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序 言
機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設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。
由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。
一、 零件的分析
（一） 零件的作用：
題目所給的零件是CA6140車的杠桿。它位于廂體內(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機床工作臺的運動方向。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,所有技術要求都是為了機床總體裝配.
(二)零件的工藝分析：
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。
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，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)省時間又能達到技術要求。
2、加工中間孔，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的加工，為達到題目要求我們采取鉆、擴、半精鉸、精鉸的工序過程。最終完成。
3、以中間孔為基準加工60—45的平面，此面表面粗糙度為6.3。采用粗銑即達到要求。
4、端面加工與底面加工相同，即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。
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、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》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。
7、加工M6螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》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。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。
由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。
二、工藝規(guī)程設計
（一）確定毛坯的制造形式。
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)省成本的最佳方法。
（二） 基準面的選擇
基準面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要過程之一。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，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務。
粗基準的選擇對于本杠桿來說是至關重要的，對于一般零件而言，應以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目我們以的孔為精基準，基本滿足要求。
（三） 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，是應該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應該考慮經(jīng)濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。
工藝路線方案：
工序：1/、鑄造；
2/、時效處理；
3/、精銑、半精銑底面；
4/、鉆、擴、半精鉸孔；
5/、檢驗；
6/、粗銑60—45平面；
7/、粗銑、半精銑端面；
8/、鉆φ12.7孔；
9/、鉆M8底孔φ6.7、锪φ14孔、攻絲M8；
10/、鉆M6底孔φ5.2、倒角120°、攻絲M6；
11/、檢驗。
（四） 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“杠桿”零件的材料為HT200，硬度HB170—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)）
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：
1、 零件底面：
此地面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。
e=C
式中 e ——余量值；
——鑄件的最大尺寸；
A ——加工表面最大尺寸；
C ——系數(shù)；
e=0.55×
=2.5mm
滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。
2、 端面和60—45面：
因為端面和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，
e=1.5
滿足《機械加工工藝設計實用手冊》表6-93的要求。
3、中間孔
毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機械加工工藝設計實用手冊》確定尺寸和余量。
鉆孔：φ23
擴孔：φ24.8 e=1.8mm
粗鉸：φ24.94 e=0.14mm
精鉸：φ e=0.06mm
4、M8螺紋孔
毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。
鉆M8底孔φ6.7；
锪φ14孔； e= 7.4mm
攻絲M8； e= 1.3mm
5、M6螺紋孔
毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M6底孔為5.2為零件滿足要求確定尺寸余量如下。
鉆M6底孔φ5.2；
倒角120°；
攻絲M6； e=0.8mm
6、鉆φ12.7孔
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)《機械加工工藝設計實用手冊》確定加工方法。
鉆φ12.7孔。
（五） 確定切削用量及基本工時
1、工序Ⅲ：銑削底面
（1）、粗銑
a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床
刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85
其中d=80mm, L=82mm , l=22mm
b/計算切削用量：=1mm
由《切削用量手冊》表9.4-2可知：
f=
由《切削用量手冊》表9.4-8可知：
由《切削用量手冊》表9.4-7可知：
T=150
V==13m/min
=0.22m/s
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n==7r/s=420r/min
按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切削工時：
（2）半精銑：
=0.7mm
由《切削用量手冊》表9.4-2可知：
f=
由《切削用量手冊》表9.4-8可知：
由《切削用量手冊》表9.4-7可知：
T=100
V==13m/min
=0.23m/s
按機床選取：
實際機床選?。?v=
切削工時：
T=89.6s+89s=176.8s=0.56min
2、工序Ⅳ：鉆孔
（1）、鉆φ23孔
由《機械加工工藝實用手冊》表15-34
f=0.35mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表15-37
v=0.35m/s=21m/min
==4.85r/s(290r/min)
按機床選取：
切入 切出 l=30mm
（2）、擴φ24.8孔
由《機械加工工藝實用手冊》表15-41
f=1.0mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表15-37
v=24.3m/min=0.39m/s
==5r/s(300r/min)
按機床選取：
l=30mm
（3）、粗鉸φ24.94孔 精鉸φ孔
由經(jīng)驗可知：工時可以忽略。
3、工序Ⅵ：粗銑60—45平面
a/加工條件：機床：T616臥式銑鏜床
刀具：莫壓錐柄立銑刀GB1106-85
其中d=80mm, L=82mm , l=22mm
b/計算切削用量：=3mm
由《切削用量手冊》表9.4-2可知：
f=
由《切削用量手冊》表9.4-8可知：
由《切削用量手冊》表9.4-7可知：
T=150
V==13m/min
=0.22m/s
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n==7r/s=420r/min
按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切削工時： =
4、工序Ⅶ：粗銑、半精銑端面
（1）、粗銑
計算切削用量：=1mm
由《切削用量手冊》表9.4-2可知：
f=
由《切削用量手冊》表9.4-8可知：
由《切削用量手冊》表9.4-7可知：
T=60
V==15.3m/min
=0.26m/s
確定主軸轉(zhuǎn)速：
n==8.28r/s=496.8r/min
按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切削工時：
（2）、半精銑：
=0.5mm
由《切削用量手冊》表9.4-2可知：
f=
由《切削用量手冊》表9.4-8可知：
由《切削用量手冊》表9.4-7可知：
T=60
V==17.1m/min
=0.29m/s
按機床選?。?
實際機床選?。?v=
切削工時：
T=16.8s+16.8s=176.8s=0.56min
5、工序Ⅷ：鉆φ12.7孔
由《機械加工工藝實用手冊》表15-33
f=0.40mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表15-37
v=0.35m/s=21m/min
==8.87r/s=526r/min
按機床選?。?
切入 切出 l=30mm
計算工時
6、工序Ⅸ：鉆M8孔
（1）、鉆M8底孔φ6.7
由《機械加工工藝實用手冊》表15-41
f=0.40mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9
v=0.195m/s
==7.76r/s=465.8r/min
按機床選取：
l=28mm
計算工時:
（2）、锪φ14孔
锪孔時間短可忽略不記.
（3）、攻絲M8
由《機械加工工藝實用手冊》表3-38
f=0.2mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表3-38
v=0.35m/s
==8.78r/s=526r/min
按機床選?。?
l=25mm
計算工時:
T=12s+42s=54s=0.9min
7、工序Ⅹ：鉆M6孔
（1）、鉆M6底孔φ5.2
由《機械加工工藝實用手冊》表15-41
f=0.30mm/r
由《機械加工工藝實用手冊》表10.4-9
v=0.161m/s
==9.86r/s=591.6r/min
按機床選?。?
對于孔1：
對于孔2：
記算工時 ：
（2）、倒角120°
倒角的工時可以忽略不記。
（3）、攻絲M6
由《機械加工工藝實用手冊》表16.2-4
==238.8r/s=14331r/min
攻通孔螺紋:
攻不通孔螺紋:
記算工時 ：
T=0.28+0.1=0.38min=22.8s
式中:
—— 工件的螺紋長度;
—— 絲錐切削錐長度；
—— 攻絲時的轉(zhuǎn)速；
—— 絲錐退出時的轉(zhuǎn)速；
—— 工件的轉(zhuǎn)速；值為1mm.
—— 攻螺紋時的超切量，取=（2~3）；
三、 夾 具 設 計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑端面，在銑端面時，為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。
3.2定位基準的選擇
由零件圖可知：在對銑端面進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，銑該槽時其對孔的中心線有對稱度以及兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達到要求的范圍之內(nèi)，采用一面一銷兩支撐銷的定位方式，這種定位在結構上簡單易操作。
3.3 切削力及夾緊分析計算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關幾何參數(shù)：
由參考文獻[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
查參考文獻[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：
式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.
由表得：原動力計算公式
即：
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。
3.4 誤差分析與計算
該夾具以一面一銷兩支撐銷定位。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示：
由參考文獻[5]可得：
⑴定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設計與選用
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
3.6 夾具設計及操作的簡要說明
如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
參考文獻：
（一）：《機械制造工藝設計簡明手冊》 主編：李益民 機械工業(yè)出版社
（二）：《機械制造工藝學課程設計指導書》 主編：趙家齊 等 機械工業(yè)出版社
（三）：《機械加工工業(yè)手冊》 機械工業(yè)出版社
（四）：《金屬切削機床設計手冊》 機械工業(yè)出版社
（五）：《機械加工工藝設計實用手冊》 主編：張耀霍 機械工業(yè)出版社
（六）：《機床夾具設計主編》 主編：徐發(fā)仁 重慶大學出版社
（七）：《機床夾具設計手冊》 主編：東北重型機械學院
洛陽工學院
第一汽車制造廠職工大學
上?？茖W技術出版社
（八）：《機械設計課程設計》 主編：潘承怡 哈爾濱理工大學
14
機械加工工序卡片
產(chǎn)品名稱及型號
零件名稱
零件圖號
工序名稱
工序號
第 1 頁
杠桿（CA6140車床）
杠桿
A3
銑平面
共 1 頁
車間
工段
材料名稱
材料牌號
力學性能
灰鑄鐵
HT200
同時加工
件數(shù)
每料件數(shù)
技術等級
單件時間
（min）
準備—終結
時間（min）
1
1
設備名稱
設備編號
夾具名稱
夾具編號
工作液
臥式銑床
T616
專用夾具
更
改
內(nèi)
容
工
步
號
工 步 內(nèi) 容
計算數(shù)據(jù)（mm）
走
刀
次
數(shù)
切 削 用 量
工時定額（min）
刀具、量具
及輔助工具
直
徑
或
長
度
進
給
長
度
單
邊
余
量
背吃
刀量
（mm）
進給量
（mm/r）
或
（mm/min）
切削速度
（r/min）
或雙行程數(shù)
（mm/min）
切削
速度
(m/min)
基
本
時
間
輔
助
時
間
工 作 地
服
務
時
間
工
步
號
名
稱
規(guī)
格
編
號
數(shù)
量
1
2
粗銑30×30
精銑30×30
30
30
30
30
1
1
3
300
1225
91
編制
徐福凱
抄寫
校對
審核
批準
機械加工
工藝過程
卡片
產(chǎn)品名稱
及型號
CA6140
零件名稱
杠桿
零件圖號
A3
材料
名稱
鑄鐵
毛坯
種類
鑄件
零件重量
（kg）
毛重
第1 頁
牌號
HT200
尺寸
177×168×150
凈重
共 1 頁
性能
每料件數(shù)
每臺件數(shù)
每批件數(shù)
工序號
工序內(nèi)容
加工車間
設備名稱及編號
工藝裝備名稱及編號
技術等級
時間定額（min）
夾具
刀具
量具
單件
準備-終結
1
2
3
4
5
6
7
粗銑半精銑底面
鉆擴鉸Ф25的孔
銑削端面一
鉆削Ф12.7孔
粗銑半精銑端面二
加工Ф5.2孔攻M6螺紋
鉆M8底孔、锪Ф14孔、
攻絲M8
機加
機加
機加
機加
機加
機加
機加
X5201
Z535
X5201
Z535
X5201
Z535
Z535
專用夾具
專用夾具
專用夾具
專用夾具
專用夾具
專用夾具
專用夾具
端銑刀
高速鋼麻花鉆頭
擴孔鉆
端銑刀
高速鋼麻花鉆頭
端銑刀
高速鋼麻花鉆頭
絲錐
高速鋼麻花鉆頭
锪鉆
絲錐
游標卡尺
內(nèi)徑千分尺
游標卡尺
內(nèi)徑千分尺
游標卡尺
螺紋塞規(guī)
螺紋塞規(guī)
0.30
0.41
0.33
0.38
0.41
0.44
0.51
更改
內(nèi)容
編制
徐福凱
抄寫
校對
審核
批準