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序 言 械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關(guān)系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。 機械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設(shè)計好夾具則成了機械制造的一項重要任務(wù)。 機床夾具是夾具中的一種，將其固定到機床上，可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。 夾具設(shè)計中的特點： 1． 夾具的設(shè)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(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對 性。 3． “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)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。 4． 夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。 因此，夾具設(shè)計要保證以下幾個條件： 1． 夾具的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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。 6．在機械制造中，為了適應新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢： （1） 發(fā)展通用夾具的新品種 A．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。 B．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(diào)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(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。 本設(shè)計屬于工藝夾具設(shè)計范圍，機械加工工藝設(shè)計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計中為了適應中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計中所采用的零件盡量采用標準件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。 機械制造工藝學課程設(shè)計是在我們學完了大學的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)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(shè)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(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性的訓練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 目 錄 目 錄 序言 2 一、零件的工藝分析 2 二、工藝規(guī)程設(shè)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、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4 （五）確立切削用量及基本工時 4 參考資料： 8 （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(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)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。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車床撥叉共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以6Xφ22xφ25x6為中心的加工表面 這一組加工表面包括：6Xφ22xφ25x6的花鍵孔。 2 以6Xφ22xφ25x6孔為基準來加工寬8的槽和寬18的槽。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 （一） 確定毛坯的制造形式。 零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復雜。所以用鑄造的形式進行毛坯的制造。 （二） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)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(chǎn)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(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取φ40的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一塊V形塊支承這兩個φ40作主要定位面，用一汽缸放在V型塊對面用于加緊零件，同時用一定為擋快限制以旋轉(zhuǎn)方向的自由度，再用鉆床鉆削時的力量來限制另一旋轉(zhuǎn)自由度和一平面自由度，這樣空間六個自由度就固定完了。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設(shè)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） 制訂工藝路線 1. 工藝路線方案1 工序 1） 鑄造 2） 時效處里 3） 銑Φ40大端面 4） 鉆，擴，鉸Φ22孔 5） 檢查 6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔 7） 倒角 8） 銑18寬的槽 9） 銑寬8mm槽 10） 銑40x28面 11） 去毛刺 12） 檢查 . 2.工藝路線方案2 工序 1） 鑄造 2） 時效處里 3） 銑Φ40大端面 4） 銑18寬的槽 5） 銑40x28面 6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔 7） 檢查 8） 倒角 9） 銑寬8mm槽 10） 去毛刺 11） 檢查 鉆，擴，鉸Φ22孔 比較兩種方案：方案一先加工端面然后一端面和外圓定位加工孔，然后以孔為定為基準加工寬18的槽和寬8的槽及40x28的槽，保證了加工精度。提高了效率，方案二夾具設(shè)計較多且有些困難，故選擇方案一 （四） 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 1. 銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 2. 鉆，擴，鉸孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （1） 確定進給量：由表5 當加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進給量 由表7 當灰鑄鐵 時 時： 按機床進給機構(gòu)強度確定進給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進給量 由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為： 軸向力修正系數(shù)為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度， 由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時 切削修正系數(shù) 故 4） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 21.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 鉸孔：Φ22 取機床標準 1.13r/s 所以實際切削速度： 所以工時： 3. 拉花鍵：拉刀 1）拉刀寬度 時， 各修正系數(shù)： 所以： 工時： 4. 所以：銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當 5. 銑寬18的槽：選擇YT15硬質(zhì)合金三面刃銑刀 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 6. 銑寬8的槽：選擇YT15硬質(zhì)合金三面刃銑刀 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據(jù)表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數(shù)為 故 根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 7. 銑28x40面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 確定每齒進給量 根據(jù)x52k銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據(jù)表3 現(xiàn)取 3） 選擇銑刀磨鈍標準及耐磨度 根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 4） 確定切削速度和每秒進給量 切削深度可根據(jù)表21中公式計算 也可查表 根據(jù)表9 當 時， 各修正系數(shù)為： 故 根據(jù)機床說明書選擇 實際切削速度和每齒進給量為： 5） 檢查機床功率 根據(jù)表5 當 時， 切削功率的修正系數(shù) 所以實際切削功率為 根據(jù)機床說明書，機床主軸允許的功率為 因為，所以此切削用量可以采用。 即 6）計算工時 式中 根據(jù)表19 入切削量及超切削量 則 故 l=25mm 計算工時: 16 機械加工工藝過程卡片 零件號 零件名稱 CA6140車床撥叉 工序號 工序名稱 設(shè)備 夾具 刀具 量具 工時（min） 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 Ⅰ 銑大端面 立式銑床 X51 專用夾具 高速鋼端銑刀 25 1.08 Ⅱ 鉆，擴，絞直徑為22的孔 立式鉆床 Z525 專用夾具 錐柄麻花鉆 25 游標卡尺 1.63 Ⅲ 拉6x22x25x6的花鍵 拉床 L5110A 專用夾具 普通花鍵拉刀 游標卡尺 2.39 Ⅳ 銑槽8及其端面 銑床 X51 專用夾具 高速鋼三面刃銑刀 游標卡尺 0.8 Ⅴ 銑寬28的面 銑床 X51 專用夾具 高速鋼圓柱形銑刀 游標卡尺 1.88 Ⅵ 銑18的槽及其端面 銑床 X51 專用夾具 高速鋼三面刃銑刀 游標卡尺 1.07 Ⅶ 終檢 沈陽理工大學應用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書 目 錄 一.前言……………………………………………………………………………1 1.產(chǎn)前準備…………………………………………………………………………2 1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)……………………………………………………………………2 1.2生產(chǎn)條件………………………………………………………………………2 1.3零件工藝分析…………………………………………………………………3 2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………………4 2.1定位機構(gòu)………………………………………………………………………4 2.2夾緊機構(gòu)………………………………………………………………………5 2.3機床夾具的總體形式…………………………………………………………6 2.4.1確定夾具體…………………………………………………………………7 2.4.2確定聯(lián)接體…………………………………………………………………7 2.4.3夾具體的總體設(shè)計圖………………………………………………………8 2.5繪制夾具零件圖………………………………………………………………8 2.6繪制夾具裝配圖 ……………………………………………………………9 3.定位誤差設(shè)計 ……………………………………………………………………11 3.1誤差分析 ……………………………………………………………………11 3.1.1定位誤差 …………………………………………………………………11 3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 ……………………………………………………12 3.2定位誤差的計算 ……………………………………………………………12 二.結(jié)論 …………………………………………………………………………14 三.致謝 …………………………………………………………………………15 四.參考文獻……………………………………………………………………16 沈陽理工大學應用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書 機械制造裝備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 題目CA6140車床撥叉（零件號831005） 加工專用夾具設(shè)計 系 機械與運載學院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 081015 姓名 姬林 學號 26 指導教師 張福 完成日期 2011 年 6 月 30 日 沈陽理工大學應用技術(shù)學院 沈陽理工大學應用技術(shù)學院課程設(shè)計任務(wù)書 班級： 081015 姓名： 姬林 學號：26 課程名稱: 機械制造裝備設(shè)計 題 目：CA6140車床撥叉（零件號813005）加工專用夾具設(shè)計 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 主要內(nèi)容及要求： 1、根據(jù)所給的零件草圖，畫出零件工作圖。 2、完成CA6140車床撥叉（零件號813005）工件的專用夾具總裝配工作圖。 3、完成專用夾具部分零件工作圖。 4、編寫設(shè)計計算說明書。 5、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。 主要參考資料：夾具設(shè)計手冊、夾具設(shè)計圖冊、機械零件設(shè)計手冊。 進度安排： 1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設(shè)計方案。 2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計。 3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計計算說明書編寫。 課程設(shè)計指導教師： 張 福 2010 年 6 月 17 日 教研室主任： 趙艷紅 2010 年 6 月 17 日 《機械制造裝備設(shè)計》課程設(shè)計計劃書 一、課程設(shè)計目的 1、本課程設(shè)計是《機械制造裝備設(shè)計》課程的延續(xù)，通過設(shè)計實踐，進一步掌握機械制造裝備設(shè)計的一般方法。 2、培養(yǎng)學生綜合運用機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、金屬材料及熱處理、機械制造結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識，培養(yǎng)工程設(shè)計的能力。 3、培養(yǎng)學生使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計標準規(guī)范的能力。 4、提高學生技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 5、為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 二、課程設(shè)計題目 CA6140車床撥叉（零件號813005）加工專用夾具設(shè)計 三、課程設(shè)計的內(nèi)容與基本要求 （一）內(nèi)容 1、完成CA6140撥叉工件的銑端面專用夾具總裝配圖。 2、完成CA6140車床撥叉專用夾具部分零件工作圖。 3、編寫設(shè)計計算說明書。 4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。 （二）基本要求 1、課程設(shè)計必須獨立的進行，每人必須完成總工作量要求。 2、根據(jù)設(shè)計題目，完成規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容和工作量要求。 3、正確的運用手冊、標準，設(shè)計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。 4、設(shè)計計算說明書力求用工程術(shù)語，簡明扼要，計算合理、準確，表達清晰，文字通順簡練，字跡工整。 四、進度安排 1、1-2天完成零件工作圖繪制及夾具設(shè)計方案。 2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計。 3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計計算說明書。 課程設(shè)計指導教師：張 福 2010 年 6 月 17 日 教研室主任： 趙艷紅 2010 年 6 月 17 日