1、課程設計報告設計課題：機械制造工藝規程與機床夾具設計專業班級： 學生姓名： 指導教師： 設計時間： 工程技術學院 目錄第一章 機械加工工藝規程設計 5第一節 序言 5第二節 零件的分析 6（一）零件的作用 6（一）零件的工藝分析 6第三節 工藝規程設計 7（一）確定毛坯的制造形式 7（二）基面的選擇 7（三）制定工藝路線 11（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 17第二章 夾具設計 22(一)機床夾具的功用 22 (二)問題的提出 22 (三)夾具設計 22 第三章 設計總結 23 第四章 參考文獻 24 第一章 機械加工工藝規程設計 第一節 序言 機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學

2、的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業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，從而鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后更好的學習及工作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，懇請老師給予指導。 第二節 零件的分析(一)零件的作用零件實物圖 題目所給的零件是車床ca6140拔叉，型號為831007。它位于車床變速機構中，主要起換擋使主軸回轉運動按照工作者要求工作，獲得所需的速度和

3、扭矩的作用，零件上方的22mm孔與操縱機構相連，55mm半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸相接觸，通過上方的力撥動下方的齒輪變速，倆件零件鑄為一體，加工時分開。（二）零件的工藝分析零件的材料為ht200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，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1.小孔22mm的上端面。2.大頭半圓孔55mm。 3.小頭孔端面、大頭半圓孔上下73mm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，可以粗加小頭孔端面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工

4、，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經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，所以根據上述技術要求采用常規的加工工藝均可保證。 第三節 工藝規程設計 (一) 確定毛坯的制造形式零件的材料為ht200，考慮零件在機床運行過程中所受的沖擊力不大，零件制造又比較簡單，故選擇鑄件毛坯，選用鑄件公差等級為ct9級，已知該撥叉零件的生產綱領為5000件年，零件的質量為1.0kg個，可確定該撥叉零件為中批生產，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。(二) 基面的選擇 基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基準選擇得合理可以使加工

5、質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。1.粗基準的選擇 在選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠多的余量，及保證不加工表面與加工表面間的尺寸，位置符合零件圖樣設計要求，粗基準的選擇原則：（1） 重要表面余量均勻原則 必須首先保證工件重要表面具有較小的加工余量，應選擇該表面為粗基準。（2） 表面間的相互位置要求原則 必須保證工件上加工表面與不加工表面之間的相互位置要求，應以不加工表面作為粗基準，如果在工件上有很多不加工表面，應以其中與不加工表面相互位置要求較高的不加工表面作為粗基準，以求壁厚均勻外形對稱等。（3）

6、余量足夠原則 如果零件上各個表面均需加工，則以加工余量較小的表面作為粗基準。（4） 定位可靠性原則 作為粗基準的表面，應選用比較可靠，平整光潔的的表面，以便定位準確，夾緊可靠。在鑄件上不應該選擇有澆冒口的表面，分型面，有毛刺或夾砂的表面作為粗基準；在鍛件上不應該伴有飛邊的表面作為粗基準，若工件上沒有合適的表面作為粗基準，可以先鑄出或焊上幾個凸臺，以后再去掉。（5） 不重復使用原則 粗基準的定位精度低，在同一尺寸方向上只允許使用一次，不能重復使用。對于一般的叉桿類零件而言，以孔和端面作為粗基準，是完全合理的。對于本零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準，而對于有若干個不加工表面的工件，則應以其中

7、與加工表面相互位置要求較高的不加工表面為粗基準，以求壁厚均勻，外形對稱等。根據這個基準選擇原則，現選取22mm孔的不加工外輪廓作為粗基準，利用兩個v型塊支承這兩個40mm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.精基準的選擇精基準的選擇原則主要考慮如何減少誤差，保證加工精度和安裝方便以及設計基準和工序基準重合問題。當二者不重合時，應該進行換算。（1） 基準重合原則 應盡可能選擇零件的設計基準作為定位基準，以避免產生基準不重合誤差。（2） 基準統一原則 應盡可能選用精基準定位加工各表面，以保證各表面之間的位置精度。采用統一基準的好處在于：可以在

8、一次安裝中加工幾個表面，減少安裝次數和安裝誤差，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度；有關工序所采用的夾具結構比較統一，簡化夾具的設計與制造，縮短生產準備時間，便于采用高效率的專用設備，大幅度的提高生產率。（3） 自為基準原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇加工表面本身作為精基準。（4） 互為基準反復加工原則 有些相互位置精度要求較高的表面，可以采用互為基準反復加工的方法來保證。（5） 定位可靠性原則 精基準應平整光潔，具有相應的精度，確保定位簡單準確，便于安裝，夾緊可靠。如果工件上沒有能作為精基準選用的恰當表面，可以在工件專門加工出定位基面，這種精基準成為輔助基準，輔

9、助基準在零件的的工作中不起任何作用它僅僅是為加工的需要而設計的。3.加工階段的劃分該撥叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。4.工序的集中和分散本撥叉選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產類型為成批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證加工表面之間的相對位置精度要求。5. 機械加工工序1）遵循“先基準后其他”原則，加工一開始，總是先安排精基面的加工，然后以精基面定位加工其他表面。如果精基面不止一個，則應該按基面轉換的順序和逐步提

10、高加工精度的原則來安排基面和主要表面的加工。2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。3）遵循“先主后次”原則，先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。 4）遵循“先面后孔”原則. 考慮保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準統一和基準重合”原則,以粗加工底面為定位粗基準。（三） 制定工藝路線制定工藝路線得出發點,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

11、案一：工序1： 鑄造毛坯。工序2： 以40mm下表面為粗基準粗銑上表面。工序3：半精銑40mm上平面，保證表面粗糙度3.2。工序4：鉆兩個22mm的孔。工序5：擴兩個22mm的孔。工序6：鉸22mm的孔，保證表面粗糙度1.6。工序7：粗鏜55mm的孔。工序8：半精鏜55mm的孔，保證表面粗糙度3.2。工序9：粗鏜55mm孔的上端面。工序10：半精鏜55mm孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序11：粗鏜55mm孔的下端面。工序12：半精鏜55mm孔下端面，保證表面粗糙度3.2。 為保證設計尺寸20mm在工序6至工序9應該進行尺寸鏈換算，由于零件的定位基準是40mm的上表面，進行尺寸鏈換算如下：（

12、1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊p27頁 表（1.424）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸a： 增環： 50 0 -0.1 減環： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環： 5 0.294 -0.03 由計算可得a的基本尺寸為5，上偏差為0.294，下偏差為0.03時，才能保證設計尺寸。 250-0.084 a工序12：鉆錐孔8mm及m8底孔。工序13：攻絲、精絞8mm孔，保證粗糙度1.6。 在加工m8螺紋時，為保證工序基準和定位基準重合，需要進行尺寸鏈換算。 （1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊p27頁 表1.42

13、4）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸a：增環： 30 -0.36 -0.52減環： -10 +0.36 0封閉環: 20 0 -0.52只有a的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差為-0.52時才能保證m8螺紋的位置。100-0.36a200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗。2.工藝路線方案二：工序 1：鑄造毛坯。 工序 2：以40mm下表面為粗基準粗銑上表面。工序 3：精銑40mm上平面，保證表面粗糙度3.2。工序4：粗鏜55mm的孔。工序5：半精鏜55mm的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序6：鉆22mm的孔。工序7：擴22mm的孔。工序8：絞2

14、2mm的孔，保證表面粗糙度1.6。工序9：粗鏜55mm孔的上端面。工序10：半精鏜55mm孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序11：粗鏜55mm孔的下端面。工序12：半精鏜55mm孔下端面，保證表面粗糙度3.2。為保證設計尺寸在工序6至工序9應進行尺寸鏈換算。（1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊p27頁 表1.424）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖 列豎式：計算工序尺寸a： 增環： 50 0 -0.1 減環： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環： 5 0.294 -0.03 由計算可得a的基本尺寸為5，上偏差.為0.294，下偏差為0.03時，才能保

15、證設計尺寸。 a工序 12： 鉆錐孔8及m8底孔。工序 13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。 為保證加工m8螺紋時，工序基準與定位基準重合，進行尺寸鏈換算. （1） 確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊p27頁 表1.424）（2） 確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸a： 增環： 30 -0.36 -0.52 減環： -10 +0.36 0 封閉環：20 0 -0.52只有a的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差為-0.52是才的保證m8螺紋的位置。100-0.36a200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗。3. 工藝方案的比較及分析：上述兩方案

16、:方案一：是先加工內孔22mm, 再以22mm孔為基準加工55mm內孔,而方案二：先鏜孔55mm,以底面及22mm外圓面為基準，再以55mm內孔及上平面加工22mm孔。由零件圖可知22mm孔的設計基準為55mm孔的中心線，按理以55mm孔的中心線為基準符合基準統一的原則，但是先加工的孔夾具復雜，不易夾緊，給加工工作帶來麻煩，而且效率低，因此最終工藝路線確定如下：工序 1： 鑄造毛坯。工序 2： 以40mm下表面為粗基準粗銑上表面。工序 3：半精銑40mm上平面（以22mm孔外表面及底面為基準，選用x5032立式升降臺銑床和專用夾具）。工序4：鉆22mm的孔（以40mm上平面及22mm孔外表面為

17、基準，選用z3025搖臂鉆床和專用夾具）。工序5：擴兩個22mm的孔。工序6：絞22mm的孔，保證表面粗糙度1.6。工序7：粗鏜55mm的孔（以40mm上平面及22mm內孔為基準，選用tgx4132b立式單柱坐標鏜床和專用夾具）。工序8：半精鏜55mm的孔，保證表面粗糙度3.2。工序 9：粗鏜55mm孔的上端面（以40mm上平面及22mm的內孔為基準）。工序 10： 半精鏜55mm孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序11：粗鏜55mm孔的下端面。工序12：半精鏜55mm孔下端面，保證表面粗糙度3.2。工序 13： 鉆錐孔8mm及m8底孔（以40mm上平面及22mm的內孔為基準）。工序14：攻絲

18、、精絞8mm孔，保證粗糙度1.6。工序15： 切斷、去毛刺。工序16： 檢驗。（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:“ca6140撥叉”零件材料為ht200，硬度為190-210hb,重量為1.0kg，生產類型為成批生產，采用在金屬模造型鑄造，查機械制造工藝簡明手冊以下簡稱簡明手冊表2.2-5知；毛坯的加工余量的等級為f，尺寸公差 ct為8查表2.2-4單側加工時，其加工余量為3.0mm,雙側加工時，每側加工余量為2.5mm。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）22mm孔的加工余量的確定查機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-9得，各加工

19、余量分別為絞孔0.2mm、擴孔1.8mm、鉆孔20mm，總余量為22mm（由于該處孔徑較小，未預先鑄孔，故用20mm的鉆頭鉆出20mm的孔）。（2）55mm孔的加工余量的確定查機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-10得，各加工余量分別為粗絞0.42mm、精絞0.08粗鏜3.00mm、精鏜1.5mm，總余量為5mm（該處先已預鑄出50mm的孔）。（3）40mm孔的兩個上端面的加工余量的確定查機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-21得，各加工余量分別為精銑0.2mm、粗銑1mm，總余量為1.2mm。（4）撥叉底面的加工余量的確定查機械制造工藝設計簡明手冊表2.3-21得，其粗銑的加工余量為1.5mm精

20、銑0.4mm。（5）各表面的各個加工工序的加工余量如下表：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工序余量最小最大55it12鑄件7.0ct12粗鏜4.0it126.30.956.8半精鏜3.0it103.22.93.2520it7鉆20it11 17.8918擴1.8it106.31.7161.910粗鉸0.14it8 3.20.1070.224精鉸0.06it7 1.60.0390.093（6）平面工序尺寸表：工序號工序內容加工余量基本尺寸經濟精度工序尺寸偏差工序余量最小最大鑄件5.0ct1201粗銑40孔下端面4.058121.57.7502粗銑40孔上端面4.054121.5

21、7.7503精銑40孔上端面4.05081.86.3804粗鏜55孔的上下端面4.026120.751.28305精鏜55孔的上下端面1.0x22080.751.283（五）切削用量工序 粗銑小頭孔端面，以底面為粗基準由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用立粗齒銑刀，。則計算工時工序 粗銑中間孔上端面由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用立粗齒銑刀，。則計算工時工序 粗銑中間孔下端面側由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用錯齒三面刃銑刀，。則計算工時工序vi 精銑小頭孔上端面由于是精加工銑削速度放大30，其值：采用鑲齒三面刃銑刀，。則計算工時工序vii 半精鏜中間的孔需要鏜至650+0.074，單邊

22、余量，查手冊一次鏜削余量。3次鏜完切削速度，進給量鏜一次所以需要工時：完成整個加工需要的工時就為第二章 夾具設計為了提高勞動生產效率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與指導老師協商，本小組決定設計工序14-銑斷55mm孔的銑床夾具。本夾具將用于x5042立式升降臺銑床，刀具選用圓盤鋸片銑刀，以方便對工件進行銑斷。（一） 問題的提出本夾具是用來銑斷55mm的孔，由于此孔為預鑄孔 ，在前面的加工過程中保證了加工精度，本道工序只需保證兩工件端面粗糙度達到6.3即可。切削加工總余量為4mm，切削深度為20mm，主要應考慮如何提高生產效率，降低勞動強度。（二）夾具設計1 定位基準的選擇： 由零件圖可知，55mm孔的中心線與22mm孔的中心線有相對位置要求，55mm孔上下兩端面與22mm孔的上端面也有相對位置要求，所以銑斷時采用22mm兩孔的中心線及22mm孔的上端面為主要的定位面。2 選擇定位元件，設計定位裝置（1）、類型：定位支承板、短圓柱銷、削邊定位銷；（2）、確定定位元件尺寸及配合公差： 支承板m為標準板 短圓柱銷的尺寸20g6高15mm 兩定位銷的銷心距平均尺寸130，公差為孔中心距的1/4夾緊設計及操作的簡要說明：如前所述，在設計夾具時，應該注意提高生產效率，減少勞動強度，為此，采用多件同時加工，手動夾緊。此夾