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1、機械工程學(xué)院 第一章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 第一節(jié) 序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)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(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計，了解并認(rèn)識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。

2、 第二節(jié) 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。零件上方的φ22孔與操縱機構(gòu)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。 （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，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.小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺 2.大頭半圓孔Ф55 　　 3.小頭孔

3、端面、大頭半圓孔上下Ф73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(zhǔn)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(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 第三節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計 (一) 確定毛坯的制造形式 確定毛坯種類：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(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類

4、型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。 查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊》（后稱《指導(dǎo)手冊》）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。 (二) 基面的選擇 定位基準(zhǔn)是影響撥叉零件加工精度的關(guān)鍵因素?；鶞?zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 　　 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ22 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個φ40

5、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(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，應(yīng)該進行尺寸互算。 （3）加工階段的劃分 該撥叉加工質(zhì)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(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)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

6、工表面之間的相對位置精度要求。 (5) 加工原則: 1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉下端面 2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 3）遵循“先主后次”原則. 4）遵循“先面后孔”原則. （三） 制定工藝路線 　　制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)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(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 工藝路線方案一： 工序 1： 以Ф40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。 工序 2： 以Ф4

7、0下表面粗銑上表面。 工序 3：銑φ40上平面，保證表面粗糙度3.2 工序 4：鉆Ф22的孔。 工序5：絞Ф22的孔，保證表面粗糙度1.6。 工序 6：粗鏜Ф55的孔。 工序 7：半精鏜Ф55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序 8： 粗鏜Ф55孔的上端面。 工序 9： 半精鏜 Ф55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。 工序10：粗鏜Ф55孔的下端面。 工序11：半精鏜 Ф55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。 為保證設(shè)計尺寸20在工序6至工序9應(yīng)該進行尺寸鏈換算，由于零件的定位基準(zhǔn)是Ф40的上表面，進行尺寸鏈換算如下： （1）確定自由公差等級（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》P

8、27頁 表1.4——24） （2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A： 增環(huán)： 50 0 -0.1 減環(huán)： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環(huán)： 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(shè)計尺寸。

9、 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01 A 工序 12： 鉆錐孔Ф8及M8底孔。 工序 13：攻絲 精絞Ф8孔，保證粗糙度1.6。 在加工M8螺紋時，為保證工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)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(shè)計簡明手冊》P27頁 表1.4——24） （2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A：

10、 增環(huán)： 30 -0.36 -0.52 減環(huán)： 10 +0.36 0 封閉環(huán)：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。 100-0.36 A 200-0.52 工序14： 切斷。 工序15： 檢驗 工藝路線芳案二： 工序 1： 以Ф40的上平面為基準(zhǔn)加工下表面。 工序 2： 以Ф40下表面粗銑下表面。 工序

11、3：銑φ40上平面，保證表面粗糙度3.2 工序4：粗鏜Ф55的孔。 工序5：半精鏜Ф55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序6：鉆Ф22的孔。 工序7：絞Ф22的孔，保證表面粗糙度1.6。 工序 8：粗鏜Ф55孔的上端面。 工序9：半精鏜 Ф55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。 工序10：粗鏜Ф55孔的下端面。 工序11：半精鏜 Ф55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。 為保證設(shè)計尺寸在工序6 -----工序9應(yīng)進行尺寸鏈換算. （1）確定自由公差等級（查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》P27頁 表1.4——24） （2）確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖 列豎式：

12、計算工序尺寸A： 增環(huán)： 50 0 -0.1 減環(huán)： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環(huán)： 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(shè)計尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01 A

13、 工序 12： 鉆錐孔Ф8及M8底孔。 工序 13：攻絲 精絞Ф8孔，保證粗糙度1.6。 為保證加工M8螺紋時，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)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(shè)計簡明手冊》P27頁 表1.4——24） （2） 確定封閉環(huán)，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A： 增環(huán)： 30 -0.36 -0.52 減環(huán)： 10 +0.36 0 封閉環(huán)：20 0 -0.52 只有A的基本

14、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。 100-0.36 A 200-0.52 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:方案一：是先加工內(nèi)孔φ22, 再以φ22孔為基準(zhǔn)加工φ55內(nèi)孔,而方案二：先鏜孔φ55,以底面及φ22外圓面為基準(zhǔn)，再以φ55內(nèi)孔及上平面加工φ22孔。由零件圖可知φ22孔的設(shè)計基為準(zhǔn)φ55孔的中心線，所以加工φ22孔時定位基準(zhǔn)最好為φ55孔的中心線，可保證其加工的位子精度，符合大批生產(chǎn)要求,方案二較為合理。 最終工藝路線 工序 1： 以Ф40的上平面為基準(zhǔn)加工下

15、表面。 工序 2： 以Ф40下表面粗銑下表面。 工序 3：銑φ40上平面（以φ22孔外表面及底面為基準(zhǔn)，選用X5032立式升降臺銑床和專用夾具） 工序4：粗鏜Ф55的孔。（以φ40上平面及φ22內(nèi)孔為基準(zhǔn)，選用TGX4132B立式單柱坐標(biāo)鏜床和專用夾具） 工序5：半精鏜Ф55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序6：鉆Ф22的孔（以φ40上平面及φ22孔外表面為基準(zhǔn)，選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具） 工序7：絞Ф22的孔，保證表面粗糙度1.6。 工序 8： 粗鏜Ф55孔的上端面。（以φ40上平面及φ22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)） 工序 9： 半精鏜 Ф55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。

16、工序10：粗鏜Ф55孔的下端面。 工序11：半精鏜 Ф55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。 工序 12： 鉆錐孔Ф8及M8底孔。（以φ40上平面及φ22的內(nèi)孔為基準(zhǔn)） 工序13：攻絲 精絞Ф8孔，保證粗糙度1.6。 工序14： 切斷。 工序15： 檢驗。 （四）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： 加工 表面 加工 內(nèi)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 φ55 IT12 鑄件 7.0 CT1

17、2 粗鏜 4.0 IT12 6.3 0.95 6.8 半精鏜 3.0 IT10 3.2 2.9 3.25 φ20 IT7 鉆 20 IT11 17.89 18 擴 1.8 IT10 6.3 1.716 1.910 粗鉸 0.14 IT8 3.2 0.107 0.224 精鉸 0.06 IT7 1.6 0.039 0.093 2、平面工序尺寸 工序號 工序 內(nèi)容 加工 余量 基本 尺寸 經(jīng)濟 精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小

18、 最大 鑄件 5.0 CT12 01 粗銑φ40孔下端面 4.0 58 12 1.5 7.75 02 粗銑φ40孔上端面 4.0 54 12 1.5 7.75 03 精銑φ40孔上端面 4.0 50 8 1.8 6.38 04 粗鏜φ55孔的上下端面 4.0 26 12 0.75 1.283 05 精鏜φ55孔的上下端面 1.0X2 20 8 0.75 1.283 第三章 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 （一）

19、 問題的提出： 本夾具是用來鉆φ22孔，對φ22孔的加工有一定的技術(shù)要求，但在加工本工序時，φ22孔尚未加工，而且在擴φ22孔后，需要精絞，以達到所要求的精度。 （二）夾具設(shè)計： 1 定位基準(zhǔn)的選擇： 由零件圖可知，φ22孔的軸線與φ40的外圓的上表面有垂直度的要求，所以采用φ40的外圓的下表面作為主要的定位面，用一個固定V型塊和一個活動V型塊進行夾緊，夾緊方式采用手動夾緊。 2 夾緊設(shè)計及操作的簡要說明： 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，為此，采用手動夾緊，此夾具的工作原理：利用零件的上表面作為主要定位面，用一個固定V型塊和一個活動V型，采

20、用手動螺紋夾緊。 夾具裝配圖如下：見附頁 設(shè)計總結(jié) 夾具課程設(shè)計即將結(jié)束?；仡櫿麄€過程，經(jīng)過老師和同學(xué)的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時定量的完成了這次課程設(shè)計。課程設(shè)計作為機械制造與自動化專業(yè)的重點，使理論與實踐結(jié)合，對理論知識加深了理解，使生產(chǎn)實習(xí)中的理解和認(rèn)識也到了強化。 本次課程設(shè)計主要是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計和專用夾具設(shè)計。機械加工工藝規(guī)程設(shè)計運用了基準(zhǔn)選擇等知識，夾具設(shè)計的運用了工件定位、夾緊機構(gòu)等知識。通過此次設(shè)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(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。本次設(shè)計還存在很多不足之處。

21、由于對知識的掌握不夠扎實，在設(shè)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(shè)計，讓我對基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了思考、解決問題，創(chuàng)新設(shè)計的能力。為以后的設(shè)計工作打下了較好基礎(chǔ)。本設(shè)計存在很多不足之處，最后懇請各位老師、同學(xué)批評指正！ 參考文獻 1、趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書(2版),機械工業(yè)出版社,2006年. 2、曾志新,呂明主編,機械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年. 3、李益明主編,機械制造工藝設(shè)計簡明手冊,機械工業(yè)出版社,1993年. 4、肖詩綱主編,切削用量手冊,機械工業(yè)出版社,1993年. 5、金屬切削機床夾具設(shè)計手冊.上海柴油機廠工藝設(shè)備研究所編,機械工業(yè)出版社，1987年. 6.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊/李益民主編.——北京：機械工業(yè)出版社，1993年6月 7.機械制造工藝學(xué)/陳明主編.——北京：機械工業(yè)出版社，2005.8 8.機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計機床專用夾具圖冊/李旦，王杰等著.——2版。——哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.2 16