CA6140車床撥叉831002的課程設計(夾具圖毛坯圖裝配圖都有)

CA6140車床撥叉831002的課程設計(夾具圖毛坯圖裝配圖都有),ca6140,車床,課程設計,夾具,毛坯,裝配,圖都有 機械制造工藝學課程設計說明書設計題目 設計“CA6140車床撥叉，型號861002”零件的機械加工工藝及工藝設備設計者 ： 范青云 學號： 06號 指導教師： 吳矜仁目錄序言一 零件的分析 1（一） 零件的作用 .1（二） 零件的工藝分析.2二 工藝規(guī)程的設計3（一） 確定毛坯的制造形式.3（二） 基面的選擇.3（三） 制定工藝路線.3（四） 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定.5（五） 確立切削用量及基本工時.7三 夾具設計.13（一） 問題的提出13（二） 夾具設計.13四 參考文獻.17序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔與操縱機構相連，二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個端面。主要是60H12的孔。3. 銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側面。4. 以M221.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M221.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為M221.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.。（2） 16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1. 工藝路線方案一工序一 粗、鉆、擴、鉸、精鉸25、60孔工序二 粗、精銑60、25孔下端面。工序三 粗、精銑25孔上端面工序四 粗、精銑60孔上端面工序五 切斷。工序六 銑螺紋孔端面。工序七 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序八 攻M221.5螺紋。工序九 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十 粗銑 半精銑 精銑16H11的槽。工序十一 檢查。上面的工序加工不太合理，因為由經驗告訴我們大多數都應該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設備有一定要求。且看另一個方案。2. 工藝路線方案二工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 切斷。工序八 銑螺紋孔端面。工序九 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序十 攻M221.5螺紋。工序十一 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面工序十二 粗、半精銑 精銑16H11的槽。工序十三 檢查。上面工序可以適合大多數生產，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導致效率較低。再看另一方案。3. 工藝路線方案三工序一 粗、精銑25孔上端面。工序二 粗、精銑25孔下端面。工序三 鉆、擴、鉸、精鉸25孔。工序四 鉆、擴、鉸、精鉸60孔。工序五 粗、精銑60孔上端面工序六 粗、精銑60孔下端面。工序七 銑螺紋孔端面。工序八 鉆22孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 攻M221.5螺紋。工序十 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面。工序十一 粗、半精銑 精銑16H11的槽。工序十二 切斷。工序十三 檢查。 此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足，所以這個方案仍不是最好的工藝路線綜合考慮以上各方案的各不足因素，得到以下我的工藝路線。4. 工藝路線方案四工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔下端面。工序二 精銑25孔上下端面。工序三 以25孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸25孔,孔的精度達到IT7。工序四 以25孔為精基準，粗銑60孔上下端面。工序五 以25孔為精基準，精銑60孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序六 以25孔為精基準，鉆、鏜、鉸60孔，保證空的精度達到IT8。工序七 以25孔為精基準，銑螺紋孔端面。工序八 以25孔為精基準，鉆20孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 以25孔為精基準，鉆一個20孔，攻M221.5螺紋。工序十 以25孔為精基準，銑槽端面。工序十一 以25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08。工序十二 兩件銑斷工序十三 檢查。雖然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調整）。多次加工60、25孔是精度要求所致。以上工藝過程詳見圖3。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量1.45kg，生產類型為中批量，鑄造毛坯。據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表3.126，取25，60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 2mm半精銑 0.7mm3. 內孔（60已鑄成50的孔） 查工藝手冊表2.22.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔 5mm 擴孔 0.5mm鉸孔 0.1mm 精鉸 0mm 同上，零件25的孔也已鑄出15的孔。 工序尺寸加工余量： 鉆孔至23 余量為8mm 擴孔鉆 1.8 mm 粗鉸孔 0.14 mm 精鉸孔 0.06 mm4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 2.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 3.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：粗銑25孔上下端面。機床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數z=10,故據切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齒斜角s=15,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1.5mm。2. 切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。2）每齒進給量 機床功率為10kw。查切削手冊f=0.080.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨損及壽命 查機械切削用量手冊表8，壽命T=180min4）計算切削速度 按2表14， V=1.84n=7.32=6.445）計算基本工時tmL/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 精銑25孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,鑄造。加工要求：精銑25上下端面。機床： X6140臥式銑床。刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度ap=4,齒數z=10,故據切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齒斜角s=10,主刃Kr=60,過渡刃Kr=30,副刃Kr=5過渡刃寬b=1mm。2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查切削手冊表5 f=0.140.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨損及壽命 查切削手冊表8，壽命T=180min4） 計算切削速度 按切削手冊表14，查得 Vf6.44mm/s， 5） 計算基本工時tmL+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。工序三 以25孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸25孔，孔的精度達到IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進給量由do=23mm,查2表5 按鉆頭 按機床強度查1表10.1-2選擇最終決定選擇機床已有的進給量 （2）耐用度查2表9T=4500s=75min （3）切削速度查1表10.1-2n=50-2000r/min 取n=1000r/min. .計算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 鉸孔：選高速鋼鉸刀 精鉸：選高速鋼鉸刀 工序四 以25孔為精基準，鉆、粗鏜、 精鏜60孔，保證孔的精度達到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。選擇Z5163A鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查2表5鉆頭進給量 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇Z5163A機床已有的進給量 （2）計算工時選擇n=600r/min所以.選擇鏜刀選擇高速鋼鏜刀， 粗鏜時do=59.9mm選擇臥式鏜床T68, 粗鏜時 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r 精鏜時 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 粗銑 半精銑 精銑槽16H11的端面1. 選擇機床刀具 選擇立式銑床X53K硬質合金鋼Yab端銑刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 計算工時 半精銑 工序六 精銑槽16H11 本道工序精銑槽之前已進行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。1. 選擇機床及刀具機床 x61W型萬能銑床刀具 錯齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查1表8 國家標準 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齒數z=242. 計算切削用量（1） 由1表9.41和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r（2） 銑刀磨鈍標準和耐用度由1表9.46查得 磨鈍標準為 0.20.3 表9.47查得 耐用度為 T=150min （3） 切削速度 由1 式3.2 查表 9.48 得其中： 修正系數 m=0.5 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （4） 確定機床主軸速度 由3 按機床選取主軸轉速為6.33 r/s所以 實際切削速度為 3. 計算切削工時 工序七 銑螺紋孔頂面1. 選擇機床及刀具機床：X53K立式銑床。刀具：硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。2. 切削用量1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長度。2） 刀具耐用度 查2表 壽命T=180min。 3） 計算切削速度查2得 Vc0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s工序八 兩件銑斷三、 夾具設計設計工序精銑槽16H11的夾具。（一） 問題的提出本夾具要用于精銑槽16H11，對槽16H11的要求有：槽寬16H11 精度等級為IT12級，槽深8H12 精度等級為IT12級，槽兩側面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證槽的各加工精度，如何提高生產效率，降低勞動強度。 （二） 夾具設計1 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的25孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的25孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。2 切削力和夾緊力計算（1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 160mm z=24機床： x61W型萬能銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數 K=其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3. 定位誤差分析（1） 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。4. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。參考文獻1 2 趙家齊主編 機械制造工藝學課程設計指導書。北京：機械工業(yè)出版社3 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院編。機床夾具設計手冊 上海：上?？茖W技術出版社，19794 艾興，肖詩綱主編。切削用量手冊 北京：機械工業(yè)出版社5 金屬切削手冊 上海：上?？茖W文化技術出版社 制造工藝學課程設計機械制造工藝學課程設計說明書設計題目 設計“CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝及工藝設備設計者 范青云指導教師 吳矜仁機械制造工藝學課程設計任務書題目: 設計”CA6140車床撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4. 結構設計裝配圖 1張 5. 結構設計零件圖 1張 6. 課程設計說明書 1張序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔與操縱機構相連，二下方的50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個M8的螺紋孔。下端有一個47的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。2.以50為中心的加工表面這一組加工表面包括：50的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即50的孔上下兩個端面與20的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個32作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 鉆、擴、鉸、精鉸20、50孔。工序三 粗、精銑50孔上端面工序四 粗、精銑50、20孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序七 鉆一個4孔，攻M6螺紋。工序八 銑47凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高，但同時鉆三個孔，對設備有一定要求。且看另一個方案。2.工藝路線方案二工序一 粗、精銑20孔上端面。工序二 粗、精銑20孔下端面。工序三 鉆、擴、鉸、精鉸20孔。工序四 鉆、擴、鉸、精鉸50孔。工序五 粗、精銑50孔上端面工序六 粗、精銑50孔下端面。工序七 切斷。工序八 鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 鉆一個4孔，攻M6螺紋。工序十 銑47凸臺。工序十一 檢查。上面工序可以適合大多數生產，但效率較低。綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線。3.工藝路線方案三工序一 以32外圓為粗基準，粗銑20孔下端面。工序二 精銑20孔上下端面。工序三 以20孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。工序四 以20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達到IT7。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下端面。工序七 以20孔為精基準，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。工序八 以20孔為精基準，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。工序九 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻M6螺紋。工序十 以20孔為精基準，銑47凸臺。工序十一 檢查。雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線方案二快了一倍（實際銑削只有兩次，而且刀具不用調整）。多次加工50、20孔是精度要求所致。以上工藝過程詳見圖3。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量2.2kg，生產類型大批量，鑄造毛坯。據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（20，50端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取20，50端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1mm精銑 0mm2. 內孔（50已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為44mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一 以32外圓為粗基準，粗銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑20孔上下端面。機床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑20孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑20上下端面。機床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序三 以20孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸20孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。.計算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆： 鉸孔： 精鉸： 工序四 以20孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸50孔，保證空的精度達到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o11，二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 2.選擇切削用量（1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇Z550機床已有的進給量 經校驗 校驗成功。（2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.81.2mm，壽命擴孔后刀面最大磨損限度（查切）為0.9.mm，壽命鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查切）為.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。擴鉸和精鉸的切削用量同理如下：擴鉆： 鉸孔： 精鉸： .計算工時所有工步工時相同。工序五 切斷。工序六 以20孔為精基準，粗銑50孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。機床：XA5032臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗合格。6）計算基本工時tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.工序七 以20孔為精基準，精銑50孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.07。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。機床：XA5032臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗合格。6）計算基本工時tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.結果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以20孔為精基準，鉆4孔（裝配時鉆鉸錐孔）。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時工序九 以20孔為精基準，鉆一個4孔，攻M6螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數 故。查切機床實際轉速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以20孔為精基準，銑47凸臺。工序十一 檢查。其余幾步數據見工藝卡片。三、 夾具設計經過與老師協(xié)商，決定設計第IX道工序鉆M6孔的鉆床卡具。本卡具將用于Z525立式鉆床。刀具為M6絲錐，以及4的高速鋼麻花鉆。（一） 問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設計1 定位基準的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇20孔為基準，即以一面上一長銷（自由度限制數：5）配合以一擋銷（自由度限制數：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。2 切削力和卡緊力計算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 扭矩 由于扭矩很小，計算時可忽略?？ňo力為取系數 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實際卡緊力為 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機構快速人工卡緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。4. 卡具設計及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用快速螺旋卡緊機構。卡具上設置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。安徽機電職業(yè)技術學院 數控工程系 安徽機電職業(yè)技術學院Anhui jidian zhiye jishu xueyuan畢 業(yè) 設 計（論 文）課 題CA6140撥叉零件工藝及工裝設計 指導教師： X X X 姓 名： 吳 德 舉 班 級： 數控3051班 系 （部）： 數 控 工 程 系 2007 2008學年第一學期一、畢業(yè)設計（論文）的主要內容1、 進行CA6140撥叉零件加工工藝分析，制定工藝方案。分析CA6140撥叉零件的形狀、尺寸、工藝性及使用要求 ；確定合適的工藝方法；確定工序數量、工序的組合和先后順序，制定幾套可行方案，選擇一個經濟合理的方案。2、制定工藝卡片和工序卡片；3、夾具設計。 二、畢業(yè)設計（論文）的基本要求1、在規(guī)定的時間內按時按量完成設計任務；2、要會查閱相關資料和手冊；3、注意結合工廠實際進行零件加工方案的分析；4、注意設計說明書的完整性和統(tǒng)一性；5、會運用相關軟件。三、應收集的資料及主要參考文獻1、CA6140撥叉零件圖2、機械加工余量手冊3、機械加工工藝設計手冊4、機床夾具設計手冊5、相關書籍（數控加工工藝、機床夾具、公差配合與技術測量、工程材料、機械設計）四、畢業(yè)設計（論文）進度計劃起 迄 日 期工 作 內 容備 注04.18-04.2304.23-05.0405.05-05.201、工藝方案的確定。2、機械加工工藝卡片完成。3、零件圖、毛呸圖的完成。1、工序卡片的完成。2、書寫說明書。3、計算切削工時。1、查夾具手冊，設計夾具。2、畫夾具裝配圖。3、畫夾具零件圖。4、完成裝配圖實體。5、檢查修改，完成打印。目 錄一序言 5二夾具的概述62.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向2.3機床夾具及其功用 2.4機床夾具在機械加工中的作用2.5機床夾具組成和分類2.6機床夾具的分類2.7機床夾具設計特點2.8機床夾具的設計要求三零件的分析143.1零件的工藝分析四工藝規(guī)程設計 14 4.1確定毛坯的制造形式4.2基面的選擇4.3制定工藝路線4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定4.5確定切削用量及基本工時五夾具設計 275.1定位基準的選擇5.2定位誤差分析5.3切削力及夾緊力計算畢業(yè)小結33 參考文獻33一、序 言畢業(yè)設計在我們學完大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉： （1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。（2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。（3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。 就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！二、機床夾具概述 夾具最早出現在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現為夾具與機床的緊密結合。 2.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求 現代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。 綜上所述，現代生產對夾具提出了如下新的要求；（1）、能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期；（2）、能裝夾一組相似性特征的工件；（3）、適用于精密加工的高精度的機床；（4）、適用于各種現代化制造技術的新型技術；（5）、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。 2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向 現代夾具的發(fā)展方向表現為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：1 精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.20.5um。2 高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。3 柔性化夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。4 標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。2.3機床夾具及其功用2.3.1機床夾具 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床工件是使用的夾具稱為機床夾具，在現代生產過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本等，故機床夾具的設計在企業(yè)產品設計和制造以及生產技術裝備中占有極其主要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工件。2.3.2機床夾具的功能在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1.機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。（1）、定位 確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現的正的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。（2）.夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。2機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。 1）、對刀 調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 2）、導向 如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向元件制成模板形成故鉆床夾具長稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。2.4機床夾具在機械加工中的作用 在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有一些六個方面，然而在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求，生產成本個工人操作方面的要求以達到預期的效果。 （1）、保證加工精度 用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。（2）、提高勞動生產率 使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。（3）、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可家少工人的勞動強度保證生產安全。（4）、保證工藝紀律 在生產過程中使用夾具可確保生產周期，生產強度等工藝秩序。例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件的主要手段之一。（5）、降低生產成本 在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產成本。（6）、擴大機床工藝范圍這是生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。2.5機床夾具組成和分類 （1）、系統(tǒng)元件 （2）、夾緊元件 （3）、夾具體 （4）、連接元件 （5）、對刀與導向裝置 （6）、其他元件或裝置一機床夾具的基本組成部分 雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。1.定位元件 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。3.夾具體 通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。二、幾夾具的其他組成部分 為滿足夾具的餓其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件個裝置。1.連接元件根據機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。2.對刀與導向裝置對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。 導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導刀具進行切削。3.其他元件和裝置 根據加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機器人等。2.6機床夾具的分類 1、按夾具的通用特性分類 這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具等五大類。 （1）、通用夾具 通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產中。 （2）、專用夾具專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。 （3）、可調夾具 可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產中上午有較好的經濟效應。 （4）、組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用家句數量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾具也已商品化。 （5）、自動化生產專用夾具 自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現代化，在企業(yè)中數控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數控機床的加工要求，數控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。 2、按夾具使用的機床分類 這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。 1.4、機床夾具的設計特點和要求 1、用加劇裝夾工件的優(yōu)點如下： 1）、所保證加工精度 用夾具裝夾工件時工件相對刀具及機床的位置由夾具保證不受工人技術的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2）、提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機構，進一步提高勞動生產率。 3）、能擴大機床的使用范圍 4）、能降低成本 在批量生產后使用夾具后，由于勞動生產率的提高，使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分攤在一批工件上，沒個工件制造的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本，元件批量越大使用夾具所取得的經濟效應就越大。 5）、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。 當采用氣動、液動等夾緊裝置時可減少工人的勞動強度，保證安全生產延長工人的操作壽命，提高企業(yè)整體的技術水平。 27機床夾具設計特點 機床夾具設計與其他裝備設計比較有較大的差別，主要表現在以下五個方面： （1）、要有較短的設計和制造周期，一般沒有條件對夾具進行原理性實驗和復雜的計算工作； （2）、夾具的精度一般比工件的精度變了三倍； （3）、夾具在一般情況下是單體制造的，重復制造的機會通常要求夾具在投產時一次成功。 （4）、夾具和操作工人的關系非常的密切，要求夾具與生產條件和操作密切結合。 （5）、夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設計的工藝要求。 2.8機床夾具的設計要求 設計夾具時，應滿足下列四項基本要求 （1）、保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。 （2）、保證工人的造作安全； （3）、達到加工的造作生產率要求 （4）、滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應三、零件的分析3.1零件的工藝分析該零件兩個面都沒有尺寸精度的要求，也無粗糙度的要求。25的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。因是大批量生產，所以需用鉆削。保證其加工精度。下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗銑再精銑來滿足精度的要求，同時保證25的孔和叉口的垂直度。同時該零件上還需加工4016的槽，其粗糙度值為6.3，所以一次銑銷即可。但同時要滿足該槽與25的孔的垂直度。四、工藝規(guī)程設計 4.1確定毛坯的制造形式 根據機械制造工藝設計簡明手冊（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為HT200，采用鑄造。根據機械加工工藝師手冊（機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），得知大批量生產的鑄造方法有兩種金屬模機械砂型鑄造和壓鑄，由于壓鑄的設備太昂貴，根據手冊數據采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。 4.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。 因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇40mm圓一個端面作為粗基準加工另一個端面。再加一個鉤形壓板和一個V形塊限制自由度，達到完全定位。（2）精基準的選擇。 主要因該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 4.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案一： 工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。以40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。工序：銑55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：粗、精銑的叉口的內圓面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：粗銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：精銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：粗銑4016的槽，以25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：切斷55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序檢驗。工藝路線方案二：工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。以40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。工序：銑55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：粗、精銑的叉口的內圓面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：切斷55叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：粗銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：精銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：粗銑4016的槽，以25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序檢驗。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝卡片”。以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現仍有問題，主要表現在25的孔及其16的槽和55的端面加工要求上,以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆mm的孔。由此可以看出：先鉆25的孔，再由它定位加工55的內圓面及端面，保證25的孔與55的叉口的端面相垂直。因此，加工以鉆25的孔為準。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。具體方案如下： 工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。以40外圓和其端面為基準，選用Z5120A立式鉆床加專用夾具。工序：銑55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：粗、精銑的叉口的內圓面。利用25的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序：粗銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：精銑353的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：粗銑4016的槽，以25的孔定位，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序：切斷55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序檢驗。4.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT200，硬度170220HBS，毛坯重量約1.12kg。根據機械加工工藝師手冊（以下簡稱工藝手冊機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編）知生產類型為大批生產，采用金屬模鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、毛坯余量及尺寸的確定毛坯余量及尺寸的確定主要是為了設計毛坯圖樣，從而為工件毛坯的制造作準備，該工序在這里不做詳細說明，主要說明一下毛坯尺寸及相應公差的確定，以便毛坯制造者參考。根據機械加工工藝師手冊（以下簡稱工藝手冊機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），結合加工表面的精度要求和工廠實際，要合理地處理好毛坯余量同機械加工工序余量之間的不足。 （1）粗銑55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。該端面的表面粗糙度為3.2，所以先粗銑再精銑。查機械加工余量手冊（以下簡稱余量手冊機械工業(yè)出版社、孫本序主編）中的表4-2成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。再查表4-2查得加工余量為2.0 mm。由工藝手冊表2.2-1至表2.2-4和機械制造工藝與機床夾具（機械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編）中表1-15及工廠實際可得：Z=2.0mm，公差值為T=1.6mm。(2)加工353的上表面的加工余量及公差。同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.3 mm。（3）銑4016的槽的上表面的加工余量及公差。同上方法得：2Z=4.0，公差值為1.6 mm。2、各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定（1） 鉆25的孔加工余量及公差。毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7IT9之間，參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=0.12 mm，鉆孔23mm擴孔24.8 mm 2Z=1.8 mm鉸孔25 mm 2Z=0.2 mm 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。25 mm的孔的加工余量和工序間余量及公差分布圖見圖1。由圖可知：工序加工尺寸及公差鑄件毛坯鉆孔擴孔粗鉸精鉸加工前尺寸最大2324.824.94最小22.524.4524.79加工后尺寸最大2324.824.9425最小22.524.4524.7924.95加工余量2324.824.9425由圖可知：毛坯名義尺寸： 42（mm）鉆孔時的最大尺寸： 23（mm）鉆孔時的最小尺寸： 22.5（mm）擴孔時的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）擴孔時的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）粗鉸孔時的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）粗鉸孔時的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）精鉸孔時的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）精鉸孔時的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm）(2)銑55的叉口及上、下端面因為叉口的粗糙度為3.2，所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.4 mm 粗銑55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0精銑55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0（3）粗銑353的上端面因為該面的粗糙度為6.3，所以粗銑一次即可。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.3mm粗銑353的上端面 2z=2.0 （4）粗銑4016的上表面此面的粗糙度要求為3.2，所以分粗精加工即可。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.6mm，其偏差0.7粗銑4016的上表面 2Z=2.0（5）銑4016的槽此面的粗糙度要求為3.2，所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T= 1.6mm 。粗銑4016的槽 2Z=2.0精銑4016的槽 2Z=2.0（6）切斷55叉口4.5確定切削用量及基本工時工序： 鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。1.加工條件工件材料：灰鑄鐵HT200加工要求：鉆25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6 m；先鉆23的孔在擴24.8的孔，再粗鉸24.94孔，再精鉸25孔。機床：Z5125A立式鉆床。刀具：23麻花鉆，24.8的擴刀，鉸刀。2.計算切削用量（1）鉆23的孔。進給量查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導P47表2-23鉆孔進給量f為0.390.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75，則f=(0.390.47)0.75=0.290.35mm/r，查表得出，現取f=0.25mm/r。此工序采用23的麻花鉆。所以進給量f= 0.25mm/z 鉆削速度切削速度：根據手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。根據手冊nw=300r/min,故切削速度為 切削工時l=23mm，l1=13.2mm.查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 擴孔的進給量查切削用量手冊表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴24.8的孔時的進給量,并根據機床規(guī)格選取 F=0.3 mm/z切削速度擴孔鉆擴孔的切削速度,根據工藝手冊表28-2確定為 V=0.4V 鉆其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故 V=0.421.67=8.668m/min按機床選取nw=195r/min.切削工時切削工時時切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm 粗鉸孔時的進給量根據有關資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/21/3,故F=1/3f鉆=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V鉆=1/321.67=7.22m/min切削速度按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度切削工時切削工時,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm. 精鉸孔時的進給量根據有關資料介紹,鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/21/3,故F=1/3f鉆=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V鉆=1/321.67=7.22m/min切削速度按機床選取nw=195r/min,所以實際切削速度切削工時切削工時,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.工序：銑55的叉口的上、下端面。 進給量采用端銑刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（吳拓、方瓊珊主編）。故進給量f=0.6mm銑削速度：（m/min） （表9.4-8）由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為918m/min根據實際情況查表得V=15 m/min切削工時引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序銑55的叉口進給量由工藝手冊表3.1-29查得采用硬質合金立銑刀,齒數為5個，由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表5-5得硬質合金立銑刀每齒進給量f為0.150.30，由手冊得f取0.15mm/z 故進給量f=0.75 mm/z. 銑削速度：由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表5-6得硬質合金立銑刀切削速度為4590mm/min, 由手冊得V取70mm/min.切削工時引入l=2mm，引出l1=2mm，l3=75mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序：銑353的上端面。 進給量采用端銑刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導，吳拓、方瓊珊主編）。故進給量f=0.6mm銑削速度：（m/min） （表9.4-8）由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為918m/min根據實際情況查表得V=15 m/min切削工時切入l=3mm,行程l1=35。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序：銑4016槽的表面。 進給量該槽面可用變速鋼三面刃銑刀加工，由前定余量為2mm故可一次銑出，銑刀規(guī)格為32，齒數為8。由工藝手冊表2.4-73，取每齒進給量為0.15mm/z,ap=2mm故總的進給量為f=0.158=1.2 mm/z。 切削速度由工藝手冊表3.1-74,取主軸轉速為190r/min。則相應的切削速度為：切削工時切入l=2mm切出l1=2mm,行程量l3=40mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序銑4016的槽。進給量的槽可用高速鋼三面刃銑刀加工，銑刀規(guī)格為16，齒數為10。由機械加工工藝師手冊表21-5，取每齒進給量為0.15mm/z,ap=2mm，故總的進給量為f=0.1510=1.5 mm/z。 切削速度由工藝手冊表3.1-74,取主軸轉速為190r/min。則相應的切削速度為：切削工時切入l=2mm，切出l1=2mm行程量l2=40mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序：切斷55叉口。 進給量采用切斷刀，齒數4，每齒進給量=0.15mm/z（機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（吳拓、方瓊珊主編）。故進給量f=0.6mm銑削速度：（m/min） （表9.4-8）由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表5-6得切削速度為918m/min根據實際情況查表得V=15 m/min切削工時切出l=2mm，切出l1=2mm,行程量=75mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序：檢驗。五、夾具設計夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。（一）提出問題（1）怎樣限制零件的自由度；V形塊限制4個自由度，定位塊限制1個自由度，限位銷限制1個自由度。（2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件，定位塊起支撐工件的作用。（3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用麻花鉆和擴刀、鉸刀，排削通過鉆模板與工件之間的間隙排削。（4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。（二）設計思想設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。本夾具主要用來對25H7孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra1.6，鉆、擴、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產效率，降低勞動強度。（三）夾具設計1、定位分析（1）定位基準的選擇據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。故加工25H7孔時，采用40的外圓面和其的下端面作為定位基準。（2）定位誤差的分析定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合B=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。Y=0.707d=0.7070.025mm=0.0177mm 2、切削力及夾緊力的計算刀具：23的麻花鉆，24.8的擴孔鉆，鉸刀。鉆孔切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P鉆削力t鉆削深度, 80mmS每轉進給量, 0.25mmD麻花鉆直徑, 23mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =800（N）鉆孔的扭矩： 式中 S每轉進給量, 0.25mmD麻花鉆直徑, 23mmHB布氏硬度，140HBS=0.014=1580(NM)擴孔時的切削力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，得鉆削力計算公式：式中 P切削力t鉆削深度, 80mmS每轉進給量, 0.3mmD擴孔鉆直徑, 24.8mmHB布氏硬度，140HBS 所以 = 873（N）擴孔的扭矩： 式中 t鉆削深度, 80mmS每轉進給量, 0.3mmD麻花鉆直徑, 24.8mmHB布氏硬度，140HBS =1263（NM）鉆孔夾緊力：查機床夾具設計手冊P70表3-6，查得工件以V形塊和定位塊定位時所需夾緊力計算公式：式中 螺紋摩擦角平頭螺桿端的直徑工件與夾緊元件之間的摩擦系數,0.16螺桿直徑 螺紋升角Q 手柄作用力L 手柄長度則所需夾緊力 =399（N）根據手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。3、夾具操作說明此次設計的夾具夾緊原理為：通過40外圓、平面和側面為定位基準，在V形塊、支承板和擋銷上實現完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構夾緊工件。 畢業(yè)設計小結 通過這次畢業(yè)設計，我有了很大的收獲學到了很多的東西本次畢業(yè)設計是我們學玩了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課后進行的這是我們即將離開學院走上工作崗位之前對所學各課進行的一次全面的、深入的、綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，是我們在走上工作崗位之前一次極好的學習機會，因此它在望沒的兩年大學生活中占有積極重要的地位。 就我個人而言，我通過本次畢業(yè)設計對自己在大學中所學的知識進行一次良好的回顧，并在次基礎上有所提高，對自己將來從事的工作進行一次適應性的訓練，從而鍛煉自己發(fā)現問題、思考問題解決問題的能力，并培養(yǎng)認真、嚴謹的專業(yè)精神，為以后參加國家的工業(yè)化建設打下一個良好的基礎，為早日實現國家的大爺現代化貢獻一份力量。 由于個人的能力有限，設計尚有諸多不足之處懇請老師大力支持，在次不勝感謝。參考文獻1、楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，20012、李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，19943、孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，19994、機床夾具設計手冊.北京：中國科學技術出版社5、趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工業(yè)出版社，20006、劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，20007、田春霞主編.數控加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，20068、吳拓、方瓊珊主編. 機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社，2005 9、黃云清主編.公差配合與測量技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001 34數控技術專業(yè)