機械制造技術基礎課程設計指導書

1、機械制造技術基礎課程設計指導書目 錄第一章 概述03第二章機械加工工藝規(guī)程的制定 08第一節(jié)零件的分析與毛坯的選擇 09第二節(jié)工藝路線的擬定 10第三節(jié)工序設計及工藝文件的填寫 13第三章機床夾具設計 16第一節(jié)夾具設計的步驟 16第二節(jié)夾具設計舉例 21附錄一 機械制造技術基礎課程設計說明書實例28附錄二部分相關標準 63第一章 概述機械制造技術基礎課程設計，是以切削理論為基礎、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術基本設計能力培養(yǎng)的實踐課程；是綜合運用機械制造技術的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機械制造技術基礎”知識及

2、相關知識的一次全面應用訓練。機械制造技術基礎課程設計，是以機械制造工藝及工藝裝備為內容進行的設計。即以給定的一個中等復雜程度的中小型機械零件為對象，在確定其毛坯制造工藝的基礎上，編制其機械加工工藝規(guī)程，并對其中某一工序進行機床專用夾具設計。一、課程設計的目的機械制造技術基礎課程設計是為未來從事機械制造技術工作的一次基本應用能力的全面訓練。通過課程設計培養(yǎng)學生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。在設計過程中，學生應熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。1、能熟練運用機械制造技術基礎課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實踐中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加

3、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。學生通過夾具設計的訓練，應獲得根據(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。3、學會使用手冊、圖表及數(shù)據(jù)庫資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。二、課程設計的內容1、課程設計題目。機械制造技術基礎課程設計題目為：xxxx 零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計2、課程設計的內容。課程設計包括編制工藝規(guī)程、設計夾具及編寫課程設計說明書三部分內容。（1）編制工藝規(guī)程工藝規(guī)程的編制主要包括以下四個內容：零件工藝分析。抄畫零件圖，熟悉零件的技術要求

4、，找出加工表面的成型方法。確定毛坯。選擇毛坯制造方法，確定毛坯余量，畫出毛坯圖。擬定工藝路線。確定加工方法，選擇加工基準，安排加工順序，劃分加工階段，選取加工設備及工藝裝備。進行工藝計算，填寫工藝文件。計算加工余量、工序尺寸，選擇、計算切削用量，確定加工工時，填寫機械加工工藝過程綜合卡及機械加工工序卡。（2）夾具設計。夾具設計主要進行下面四個方面的工作：夾具方案的確定。根據(jù)工序內容的要求，確定定位元件，選擇夾緊方式，布置對刀、導引件，設計夾具體。夾具總體設計。繪制夾具結構草圖、繪制夾具總裝圖，拆畫夾具體零件圖。夾具計算。定位誤差的計算，夾緊力的計算。（3）課程設計說明書。內容包括：課程設計封面

5、、課程設計任務書、目錄、正文（工藝規(guī)程和夾具設計的基本理論、計算過程、設計結果）、參考資料。三、課程設計的要求1、基本要求（1）工藝規(guī)程設計的基本要求機械加工工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的重要技術文件。因此制定機械加工工藝規(guī)程應滿足如下基本要求：應保證零件的加工質量，達到設計圖紙上提出的各項技術要求。在保證質量的前提下，能盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗。同時要盡量減輕工人的勞動強度。在充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎上，盡可能采用國內外先進工藝技術。工藝規(guī)程的內容，應正確、完整、統(tǒng)一、清晰。工藝規(guī)程編寫，應規(guī)范化、標準化。工藝規(guī)程的格式與填寫方法以及所用的術語、符號、代號等應符合相應標準、規(guī)定。（2)夾具設計的基本

6、要求設計的夾具在滿足工藝要求，有利于實現(xiàn)優(yōu)質、高產(chǎn)、低耗，改善勞動條件的同時，還應滿足下列要求：所設計夾具必須結構性能可靠、使用安全、操作方便。所設計夾具應具有良好的結構工藝性，便于制造、調整、維修，且便于切屑的清理、排除。所設計夾具，應提高其零部件的標準化、通用化、系列化。夾具設計必須保證圖紙清晰、完整、正確、統(tǒng)一。2、學生在規(guī)定的時間內應交出的設計文件（1）零件圖 1張（2）毛坯圖 1張（3）機械加工工藝過程綜合卡 1套（4）機械加工工序卡 1張（5）機床夾具總裝圖 1張（6）機床夾具零件圖 1張（7）課程設計說明書 1份四、課程設計進度安排課程設計計劃時間二周，具體安排如下：1、布置設計

7、任務、查閱相關資料； 0.5天2、繪制零件圖、毛坯圖； 1天3、設計零件的加工工藝規(guī)程； 2天4、設計指定工序的工序卡； 1天5、設計夾具結構、繪制草圖； 1天6、繪制夾具裝配圖； 2天7、拆畫零件圖； 0.5天8、整理設計說明書； 2天9、答辯； 1天五、注意事項：1、設計中制圖按照標準、規(guī)范進行。標題欄、明細欄格式見附錄。2、綜合工藝過程卡、工序卡按照附錄規(guī)定格式要求填寫。3、工序簡圖應標注的四個部分：（1）定位符號及定位點數(shù)；（2）夾緊符號及指向的夾緊面；（3）加工表面，用粗實線畫出加工表面，并標上加工符號，其中該工序的加工表面為最終工序的表面時，加工符號上應標注粗糙度數(shù)值。其他工序不標

8、粗糙度數(shù)值；（4）工序尺寸及公差。定位、夾緊符號參見附錄。第二章 機械加工工藝規(guī)程的編制編制機械加工工藝規(guī)程前，應至少具備下列原始資料：產(chǎn)品的零件圖；產(chǎn)品的生產(chǎn)類型或者是零件的生產(chǎn)綱領。如有可能，收集產(chǎn)品的總裝圖、同類產(chǎn)品零件的加工工藝以及生產(chǎn)現(xiàn)場的情況（設備、人員、毛坯供應）等。編制機械加工工藝規(guī)程時，應首先遵循以下原則：應以保證零件加工質量，達到設計圖紙規(guī)定的各項技術要求為前提；在保證加工質量的基礎上，應使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；應充分考慮零件的生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡可能做到平衡生產(chǎn)；盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動條件；積極采

9、用先進技術和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應符合環(huán)境保護要求。編制機械加工工藝規(guī)程中，可以按照下列程序進行：繪制零件圖，分析零件特點，找出主要要求。確定零件各表面的成型方法及余量，繪制毛坯圖。安排加工順序，制訂工藝路線。進行工序計算。填寫工藝文件。第一節(jié) 零件的分析與毛坯的選擇一、零件分析零件分析主要包括：分析零件的幾何形狀、加工精度、技術要求，工藝特點，同時對零件的工藝性進行研究。1、抄畫零件圖。了解零件的幾何形狀、結構特點以及技術要求，如有裝配圖，了解零件在所裝配產(chǎn)品中的作用。零件由多個表面構成，既有基本表面，如平面、圓柱面、圓錐面及球面，又有特形表面，如螺旋面、雙曲面等。不同的表面對應

10、不同的加工方法，并且各個表面的精度、粗糙度不同，對加工方法的要求也不同。2、確定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，結合生產(chǎn)類型，可查閱工藝手冊（或附錄表）中典型表面的典型加工方案和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度，選取該表面對應的加工方法及經(jīng)過幾次加工。查各種加工方法的余量，確定表面每次加工的余量，并可計算得到該表面總加工余量。3、確定主要表面。按照組成零件各表面所起的作用，確定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比較嚴，在設計工藝規(guī)程是應首先保證。零件分析時，著重抓住主要加工面的尺寸、形狀精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位置精度要求，做到心中有數(shù)。二、確定毛

11、坯1、選擇毛坯制造方法毛坯的種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件及沖壓件。確定毛坯種類和制造方法時，在考慮零件的結構形狀、性能、材料的同時，應考慮與規(guī)定的生產(chǎn)類型（批量）相適應。對應鍛件，應合理確定其分模面的位置，對應鑄件應合理確定其分型面及澆冒口的位置，以便在粗基準選擇及確定定位和夾緊點時有所依據(jù)。2、確定毛坯余量。查毛坯余量表（參見附錄），確定各加工表面的總余量、毛坯的尺寸及公差。余量修正。將查得的毛坯總余量與零件分析中得到的加工總余量對比，若毛坯總余量比加工總余量小，則需調整毛坯余量，以保證有足夠的加工余量；若毛坯總余量比加工總余量大，怎考慮增加走刀次數(shù)，或是減小毛坯總余量。3、繪制毛坯圖。

12、毛坯輪廓用粗實線繪制，零件實體用雙點畫線繪制，比例盡量取1:1。毛坯圖上應標出毛坯尺寸、公差、技術要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。第二節(jié)工藝路線的擬定零件機械加工工藝過程是工藝規(guī)程設計的中心問題。其內容主要包括：選擇定位基準、安排加工順序、確定各工序所用機床設備和工藝裝備等。零件的結構、技術特點和生產(chǎn)批量將直接影響到所制定的工藝規(guī)程的具體內容和詳細程度，這在制定工藝路線的各項內容時必須隨時考慮到。以上各方面與零件的加工質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有著密切的關系，“優(yōu)質、崗產(chǎn)、低耗”原則必須在此化解中得到統(tǒng)一的解決。因此，設計時應同時考慮幾個方案，經(jīng)過分析比較，選擇出比較合理的方案。一

13、、定位基準的選擇正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準及輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(粗基準)。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(精基準)。為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位做一輔助基準，用以定位。選擇定位基準時，既要考慮零件的整個加工工藝過程，又要考慮零件的特征、設計基準及加工方法，根據(jù)粗、精基準的選擇原則，合理選定零件加工過程中的定位基準。通常在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，即先選擇零件表面最終加工所用精基

14、準和中間工序所用的精基準，然后再考慮選擇合適的最初工序的粗基準把精基準面加工出來。二、擬定零件加工工藝路線在零件分析中確定了各個表面的加工方法以后，安排加工順序就成了工藝路線擬定的一個重要環(huán)節(jié)。通常機加工順序安排的原則可概括為十六個字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照這個原則安排加工順序時可以考慮先主后次，將零件分析主要表面的加工次序作為工藝路線的主干進行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果還有光整加工，可以放在工藝路線的末尾，次要表面穿插在主要表面加工順序之間；多個次要表面排序時，按照與主要表面位置關系確定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基準面

15、的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最終檢驗。對熱處理工序、中間檢驗等輔助工序，以及一些次要工序等，在工藝方案中安排適當?shù)奈恢?，防止遺漏。對于工序集中與分散、加工階段劃分的選擇，主要表面粗、精加工階段要劃分開，如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高時，主要表面的加工盡量采取工序分散的原則，這樣有利于保證主要表面的加工質量。根據(jù)零件加工順序安排的一般原則及零件的特征，在擬定零件加工工藝路線時，各種工藝資料中介紹的各種典型零件在不同產(chǎn)量下的工藝路線（其中已經(jīng)包括了工藝順序、工序集中與分散和加工階段的劃分等內容），以及在生產(chǎn)實習和工廠參觀時所了解到的現(xiàn)場工藝方案，皆可供設計時參考。三、選擇設

16、備及工藝裝備設備（即機床）及工藝裝備（即刀具、夾具、量具、輔具）類型的選擇應考慮下列因素：1、零件的生產(chǎn)類型；2、零件的材料；3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；4、零件的結構特點；5、該工序的加工質量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等相適應。選擇時還應充分考慮工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡量采用標準設備和工具。設備及工藝裝備的選擇可參閱有關的工藝、機床和刀具、夾具、量具和輔具手冊。四、工藝方案和內容的論證根據(jù)設計零件的不同的特點，可有選擇地進行以下幾方面的工藝論證：1、對比較復雜的零件，可考慮兩個甚至更多的工藝方案進行分析比較，擇優(yōu)而定，并在說明書中論證其合理性。2、當零件的主要技術要求是通過兩個甚至更多個工序

17、綜合加以保證時，應對有關工序驚醒分析，并用工藝尺寸鏈方法加以計算，從而有根據(jù)地確定該主要技術要求得以保證。3、對于影響零件主要技術要求且誤差因素較復雜的重要工序，需要分析論證如何保證該工序技術要求，從而明確提出對定位精度、夾具設計精度、工藝調整精度、機床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影響）等方面的要求。4、其它的在設計中需要應加以論證分析的內容。第三節(jié)工序設計及工藝文件的填寫一、工序設計對于工藝路線中的工序，按照要求進行工序設計，其主要內容包括：1、劃分工步。根據(jù)工序內容及加工順序安排的一般原則，合理劃分工步。2、確定加工余量。用查表法確定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯總余量已由毛坯

18、（圖）在設計階段定出，故粗加工工序（工步）余量應由總余量減去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面僅需一次粗加工即成活，則該表面的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總余量。3、確定工序尺寸及公差。對簡單加工的情況，工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上名義工序余量簡單求得，工序公差可用查表法按加工經(jīng)濟精度確定。對加工時有基準轉換的較復雜的情況，需用工藝尺寸鏈來求算工序尺寸及公差。4、選擇切削用量。切削用量可用查表法或計算的方法初步確定，再參照所用機床實際轉速、走刀量的檔數(shù)最后確定。5、確定加工工時。對加工工序進行時間定額的計算，主要是確定工序的機加工時間。對于輔助時間、服務時間、自然需要時間及每批

19、零件的準備終結時間等，可按照有關資料提供的比例系數(shù)估算。二、填寫工藝文件1、填寫機械加工工藝過程綜合卡工藝過程綜合卡的格式參見附錄。該工藝過程綜合卡包含上面內容所述的有關選擇、確定及計算的結果。機械加工以前的工序如鑄造、人工時效等在工藝過程綜合卡中可以有所記載，但不編工序號，工藝過程綜合卡在課程設計中只填寫本次課程設計所涉及到的內容。2、填寫指定工序的機械加工工序卡該工序由指導教師指定。其工序卡的格式參見附錄。該工序卡除包含上面內容所述的有關選擇、確定及計算的結果之外，在工序卡上要求繪制出工序簡圖。工序簡圖按照縮小的比例畫出，不一定很嚴格。如零件復雜不能在工序卡片中表示時，可用另頁單獨繪出。工

20、序簡圖盡量選用一個視圖，圖中工件是處在加工位置、夾緊狀態(tài)，用細實線畫出工件的主要特征輪廓。工序簡圖的標注見“第一章概述”中“五、注意事項”的第3條。第三章 夾具設計夾具設計一般在零件的機械加工工藝制定之后按照某一工序的具體要求進行的。制定工藝過程應充分考慮夾具實現(xiàn)的可能性而設計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設計質量的高低，應以能否穩(wěn)定的保證工件的加工質量，生產(chǎn)效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、維護容易等為其衡量指標。第一節(jié) 夾具設計的步驟一般情況下，夾具設計大致可分為四個步驟，即收集和研究有關資料，確定夾具的結構方案、繪制夾具總圖和確定并標注有關尺寸、公差及

21、技術條件。一、收集和研究有關資料工藝人員在編制零件的機械加工工藝過程中，應提出相應的夾具設計書，對其中的定位基準、夾緊方案及有關要求做出說明。夾具設計人員，則應根據(jù)夾具設計任務書進行夾具的結構設計，為了使所設計的夾具能夠滿足上述基本要求，設計前要認真收集和研究如下有關資料1、生產(chǎn)批量被加工零件的生產(chǎn)批量對工藝過程的制定和夾具設計都有著十分重要的影響。夾具結構的合理性及經(jīng)濟性與生產(chǎn)批量有著密切的關系。大批大量生產(chǎn)多采用氣動、液動或其他機動夾具，其自動化程度高，同時夾緊的工作數(shù)量多，結構也比較復雜。中小批生產(chǎn)，易采用結構簡單，成本低廉的手動夾具，以及萬能通用夾具或組合夾具。2、零件圖及工序圖零件圖

22、是夾具設計的重要資料之一，它給出了工件在尺寸，位置等方面精度的總要求。工序圖則給出了所用夾具加工工件的工序尺寸，工序基準，已加工表面，待加工表面，工序加工精度要求等等，它是設計夾具的主要依據(jù)。3、零件工藝規(guī)程零件的工藝規(guī)程表明了該工序所用的機床，刀具，加工余量，切削用量，工步安排，工時定額及同時加工的工件數(shù)目等等，這些都是確定夾具的尺寸，形式，加緊裝置以及夾具與機床連接部分的結構尺寸的主要依據(jù)。4、夾具典型結構及其有關標準設計夾具還要收集典型夾具結構圖冊和有關夾具零部件標準等資料。了解本廠制造，使用夾具情況以及國內外同類型夾具的資料，以便使所設計的夾具能夠適合本廠實際，吸取先進經(jīng)驗，并盡量采用

23、國家標準。二、確定夾具的結構方案在廣泛收集和研究有關資料的基礎上，著手擬定夾具的結構方案，主要包括：1、根據(jù)工件的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件；2、確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝置；3、確定刀具的對準及導引方式，選取刀具的對刀及導引元件；4、確定其他元件或裝置的結構型式，如定向元件，分度裝置等；5、協(xié)調各元件，裝置的布局，確定夾具的總體結構和尺寸。在確定夾具結構方案的過程中，工件定位，夾緊，對刀和夾具在機床定位等各部分的結構以及總體布局都會有幾種不同的方案可供選擇，因而，都應畫出草圖，并通過必要的計算（如定位誤差及夾緊力計算等）和分析比較，從中選取較為合理的方案。三、繪制夾

24、具總圖繪制夾具總圖應遵循國家制圖標準，繪圖比例應盡量取1：1，以便使圖形有良好的直觀性。如被加工工件的尺寸過大，夾具總圖可按1：2或1：5的比例繪制；如被加工工件尺寸過小，總圖也可按2：1或5：1的比例繪制；夾具總圖中視圖的布置也應符合國家制圖標準，在能清楚表達夾具內部結構和各元件內部結構和各元件，裝置位置關系的情況下，視圖的數(shù)目應盡量少?？倛D的主視圖應取操作者實際工作時的位置，以便于夾具裝配及使用時參考。被加工工件在夾具中被看作為透明體，所畫的工件輪廓線于夾具上的任何線彼此獨立，不相干涉，其外廓以黑色雙點劃線表示。繪制總圖的順序是先用雙點劃線匯出工件輪廓外形和主要表面的幾個視圖，并用網(wǎng)紋線表

25、示出加工余量。圍繞工件的幾個視圖依次繪出定位元件，夾緊機構，對刀及夾具定位元件以及其他元件，位置，最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝置連成一體。夾具總圖上，還應劃出零件明細表和標題欄，寫明夾具名稱及零件明細表上所規(guī)定的內容。四、確定并標注有關尺寸及技術條件1、應標注的尺寸及公差在夾具總圖上應標注的尺寸，公差有下列五類：工件與定位元件的聯(lián)系尺寸：常指工件以孔為心軸或定位銷上（或工件以外圓在內孔中）定位時，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。夾具與刀具的聯(lián)系尺寸：用來確定夾具上對刀，導引元件位置的尺寸。對于銑，刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位置尺寸；對于鉆，鏜床夾具，則是

26、指鉆（鏜）套與定位元件間位置尺寸，鉆（鏜）套之間的位置尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導向部分的配合尺寸等。夾具與機床的聯(lián)系尺寸：用于確定夾具在機床上正確位置的尺寸。對于車，磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對于銑，刨床夾具，則是指夾具上的定位鍵與機床工作臺上的t型槽的配合尺寸。夾具內部的配合尺寸：它們與工件，機床，刀具無關，主要是為了保證夾具裝配后能滿足規(guī)定的使用要求。夾具的外廓尺寸：一般是指夾具最大外形輪廓尺寸。若夾具上有可動部分，應包括可動部分處于極限位置所占的尺寸空間。上述諸尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對刀，導引元件之間的尺寸公差，直接對工件上相應的加工

27、尺寸發(fā)生影響，因此可根據(jù)工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/31/5。二是定位元件與夾具體的配合尺寸，夾緊裝置各組成零件間的配合尺寸公差等，則應根據(jù)其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。2、應標注的技術條件在夾具總圖上應標注的技術條件（位置精度要求）有如下幾個方面：（1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位置要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準面間的位置精度。（2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。如圖2-6中，為保證鍵槽與工件軸心線平行，定位元件v型塊的中心線必須與夾具定向鍵側面平行。（3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間的位置要求。如對刀塊的

28、側對刀面向對于兩定向鍵側面的平行度要求，是為了保證所銑鍵槽與工件軸心線的平行度（4）定位元件與導引元件的位置要求。如圖3-1所示，若要求所鉆孔的軸心線與定位基準面垂直，必須以夾具上鉆套軸線與定位元件工作表面a垂直及定位元件工作表面a與夾具體底面b平行為前提。上述技術條件是保證工件相應的加工要求所必需的，其數(shù)值應取工件相應技術要求所定的數(shù)值的1/31/5。第二節(jié) 夾具設計舉例圖3-2所示為ca6140車床上接頭的零件圖。該零件系大批量生產(chǎn)，材料為45號鋼，毛坯采用模鍛件。現(xiàn)要求設計加工該零件上尺寸為28h11的槽口所使用的夾具。圖3-2 ca6140車床上接頭的零件圖零件上槽口的加工要求是：保證

29、寬度28h11，深度40mm，表面粗糙度側面為ra3.2m，底面為ra6.3m。并要求兩側面對孔20h7的軸心線對稱，公差為0.1mm；兩側面對孔10h7的軸心線垂直，其公差為0.1mm。零件的加工工藝過程安排是在加工槽口之前，除孔10h7尚未進行加工外，其他各面均已加工達到圖紙要求。槽口的加工采用三面刃銑刀在臥式銑床上進行。一、工件裝夾方案的確定工件裝夾方案的確定，首先應考慮滿足加工要求。槽口兩側面之間的寬度28h11取決于銑刀的寬度，與夾具無關，而深度40mm則由調整刀具相對夾具的位置保證。兩側面對孔10h7軸心線的垂直度要求，因該孔尚未進行加工，故可在后面該孔加工工序中保證。為此，考慮定

30、位方案，主要應滿足兩側面與孔20h7軸心線的對稱度要求。根據(jù)基準重合的原則，應選孔20h7的軸心線為第一定位基準。由于要保證一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也應限制。此外，從零件的工作性能要求可知，需要加工的兩側面應與已加工過的兩外側面互成90度，因此在工作定位時還必須限制繞孔20h7的軸心線的不定度。故工件的定位基準的選擇如圖3.3所示，除孔20h7（限制沿x,y軸和繞x,y軸的不定度）之外，還應以一端面（限制沿z軸的不定度）和一外側面（限制繞z軸的不定度）進行定位，共限制六個不定度，屬于完全定位。工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應結合定位元件的結構及夾緊方案實現(xiàn)的可能性而予

31、以最后確定。對接頭這個零件，銑槽口工序的夾緊力方向，不外乎是沿徑向或沿軸向兩種。如采用如圖3.4（a）所示的沿徑向夾緊的方案，由于20h7孔的軸心線是定位基準，故必須采用定心夾緊機構，以實現(xiàn)夾緊力方向作用于主要定位基面。但孔20h7的直徑較小，受結構限制不易實現(xiàn)，因此，采用如圖3.4（b）所示的沿軸向夾緊的方案較為合適。在一般情況下，為滿足夾緊力應主要作用于第一定位基準的要求，就應將定位方案改為以上端面a 作為第一定位基準。此時，20h7 孔軸心線以及另一外側面則為第二，第三定位基準。若以上端面a 為主要定位基準，雖然符合“基準重合”原則，但由于夾緊力需自下而上布置，將導致夾具結構復雜化?？紤]

32、到孔20h7下端面b及端臺c均是在一次裝夾下加工的，它們之間有一定的位置精度，且槽口深度尺寸40mm為一般公差，故改為以b或c面為第一定位基準，也能滿足加工要求。為使定位穩(wěn)定可靠，故宜選取面積較大的c面為第一定位基準。定位元件則可相應選取一個平面（限制三個自由度），一個短圓柱銷（與d面接觸限定一個自由度），如圖3.5所示，這時夾緊力就可自上而下施加于工件上。由于上端面a的中間部分還要進行加工，故只能從兩邊進行夾緊?？紤]到工件為大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強度，易采用氣動夾緊，即以壓縮空氣為動力源。若將氣缸水平方向的作用力轉變?yōu)榇怪狈较虻膴A緊力，可利用氣缸活塞桿推動一開有斜面槽的滑塊，

33、使兩勾形壓板同時向下壓緊工件。為縮短工作行程，斜槽做成兩個升角，前端的大升角用于加大夾緊空行程，后端的小升角用于夾緊工件并自鎖。當勾形壓板向上松開工作時，靠其上斜槽的作用使勾型壓板向外張開。加緊裝置的工作原理如圖3.6所示。工件裝夾方案確定以后，要進行定位誤差計算以確定定位元件的結構尺寸與精度，進行夾緊力計算以確定夾緊氣缸的尺寸及結構形式。同時對夾緊機構中的薄弱環(huán)節(jié)進行強度校核以確定夾緊元 _件的結構尺寸。二、其他元件的選擇與設計夾具的設計除了考慮工件的定位和夾緊之外，還要考慮夾具如何在機床上定位，以及刀具相對夾具的位置如何得到確定。對銑床夾具而言，在機床上是以夾具體底面與銑床工作臺面接觸和夾

34、具體上兩個定位鍵與銑床工作臺上的t形槽配合而定位的。定位鍵的結構和使用情況可由夾具設計手冊查得。調整刀具與夾具的相對位置是為了保證刀具相對工件有一個正確位置，以保證工序加工要求。銑床夾具上調刀最方便的方法是在夾具上安裝一個對刀裝置（通常為對刀塊）。圖3-7所示的銑槽口夾具，為保證對稱性及深度要求，采用了一個直角對刀塊。設計時應使對刀塊的工作面（對刀面）與定位元件的工作面有位置尺寸精度要求，其公差一般取相應工序尺寸公差的1/31/5。對刀面相對定位元件的位置尺寸，由于對刀時銑刀與對刀面之間留有一定的空隙（為避免刀具直接與對刀塊接觸），計算時必須加以考慮。三、夾具總圖的繪制在上述確定工件定位，夾緊

35、方案，選擇和設計相應定位元件和夾緊裝置，以及選取和設計夾具的其他元件之后，即可進行夾具總圖的繪制。接頭零件銑槽口工序夾具總圖如圖3.7所示。在夾具總圖上應標注的五類尺寸為：工件定位孔與定位銷4的配合尺寸；對刀元件的對刀面與定位元件中心線及工作面間的位置尺寸；夾具定位鍵與夾具底座的配合尺寸；夾具內部的配合尺寸：定位銷4與支座2的配合尺寸；擋銷20與支座2的配合尺寸；軸銷9與滑塊13的配合尺寸；軸銷9與連接軸5的配合尺寸；鉤形壓板1與支座2的配合尺寸；夾具的外廓尺寸。在夾具總圖上應標注的技術條件為：定位銷4與定位鍵18工作面的對稱度；定位平面與夾具體底面的平行度公差；對刀塊的側對刀塊相對于兩定位鍵

36、18側面的平行度公差等。夾具總圖繪制完畢，還應在夾具設計說明書中，就夾具的使用，維護和注意事項等給予簡要地說明。圖3-7 接頭零件銑槽口夾具裝配圖附錄1 課程設計說明書例一 ca6140車床撥叉機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計:序言大三第二學期我們進行了機械制造技術基礎課程的學習，并且在大二第一學期也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，在我們進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是作為一次理論聯(lián)系實際的訓練，我們進行了本次課程設計。通過這次課程設計，對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練，從中鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們通過認真查閱資

37、料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。另外，在設計過程中，經(jīng)過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助，我順利完成了本次設計任務。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。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，主要起換檔作用，使主軸回轉運動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。零件上方的20孔與操縱機構相連，而下方的50半孔則是用于與所控制多聯(lián)齒輪的槽接觸。通過施加在上方的力撥動下方的齒輪移動變速。為了加工中定位方便，兩件零件鑄為一體，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(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，

38、但塑性較差、脆性高，切削性能良好。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）小頭孔20以及與此孔相通的8的錐孔、m6螺紋孔2）大頭半圓孔503）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，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為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。（三）確定生產(chǎn)類型（略）二、確定毛坯1、確定毛坯種類：零件材料為

39、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，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊第41 頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為ct-12。2、確定鑄件加工余量及形狀：查機械制造工藝設計簡明手冊第41 頁表2.2-5，選用加工余量為ma-h 級，并查表2.2-4 確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：3、繪制鑄件毛坯圖（略）三、工藝規(guī)程設計(一)選擇定位基準：1 粗基準的選擇：以零件的小頭上端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。2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾

40、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，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。（二）制定工藝路線根據(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。查機械制造工藝設計簡明手冊第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 粗銑20、50 下端面，以t2 為粗基準，采用x51 立式銑床加專用夾具；工序 粗銑20上端面，以t1 為

41、定位基準，采用x51立式銑床加專用夾具；工序 粗銑50上端面，以t4 為定位基準，采用x51立式銑床加專用夾具；工序 鉆、擴20 孔，以32 外圓和t2為基準，采用z525立式鉆床加專用夾具；工序 粗鏜50孔，以d1 為定位基準，采用t616 臥式鏜床加專用夾具；工序 銑斜肩，以d1 和t2 為定位基準，采用x51立式銑床加專用夾具；工序 精銑20下端面，以t2 為基準，采用x51 立式銑床加專用夾具；工序 精銑20上端面，以t1 為基準，采用x51 立式銑床加專用夾具；工序 粗鉸、精鉸20 孔，以t2和32 外圓為基準，采用z525立式鉆床加專用夾具；工序 精銑50端面，以d1為基準，采用x

42、51 立式銑床加專用夾具；工序 半精鏜50 孔，以d1做定位基準，采用t616 臥式鏜床加專用夾具；工序 鉆、鉸8 錐孔，以t1 和零件中線為基準，采用z525 立式鉆床加專用夾具；工序 鉆m6 底孔，攻螺紋，以t1和零件中線為基準，采用z525立式鉆床并采用專用夾具；工序 銑斷，以d1為基準，采用x60 臥式銑床加專用夾具；工序 去毛刺；工序 終檢。（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定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：2、平面工序尺寸：3、確定切削用量及時間定額：工序 粗銑 20、50下端面，以t2為粗基準1）加

43、工條件工件材料：ht200,b =170240mpa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑20孔下端面，加工余量4mm;機床：x51立式銑床；刀具：yg6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角s=10,主偏角kr=60,過渡刃kr=30,副偏角kr=5。2）切削用量確定切削深度ap因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。確定每齒進給量fz由于本工序為粗

44、加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用yg6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，x51立式銑床）時：fz=0.090.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。確定刀具壽命及磨鈍標準根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命t=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。計算切削速度vc和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16，當d0=125mm，z=12，ap7.5，fz0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,

45、vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kmv= 1.0，ksv= 0.8。切削速度計算公式為：其中ae = 72mm，a p = 4mm，cv = 245，qv = 0.2，xv = 0.15，yv = 0.35，kv = kmv ksv = 1.0 0.8 = 0.8，uv = 0.2，pv = 0，m = 0.32，t = 180min，f z = 0.18mm/ z，z = 12，將以上數(shù)據(jù)代入公式：確定機床主軸轉速： 根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：f zc=v fc/ncz=390/30012

46、mm/z=0.1mm/z校驗機床功率根據(jù)切削手冊表3.24，近似為pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率pcm=4.50.75kw=3.375kwpcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。3）計算基本工時tml/ vf，l=l+ y+，l=176mm.查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：tml/ vf=(176+40)/390=0.81min。工序 粗銑 20上端面，以t1為定位基準切削用量和時間定額及其計算過程同工序。工序 粗銑 50上端面，以t4為定位基

47、準刀具：yg6硬質合金端銑刀， d0 = 40 mm, z =6機床：x51立式銑床根據(jù)切削手冊查的， f z = 0.13mm/ z, a p = 4mm 現(xiàn)采用x51立式銑床，根據(jù)簡明手冊4.2-36查得取nw =300r /min ，故實際切削速度當n w = 300r /min 時，工作臺每分鐘進給量應為f m =f z z n w =0.13 10 300 =390mm/min 查說明書，取f m =400mm/min 計算切削工時l = 72 + y + d = 72 +10 = 82mm因此工序 鉆、擴 20孔，以32外圓和t2為基準，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達

48、到it10。1）選擇鉆頭根據(jù)切削手冊表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角o12，二重刃長度b=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度l1 =1.5mm ，2 = 100 ， = 30 2）選擇切削用量確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊， f = 0.43 0.53mm/ r，l /d = 30/18 =1.67 3，由切削手冊表2.7,系數(shù)為0.5,則：f = (0.43 0.53) 0.5 = (0.215 0.265)mm/ r按鉆頭強度選擇:查切削手冊表2.8,鉆頭允許進給量為：f = 2.0mm/ r；按機床進給

49、機構強度選擇：查切削手冊表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330n時，進給量為f = 0.93mm/ r。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡明手冊表4.2-16,最終選擇進給量f = 0.22mm/ r。由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。根據(jù)切削手冊表2.19查出,鉆孔時軸向力ff=2500n，軸向力修正系數(shù)為1.0，故ff=2500n。根據(jù)z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830nff，故所選進給量可用。確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手

50、冊）為0.6mm，壽命t = 45min切削速度查切削手冊表2.30，切削速度計算公式為：其中，cv = 9.5，d 0 = 18mm，zv = 0.25，m = 0.125，ap = 9，xv = 0，yv = 0.55，f = 0.22，查得修正系數(shù)：ktv = 1.0，=，klv = 0.85，ktv = 1.0，故實際的切削速度：檢驗機床扭矩及功率查切削手冊表2.20，當f0.26, do19mm時，mt=31.78nm，修正系數(shù)均為1.0，故mc=31.78 nm。查機床使用說明書：mm =144.2 nm。查切削手冊表2.23,鉆頭消耗功率：pc=1.3kw。查機床使用說明書，pe

51、 = 2.80.81 = 2.26kw。由于mcmm，pcpe，故切削用量可用，即：f = 0.22mm/ r，n = nc = 272r /min，vc = 15.4m/min3）計算工時4）擴孔至19.8查切削手冊表2.10，擴孔進給量為： f = 0.7 0.8mm/ r，并由機床使用說明書最終選定進給量為： f = 0.81mm/ r。根據(jù)資料，切削速度v = 0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故v = 0.4 9.5 = 3.8m/min根據(jù)機床使用說明書選取nw = 97r /min。基本工時工序 粗鏜 50孔，以d1為定位基準機床：t68臥式鏜床單邊余量z

52、 = 2.5mm, a p = 2.5 mm由簡明手冊4.2-20查得?。篺 = 0.52mm/ r由簡明手冊4.2-21查得?。簄 = 200r /min計算切削工時工序 銑斜肩，以 d1和t2為定位基準刀具：硬質合金三面刃銑刀機床：x51立式銑床根據(jù)簡明手冊查得：dw = 63mm，z = 16。根據(jù)切削手冊查得： f z = 0.10mm/ z,因此：現(xiàn)采用x51 立式銑床，?。簄w = 100r /min，故實際切削速度為：當nw = 300r /min時，工作臺每分鐘進給量應為：f m= f z z nw = 0.10 16 100 =160mm/min 根據(jù)切削手冊表4.2-37查

53、得,?。?f m = 165mm/min。計算切削基本工時：l = l + y + d = 12.5 + 25 = 37.5mm因此： 工序 精銑 20下端面，以t2為基準刀具：yg6硬質合金端銑刀；機床：x51立式銑床；查切削手冊表3.5，進給量f z = 0.5 1.0mm/min，取為0.5mm/r參考有關手冊，確定v = 124m/min，采用yg6硬質合金端銑刀，dw = 125mm, z = 12，則：現(xiàn)采用x51立式銑床，根據(jù)簡明手冊表4.2-36，取nw = 300r /min故實際切削速度：當nw = 300r /min時，工作臺每分鐘進給量：f m = f z z nw=

54、0.5 12 300 =1800mm/min ，取為980mm/min本工序切削時間為：工序 精銑 20上端面，以t1為基準切削用量同工序精銑時y + d = d0 = 125mm基本工時： 工序 粗鉸、精鉸20孔，以t2和32外圓為基準1）粗鉸至19.94mm刀具：專用鉸刀機床：z525立式鉆床根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為f z = 0.81.2mm/z，進給量取f z = 0.81mm/r，機床主軸轉速取為nw =140r/min，則其切削速度為：v = npd = 8.77m/min。機動時切削工時，l = 30 + 8 =38mm，2）精鉸至f20mm刀具：d w = 20mm機

55、床：z525立式鉆床根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取f = 0.48mm/r，機床主軸轉速取為：nw =140r/min，則其切削速度為：v = npd = 8.8m/min機動時切削工時，l = 30 + 8 =38mm工序 精銑 50端面，以d1為基準。機床：x51立式銑床刀具：硬質合金立銑刀（鑲螺旋形刀片），由切削手冊表3.6查得：d = 40， z =6，f z =0.08mm/min , v = 0.45m/ s即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用x51立式銑床，取nw = 210r /min，工作臺每分鐘進給量f m應為：f m =f z z nw = 0.08 6 210 =100.8mm/min查機床使用說明書，取f m = 100mm/min 。銑削基本工時：工序 半精鏜50孔，以d1做定位基準