CA6140撥叉831007的鉆φ22孔夾具設計及加工工藝規(guī)程裝備【含5張CAD圖帶過程、工序卡】
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- 1 -制定 CA6140 撥叉零件 8310107 的加工工藝，設計鉆鉸 Φ22 孔的鉆床夾具目 錄第 1 章 緒論 ............................................................................................11.1 課題背景 .........................................................................................11.2 目的 ...............................................................................................11.3 夾具設計中的特點...................................................................................11.4 夾具設計需保證的條件………………………………………………..11.5 夾具的發(fā)展趨勢.. ……………………………………………….............21.6 設計要求 …………………………………………………………………21.7 設計內容 …………………………………………………………………2第 2 章 零件分析 ......................................................................................32.1 零件的作用 .....................................................................................32.2 零件的工藝分析 .............................................................................3第 3 章 工藝規(guī)程設計 ..............................................................................43.1 確定毛坯制造形式 .........................................................................43.2 基面的選擇 .....................................................................................43.2.1 粗基準的選擇 .............................................................................43.2.2 精基準的選擇 .............................................................................43.3 制定工藝路線 .................................................................................4第 4 章 專用夾具設計 ............................................................................124.1 定位基準的選擇 ...........................................................................124.2 切削力及夾緊力的計算 ...............................................................124.3 定位誤差分析 ...............................................................................124.4 夾具設計及操作的簡要說明…………………………………...........12課程設計心得體會 ..................................................................................14參考文獻 ..................................................................................................15 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 2 -第 1 章 緒論1.1 課題背景制定 CA6140 撥叉的加工工藝，設計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)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。提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。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。 1.2 目的課程設計是我們對所學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。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。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行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國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！1.3 夾具設計中的特點1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4 夾具設計需保證的條件1.夾具的結構應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結構的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 3 -1.5 夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結構、新工藝、新材料來設計和制造夾具。1.6 設計要求1.制訂零件機械加工工藝，填寫機械零件加工工藝過程卡一張，設計鉆鉸孔工序的工序卡一張； 2.設計指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖；3.編寫機械制造工藝課程設計說明書一份；4.中批生產(chǎn)；5.選用通用設備。1.7 設計內容1.繪制零件圖；2.編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝卡及工序卡各一張；3.設計指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計算機繪圖；4.設計卡具的非標零件圖，要求計算機繪圖；5.編寫設計說明書一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。6.答辯時交全套夾具工程圖紙、設計說明書、工程過程卡和工序卡； 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 4 -第 2 章 零件的分析2.1 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 φ22 孔與操縱機構相連，二下方的 φ55 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。2.2 零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：2.2.1 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2.2.2 大頭半圓孔 Ф2.2.3 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 5 -第 3 章 工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200?？紤]到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，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級 CT9 級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 3.2 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擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.2.1 粗基準的選擇以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。這樣就可以達到限制五個自由度，再加上垂直的一個機械加緊，就可以達到完全定位。3.2.2 精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔內圓柱表面為輔助的定位精基準。當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門的計算，此處不再重復。3.3 制訂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。再生產(chǎn)綱領已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)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(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下： 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 6 -1 機床的選擇：工序 010～060 均為銑平面，可采用 X6140 臥式銑床。工序 070～080 采用鉆床。工序 工序內容定位基準工序 工序內容定位基準010 粗銑兩端小頭孔上端面T1 及小頭孔外圓100 半精鏜中間孔T1 及小頭孔外圓020 粗銑中間孔上端面T1 及小頭孔外圓110 鉆 2-錐銷8?孔、螺紋M孔、功螺紋T1 及小頭孔030 粗銑中間孔下端面T3 及小頭孔外圓120 銑斷 T1、D1040 精銑兩端小頭孔上端面T1 及小頭孔外圓130 去毛刺050 精銑中間孔上端面T1 及小頭孔外圓140 檢查060 精銑中間孔下端面T3 及小頭孔外圓150 若某道工序有誤返工070 擴兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓080 精鉸兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓090 擴中間孔T1 及小頭孔外圓 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 7 -工序 090～100 采用鏜床。工序 110 采用鉆床。多刀具組合機床。工序 120 采用銑斷機床。2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉸孔 ，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。513H?4 選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5 其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。1 圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：工序余量加工表面加工內容加工余量精度等級工序尺寸 表面粗糙度 ()Ram?最小最大鑄件6 CT9 492.0??擴孔5.8 IT12 5.86.3 2.0 6.25513H?（D2）半精鏜0.2 IT10 0.12?3.2 0.050.25擴孔5.84IT12 .8?6.3 2.0 6.250.21??精鉸孔0.06IT7 0.21?1.6 0.050.252 平面工序尺寸：工序余量工序號工序內容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序尺寸偏差最小 最大鑄件 2.5 CT9010 粗銑兩端2 58.5 12 0.25?1.60 3.60 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 8 -小頭孔上端面020 粗銑中間孔上端面6 27 12 0.25?1.65 6.5030 粗銑中間孔下端面6 21 12 0.25?1.75 6.5040 精銑兩端小頭孔上端面0.5 58 11 0.16?0. 35 1.16050 精銑中間孔上端面0.5 20.5 10 0.6??0.47 1.12060 精銑中間孔下端面0.5 20 10 0.6??0.47 1.123 確定切削用量及時間定額：工序 010 以 T1 為粗基準，粗銑 φ22 孔上端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑 φ22 孔上端面。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 aePcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 020 和工序 030 以 T1 及小頭孔外圓為基準 φ55 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：精銑 φ55 上端面。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 aePcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準，擴、精鉸 φ22 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α o＝12°，二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10??3?2.選擇切削用量（1）決定進給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120??dl所以， r/0.?按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rf/5.1 rmf/3.0最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 rmf/48.0?ax69Ff??校驗成功。（2）鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.5～０.８mm，壽命．min60?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/180.1?TVK.MV0.1?tvK故 。0.Kx.10?apv rmc/8min/3.180rdvns??查《簡明手冊》機床實際轉速為 in/27rc? 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 11 -故實際的切削速度 rmndvsc/4.150??３.計算工時 in.45.1273???nfLtm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： min/27r?rmf/48.0?min/4.15vc?d8.190?精鉸： i/rnrf/. in/.15vc 720ITd工序 090 和 100 T1 及小頭孔外圓為基準，擴、半精鏜 φ55 孔。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 α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??3?2.選擇切削用量（1）決定進給量沒查《簡明手冊》 rmf/.~按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 經(jīng)校驗rf/4.校驗成功。max450126FFf??（2）鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.8～1.2mm，壽命 min140?T擴孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.9～１.４mm，壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為０.６～０.９mm，壽命 m12 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 12 -（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/20?0.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1Kx.1apv rmc/2in/6.320rdvns?查《簡明手冊》機床實際轉速為 in/125rc?故實際的切削速度 mndvsc/8.10??擴鉸和半精鉸的切削用量同理如下：擴鉆： i/25rrf/40.?min/5.19vc?md7.490?半精鉸： in/1r?rmf/. i/6.vc50IT３.計算工時 in52.03.1287????nfLtm所有工步工時相同。 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 13 -第 4 章 專用夾具設計4.1 定位基準的選擇底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應以地面為主要定位基準..由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準時,只有采用自動對中夾具才能同時保證對稱的兩個零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個 8mm 的通孔.該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉零件上半徑 R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距可達 123㎜。使用時，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過手柄，使絲桿帶動 V 型塊做自定心式移動，以便夾緊或松開零件。6.3 鉆床夾具的裝配圖（見附圖）4.2 切削力及夾緊力的計算由于實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準面,在兩側只需要采用兩個 V 型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無須再對切削力進行計算.4.3 定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為 65mm.采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時,對對中塊利用調整螺釘進行調整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為0.08+0.05=0.130.2mm由此可知，所以能滿足精度要求。4.4 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(chǎn)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。該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉零件上半徑 R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 14 -可達 123㎜。使用時，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過手柄，使絲桿帶動 V 型塊做自定心式移動，以便夾緊或松開零件。鉆床夾具的裝配圖 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 15 -課程設計心得體會在老師的指導下順利地完成了夾具座的夾具設計，并且認真地、有計劃地按時完成設計任務。盡管整個設計在技術上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。此次設計，以機械加工工藝路線為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設備，填入工藝文件。在設計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。 “逝者如斯夫，不舍晝夜”轉眼間。本次課程設計即將結束?？v觀整個課程設計過程，我們每個小組的成員齊心合作，共同完成總的工藝設計，其后各自夾具的設計，在小組成員間的相互協(xié)作及老師的幫助下，我們也終于基本完成的設計任務，課程設計作為我們機械制造與自動化專業(yè)學生的重點，它使理論與實踐結合，讓我們對理論知識加深了理解，使生產(chǎn)實習中的理解和認識也到了強化。本次課程設計主要是機械加工工藝規(guī)程設計和專用夾具設計。機械加工工藝規(guī)程設計運用了基準選擇等知識，夾具設計的運用了工件定位、夾緊機構等知識。通過此次設計，使我基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。本次設計還存在很多不足之處。由于對知識的掌握不夠扎實，在設計過程中不能全面地考慮問題。仍需要進一步研究和實踐。這次設計，是對我們平時上課所學理論知識的一次深刻理解與總結，讓理論與實際相結合，才能真正掌握相關知識，雖然這次做的還不盡完美，但我還會繼續(xù)努力。 充值購買- 下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙- 16 -參考文獻[1]陳國香，機械制造與模具制造工藝學，清華大學出版社，2006.5[2]李彩霞，機械精度設計與檢測技術，上海交通大學出版社，2006.1[3]黃健求，機械制造技術基礎，機械工業(yè)出版社，2005.11[4]陳宏鈞，實用金屬切削手冊，機械工業(yè)出版社，2005.9[5]楊峻峰，機床及夾具，清華大學出版社，2005.3[6]方子良，機械制造技術基礎，上海交通大學出版社，2005.1 - 1 -制定 CA6140 撥叉零件 8310107 的加工工藝，設計鉆鉸 Φ22 孔的鉆床夾具目 錄第 1 章 緒論 ............................................................................................11.1 課題背景 .........................................................................................11.2 目的 ...............................................................................................11.3 夾具設計中的特點...................................................................................11.4 夾具設計需保證的條件………………………………………………..11.5 夾具的發(fā)展趨勢.. ……………………………………………….............21.6 設計要求 …………………………………………………………………21.7 設計內容 …………………………………………………………………2第 2 章 零件分析 ......................................................................................32.1 零件的作用 .....................................................................................32.2 零件的工藝分析 .............................................................................3第 3 章 工藝規(guī)程設計 ..............................................................................43.1 確定毛坯制造形式 .........................................................................43.2 基面的選擇 .....................................................................................43.2.1 粗基準的選擇 .............................................................................43.2.2 精基準的選擇 .............................................................................43.3 制定工藝路線 .................................................................................4第 4 章 專用夾具設計 ............................................................................124.1 定位基準的選擇 ...........................................................................124.2 切削力及夾緊力的計算 ...............................................................124.3 定位誤差分析 ...............................................................................124.4 夾具設計及操作的簡要說明…………………………………...........12課程設計心得體會 ..................................................................................14參考文獻 ..................................................................................................15- 2 -第 1 章 緒論1.1 課題背景制定 CA6140 撥叉的加工工藝，設計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產(chǎn)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。提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。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。 1.2 目的課程設計是我們對所學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。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。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行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國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！1.3 夾具設計中的特點1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4 夾具設計需保證的條件1.夾具的結構應與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結構的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。- 3 -1.5 夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結構、新工藝、新材料來設計和制造夾具。1.6 設計要求1.制訂零件機械加工工藝，填寫機械零件加工工藝過程卡一張，設計鉆鉸孔工序的工序卡一張； 2.設計指定工序的專用夾具一套，繪制夾具裝配圖及零件圖；3.編寫機械制造工藝課程設計說明書一份；4.中批生產(chǎn)；5.選用通用設備。1.7 設計內容1.繪制零件圖；2.編制零件的加工工藝過程，并填寫加工工藝卡及工序卡各一張；3.設計指定的工序夾具,繪制卡具裝配總圖,要求用計算機繪圖；4.設計卡具的非標零件圖，要求計算機繪圖；5.編寫設計說明書一份,按畢業(yè)論文的格式打印文稿。6.答辯時交全套夾具工程圖紙、設計說明書、工程過程卡和工序卡；- 4 -第 2 章 零件的分析2.1 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 φ22 孔與操縱機構相連，二下方的 φ55 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。2.2 零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：2.2.1 小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺紋孔2.2.2 大頭半圓孔 Ф2.2.3 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。- 5 -第 3 章 工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200。考慮到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，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級 CT9 級，已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 3.2 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。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 3.2.1 粗基準的選擇以零件的底面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。這樣就可以達到限制五個自由度，再加上垂直的一個機械加緊，就可以達到完全定位。3.2.2 精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔內圓柱表面為輔助的定位精基準。當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門的計算，此處不再重復。3.3 制訂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。再生產(chǎn)綱領已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。處此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)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(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：- 6 -1 機床的選擇：工序 010～060 均為銑平面，可采用 X6140 臥式銑床。工序 070～080 采用鉆床。工序 工序內容定位基準工序 工序內容定位基準010 粗銑兩端小頭孔上端面T1 及小頭孔外圓100 半精鏜中間孔T1 及小頭孔外圓020 粗銑中間孔上端面T1 及小頭孔外圓110 鉆 2-錐銷8?孔、螺紋M孔、功螺紋T1 及小頭孔030 粗銑中間孔下端面T3 及小頭孔外圓120 銑斷 T1、D1040 精銑兩端小頭孔上端面T1 及小頭孔外圓130 去毛刺050 精銑中間孔上端面T1 及小頭孔外圓140 檢查060 精銑中間孔下端面T3 及小頭孔外圓150 若某道工序有誤返工070 擴兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓080 精鉸兩端小頭孔T1 及小頭孔外圓090 擴中間孔T1 及小頭孔外圓- 7 -工序 090～100 采用鏜床。工序 110 采用鉆床。多刀具組合機床。工序 120 采用銑斷機床。2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。在鉸孔 ，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。513H?4 選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5 其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。1 圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：工序余量加工表面加工內容加工余量精度等級工序尺寸 表面粗糙度 ()Ram?最小最大鑄件6 CT9 492.0??擴孔5.8 IT12 5.86.3 2.0 6.25513H?（D2）半精鏜0.2 IT10 0.12?3.2 0.050.25擴孔5.84IT12 .8?6.3 2.0 6.250.21??精鉸孔0.06IT7 0.21?1.6 0.050.252 平面工序尺寸：工序余量工序號工序內容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序尺寸偏差最小 最大鑄件 2.5 CT9010 粗銑兩端2 58.5 12 0.25?1.60 3.60- 8 -小頭孔上端面020 粗銑中間孔上端面6 27 12 0.25?1.65 6.5030 粗銑中間孔下端面6 21 12 0.25?1.75 6.5040 精銑兩端小頭孔上端面0.5 58 11 0.16?0. 35 1.16050 精銑中間孔上端面0.5 20.5 10 0.6??0.47 1.12060 精銑中間孔下端面0.5 20 10 0.6??0.47 1.123 確定切削用量及時間定額：工序 010 以 T1 為粗基準，粗銑 φ22 孔上端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑 φ22 孔上端面。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 aePcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 020 和工序 030 以 T1 及小頭孔外圓為基準 φ55 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：精銑 φ55 上端面。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 aePcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準，擴、精鉸 φ22 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α o＝12°，二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10??3?2.選擇切削用量（1）決定進給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120??dl所以， r/0.?按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇rf/5.1 rmf/3.0最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 rmf/48.0?ax69Ff??校驗成功。（2）鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.5～０.８mm，壽命．min60?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/180.1?TVK.MV0.1?tvK故 。0.Kx.10?apv rmc/8min/3.180rdvns??查《簡明手冊》機床實際轉速為 in/27rc?- 11 -故實際的切削速度 rmndvsc/4.150??３.計算工時 in.45.1273???nfLtm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： min/27r?rmf/48.0?min/4.15vc?d8.190?精鉸： i/rnrf/. in/.15vc 720ITd工序 090 和 100 T1 及小頭孔外圓為基準，擴、半精鏜 φ55 孔。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 α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長 l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??3?2.選擇切削用量（1）決定進給量沒查《簡明手冊》 rmf/.~按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機床已有的進給量 經(jīng)校驗rf/4.校驗成功。max450126FFf??（2）鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.8～1.2mm，壽命 min140?T擴孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為 0.9～１.４mm，壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》 ）為０.６～０.９mm，壽命 m12- 12 -（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/20?0.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1Kx.1apv rmc/2in/6.320rdvns?查《簡明手冊》機床實際轉速為 in/125rc?故實際的切削速度 mndvsc/8.10??擴鉸和半精鉸的切削用量同理如下：擴鉆： i/25rrf/40.?min/5.19vc?md7.490?半精鉸： in/1r?rmf/. i/6.vc50IT３.計算工時 in52.03.1287????nfLtm所有工步工時相同。- 13 -第 4 章 專用夾具設計4.1 定位基準的選擇底面對孔的中心線有一定的垂直度公差要求,因此應以地面為主要定位基準..由于鑄件的公差要求較大,利用小頭孔的外圓表面作為輔助定位基準時,只有采用自動對中夾具才能同時保證對稱的兩個零件的大小孔的中心距的公差要求.為了提高加工效率,現(xiàn)決定采用兩把麻花鉆同時加工出兩個 8mm 的通孔.該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉零件上半徑 R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距可達 123㎜。使用時，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過手柄，使絲桿帶動 V 型塊做自定心式移動，以便夾緊或松開零件。6.3 鉆床夾具的裝配圖（見附圖）4.2 切削力及夾緊力的計算由于實際加工的經(jīng)驗可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于第一定位基準面,在兩側只需要采用兩個 V 型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作.因此,無須再對切削力進行計算.4.3 定位誤差分析零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為 65mm.采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊\螺桿以及滑塊的制造誤差.同時,對對中塊利用調整螺釘進行調整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有 0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為 0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為0.08+0.05=0.130.2mm由此可知，所以能滿足精度要求。4.4 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(chǎn)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。該夾具用于加工位置在同一中心線上的非回轉零件上半徑 R=5~20㎜的孔，被加工孔中心距- 14 -可達 123㎜。使用時，只需按被加工零件的要求，配置專門的鉆模板，通過手柄，使絲桿帶動 V 型塊做自定心式移動，以便夾緊或松開零件。鉆床夾具的裝配圖- 15 -課程設計心得體會在老師的指導下順利地完成了夾具座的夾具設計，并且認真地、有計劃地按時完成設計任務。盡管整個設計在技術上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。此次設計，以機械加工工藝路線為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設備，填入工藝文件。在設計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關技術工作打下良好的基礎。 “逝者如斯夫，不舍晝夜”轉眼間。本次課程設計即將結束?？v觀整個課程設計過程，我們每個小組的成員齊心合作，共同完成總的工藝設計，其后各自夾具的設計，在小組成員間的相互協(xié)作及老師的幫助下，我們也終于基本完成的設計任務，課程設計作為我們機械制造與自動化專業(yè)學生的重點，它使理論與實踐結合，讓我們對理論知識加深了理解，使生產(chǎn)實習中的理解和認識也到了強化。本次課程設計主要是機械加工工藝規(guī)程設計和專用夾具設計。機械加工工藝規(guī)程設計運用了基準選擇等知識，夾具設計的運用了工件定位、夾緊機構等知識。通過此次設計，使我基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。本次設計還存在很多不足之處。由于對知識的掌握不夠扎實，在設計過程中不能全面地考慮問題。仍需要進一步研究和實踐。這次設計，是對我們平時上課所學理論知識的一次深刻理解與總結，讓理論與實際相結合，才能真正掌握相關知識，雖然這次做的還不盡完美，但我還會繼續(xù)努力。 - 16 -參考文獻[1]陳國香，機械制造與模具制造工藝學，清華大學出版社，2006.5[2]李彩霞，機械精度設計與檢測技術，上海交通大學出版社，2006.1[3]黃健求，機械制造技術基礎，機械工業(yè)出版社，2005.11[4]陳宏鈞，實用金屬切削手冊，機械工業(yè)出版社，2005.9[5]楊峻峰，機床及夾具，清華大學出版社，2005.3[6]方子良，機械制造技術基礎，上海交通大學出版社，2005.1