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1、B必甬If/案*琴Harbin I nstituteof Technology机械制造技术基础大作业题 目：院系：机械制诰及其自动化班级：0808103姓 名：XXX学号： 10808103XX哈尔滨工业大学一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨义。它位于车床变速机构中，主要起换 档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作， 获得所需的速度和扭矩的作用。 零 件上方的22孔与操纵机构相连，二下方的 55半孔则是用于与所控制齿轮所 在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。 两件零件铸为一体，加工时分 开。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200灰铸铁生产工艺简单，铸
2、造性能优良，但塑性较差、 脆性高，不适合磨削，为此以下是拨义需要加工的表面以及加工表面之间的位置 要求：1. 小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2. 大头半圆孔553. 小头孔端面、大头半圆孔上下 73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中 心线的垂直度误差为0.07mm小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm二、工艺规程设计（一）确定生产类型已知此拨义零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工 过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。（二）确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：零件材料为HT20Q考虑零件在机床运行过程中所受冲击不 大,零件结构乂比
3、较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查机械制 造工艺及设备设计指导手册（后称指导手册）选用铸件尺寸公差等级 CT9 级。（三）基面的选择（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 有若十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 40的外表面和底面为粗基准 加工22孔的上表面。（2）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。 因此选择精加工过的 22孔为精基准。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和加工过的孔为主要的定位精基准。三、
4、制定工艺路线工艺路线方案一：工序010粗铢40上端面（以22孔外表面及底面为基准）工序015扩、半精皎、精皎22孑L （以40上端面及22孔外表面为基准）工序020粗铢55上端面周径至 71mm（以22内孔及底面为基准）工序025粗铢55下端面周径至 71mm以40上端面及22内孔为基准）工序030粗鲤55孔（以40上端面及22内孔为基准）工序035钻、扩、半精皎、精皎8锥孔及钻M6底孔，攻M8螺纹（以40 上端面及55内孔为基准）工序040铢断工序045半精铢40上端面工序050半精铢55上端面，周径至 73mm工序055半精铢55下端面，周径至 73mm工序060半精鲤55孔工序065去毛
5、刺、检查工艺路线方案二：工序010粗铢40上端面（以22孔外表面及底面为基准）工序015粗铢55上端面周径至 71mm（以22孔外表面及底面为基准）工序020粗铢55下端面周径至 71mm以40上端面及22孔外表面为 基准）工序025粗鲤55孔（以40上端面及22孔外表面为基准）工序030扩、半精皎、精皎 22孔（以40上端面及55内孔为基准）工序035钻、扩、半精皎、精皎8锥孔及钻M6底孔，攻M8螺纹（以40 上端面及55内孔为基准）工序040铢断工序045半精铢40上端面工序050半精铢55上端面周径至 73mm工序055半精铢55下端面周径至 73mm工序060半精鲤55孔工序065去毛
6、刺、检查工艺方案比较分析上述两方案：方案一：先加工孔 22,再以上端面及 22内孔为基准加工 55 孔；方案二：先鲤孔 55,再以55内孔及上端面加工 22孔。由零件图可知 55孔的设计基为准22孔的中心线，所以加工55孔时定位基准最好为 22 孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求，所以方案一较为合理。四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨义零件材料为HT200硬度HBS17皈240,毛坯重量约1.0Kg生产大批采用金 届型铸造毛坯。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余 量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时
7、加工。2铸件的圆角半径，查简明设计手册选金届型铸造 R=3-5mm,拔模斜度外 表面0-15 0 ,自然失效处理以消除铸造应力。3铢40上端面加工余量及公差圆柱40上端面为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为 Ra3.2，要求粗铢、半精 铁。.半精铢的加工余量（单边）Z=0.8mm粗铢加工余量（单边）Z=1.2mm4加工22孔先铸造出20孔，再扩、半精皎、精皎。内孔精度要求IT7,查工艺手册确定工序尺寸及余量为: 扩孔： 中 21.8 2Z=1.8mm半精皎：中 21.94 2Z=0.14mm精皎: 20+0.02105铢中55上端面圆柱4 55两端面精度要求IT11,表面粗糙度值要求为Ra3.2
8、,要求粗铁，半精铢。半精铢的加工余量（单边）Z=0.8mm粗铢加工余量（单边）Z=4.2mm6铢4 55下端面圆柱4 55两端面精度要求IT11,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗锐,半精铢。半精铢的加工余量（单边）Z=0.8mm粗铢加工余量（单边）Z=4.2mm7加工中55孔毛坯为铸孔，内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.2,要求粗鲤、半精鲤，查工 艺手册确定工序尺寸及余量为：粗鲤中 53.5 , 2Z=3.5mm半精鲤中 55+0.4 , 2Z=1.5mm8钻锥孔中7.8及M6底孔；半精皎、精皎4 8锥孔，保证R1.6的表面粗糙度；攻M8螺纹半精皎加工余量2Z=0.14mm精皎加工余
9、量2Z=0.06mm五、确定切削用量及基本工时工序010 粗铢中40上端面。1. 刀具选择1选择刀具查切削手册选择YG6质合金刀具。铢前深度ap 6,铁削宽度ae90 , 端铁刀直径d o=100mm由丁采用标准硬质合金端铁刀，故齿数Z=10。2铢刀几何形状查表，由丁 HBS=20015Q。=0 , :。=8 , K=45 ,K疽。，k，=5。，k-2。，。o=8，b1.2。2. 选择切削用量1决定铢削深度ap一次走刀达到尺寸为50+0.8 （半精锐的加工余量）。2决定每齿进给量fz当使用 X52K型立式铢床 功率为 7.5KW,查表 有f =0.140.24mm/z, 取zf =0.18。
10、z3选择铁刀磨纯标准及刀具寿命查表铢刀刀面粗加工时最大磨损量为 2.0,由丁铢刀直径do=100mm故刀具寿命 T=180min。4查表当 d=100mm Z=10 , ap=2, f =0.18 , Vt=98m/min, nt=322r/min ,V ft =490mm/min各修正系数为：扁=品=咨疽0.89ksv = ksn=ksvf =0.8故：Vc=Vt* knV*ksv=98X 0.89 x 0.8=70m/minn = nt* kmn* ksn=322X 0.89 x 0.8=230r/minVf=Vft*kmvf* ksvf =490X 0.89 x 0.8=350.3mm/
11、min根据X52K型立式铁床说明书选择 nc =300r/min , Vfc =375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为Vc = n d。nC/1000 =3.14 X 100X 300 / 1000 =94.2 m/minf c=VfC/ ( nc XZ) =375 / (300X 10) =0.125mm/z5根据机床功率：查表当硬度 HBS= 170240 , ae v 90mm , ap 2.4mm, do =100 ， Z=10Vfc=375mm/min近似 d =3.8KWcc根据X52K型立铢说明机床主轴允许功率为 p =7.5 X 0.75=5.63KW cm故pcc
12、 计算基本工时tm = L / Vfc式中L=160mm查表有对称安装铁刀入切量及超切量Y+A =35 , 则L=(160+35)=195mm 故t m =仲5 / 375=0.52min。六、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。选择 粗铁中40上端面工序设计夹具，让它与 X52K型立式铢床配合使用，刀具为硬质 合金材料。1. 定位基准选择由丁是第一道工序，所以选择 中22孔底面为粗基准，用一个平面支撑；加上两 边中22孔外表面，用两个V型块夹紧。2. 切削力及夹紧力计算* XF *yF * aUF * z切削力的计算：F =也旦一L*kvqF wfkvd
13、o nc其中 cF=491，XF =1.0 , Yf =0.75, UF=1.1, Wf =0.2 , qF =1.3, kv=1.0 , nc=300r/min , g p=1.2mng ge =40mim f c=0.125mm/, z=10, d o=10。解得：F=57.5N在计算切削力是必须把安全系数考虑在内。安全系数k=k 1*K 2* K 3* K 4其中：K 为基本安全系数1.5k2为加工性质系数1.1 k3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以 K*F=114.8NK *F为克服水平切削力，实际夹紧力 N应为N*( f + f )=K*F，则N= K F 。f f1
14、2其中f及f为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f = f =0.25。则1212N=229.6N,该力比较小，而螺旋火紧装置传力系数大，自锁性能好，完全能满足夹紧力大小的要求。3. 定位误差分析本道工序由丁工序基准与加工基准重合，乂采用底面为主要定位基面，故定位误差Adw很小可以忽略不计。4. 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、 便丁操作、降低成本，提高夹具性价比。本道工序为铁床夹具选择了结构简单、 制造容易、夹紧行程大、传力系数大、自锁性能好的螺旋火紧装置。由丁切削余 量较小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。七、课程设计感言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及 大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深 入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学 生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。 由丁能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。参考文献1 孙已德，机床夹
