内表面作为定位基准，利用一短销大平面，限制5个自由度，再以一个菱形销限制最后1个自由度，达到完全定位,再用螺栓夹紧，然后进行铣削。
（2）精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
（三）制订工艺路线
1.工艺路线方案
工序1）铸造
2）时效处理
3）铣圆柱右端面
4）钻，扩，铰孔
5）检查
6）车圆弧，车圆弧端面
7）翻转车另一面
8）铣断
9）铣面
10）铣16mm槽
11）铣圆柱斜面
12）去毛刺
13）检查
（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定
根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：
1.铣圆柱右端面：
选择YT15硬质合金刀片
1）由表1铣削深度时，端铣刀直径为80mm，，Z=5
2）铣刀几何形状由表2
3）选择切削用量
（1）确定铣削深度：
由于加工余量不大，可在一次走刀内完成
（2）确定每齿进给量：
采用不对称端铣以提高进给量，根据表5当使用YT15铣床功率为7Kw时
4）选择铣刀磨铣标准及耐用度
由表7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为；由于铣刀直径故耐用度
4）确定切削速度v和每秒钟进给量
切削速度由表13时
各修正系数为
故
根据X52k型立铣床说明书（表24）选择
因此实际切削速度和每齿进给量
5）计算基本工时
式中由表20不对称安装铣刀入切削量及超切削量
故
2.钻，扩，铰孔
1）选择钻头：
选择高速钢麻花钻头，直径
钻头几何形状为（表1及表2）：
双锥修磨横刃，
2）选择切削用量
（1）确定进给量：
由表5当加工要求为7级精度，材料铸铁时时
由
时
按钻头强度确定进给量由表7当灰铸铁时时：
按机床进给机构强度确定进给量由表8灰铸铁时
时：
机床机构允许的轴向力为9800N。
Z535允许最大为15690N。
进给量
由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取
由表16可以查出钻孔时的轴向力在时为：
轴向力修正系数为1.0故
故可用
2）确定钻头磨钝标准及耐用度，
由表9时钻头后刀面最大磨损量取为
耐用度
3）确定切削速度
由表10加工性为第三类双横刃磨的钻头时
切削修正系数
故
4）加工工时其中
由表22
所以
扩孔：
24.7
按机床取
所以实际切削速度
工时：
切入
所以
铰孔：
取机床标准1.13r/s所以实际切削速度：
所以工时：
3.车圆弧及其中一端面
选刀杆尺寸：
刀片厚度：
粗车：
加工切削深度由表4
根据表1当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时：
切削修正系数：
故
由机床
半精车：
切削深度
由机床选
切削速度
由机床选
工时
4.铣断：
选择锯片刀
1）铣削宽度
时，
各修正系数：
所以：
工时：
所以：
5.铣面
1）确定切削深度
确定切削宽度：
由于加工余量不大，所以可一次走刀完成
2）确定每齿进给量
根据x52k铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度
根据表3
现取
3）选择铣刀磨钝标准及耐磨度
根据表7铣刀刀齿后刀面最大磨损为，镶齿铣刀（）耐用度
4）确定切削速度和每秒进给量
切削深度可根据表21中公式计算也可查表
根据表9当
时，
各修正系数为：
故
根据机床说明书选择
实际切削速度和每齿进给量为：
5）检查机床功率
根据表5当时，
切削功率的修正系数
所以实际切削功率为
根据机床说明书，机床主轴允许的功率为
因为，所以此切削用量可以采用。
即
6）计算工时
式中
根据表19入切削量及超切削量
则
故
6.铣槽卧式铣床直齿三面铣刀
1选择切削用量
1）确定铣削宽度
由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成
2）确定每齿进给量
由机床功率为由表3
取
3）铣刀磨钝标准及耐用度
由表7最大磨损量为耐用度为：
4）确定切削速度和每秒进给量
由表9当时
各修正系数为：
故
基本工时：
7.铣圆柱斜面
选YT15硬质合金刀片
每齿进给量铣床功率为7
取
铣刀磨钝标准及耐用度由表7铣刀刀齿后刀面最大磨损量
由表8耐用度
确定切削速度和每秒进给量
由表13时
各修正系数：
所以
基本工时：
三、夹具设计
（一）定位基准的选择
由零件图可知，φ55圆弧对孔有中心距要求，则用孔来定位，再用92×32平面来定位限制五个自由度，加一平面来辅助。
实际就变为一削边销和两平面定位的夹具。
（二）切削力及夹紧力的计算
切削刀具：
硬质合金内孔车刀，则
式中：
＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（）
计算结果=1459.699N
选用压板压紧，实际加紧力N应为
式中，和是夹具定位面及加紧面上的摩擦系数，＝＝0.5。
压板用螺母拧紧，由《机床夹具设计手册》表1-2-23得螺母拧紧力
根据杠杆原理压板实际加紧力为
此时已大于所需的1460N的夹紧力，故本夹具可安全工作。
（三）定位误差分析
定位元件尺寸及公差确定。
夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。
工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。
本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。
此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。
工件的定位基准为孔心。
工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：
Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。
但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。
（四）夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。
应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。
提高夹具性价比。
本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。
本工序为车φ55圆弧，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。
为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。
五参考文献
[1]孙巳德主编机械加工夹具手册。
北京：
机械工业出版社
[2]东北重型机械学院，洛阳农业机械学院编。
机床夹具设计手册上海：
上海科学技术出版社，1979
[3]艾兴主编。
切削用量手册北京：
机械工业出版社
[4]金属切削手册上海：
上海科学文化技术出版社
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