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畢業(yè)設計說明書
設計題目： 制定“CA6140車床手柄座”的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（設計銑槽的銑床夾具）
院，部
學生姓名：
指導教師：
專業(yè)：
班級
日期：
目 錄
摘要…………………………………………………………………1
序言 3
一、零件的工藝分析 6
二、工藝規(guī)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 8
（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 10
（五）確立切削用量及基本工時 10
三、夾具設計： 21
（一）、設計時注意的問題 21
（二）、夾具設計 21
（三）.定位誤差分析…………………………………………….23
（四）．夾具設計及操作說明……………………………………23
附 圖………………………………………………………………25
總 結……………………………………………………………27
致 謝……………………………………………………………28
參考資料： 29
摘 要
本次設計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
車床手柄座加工工藝規(guī)程及其銑的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
序 言
械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領域向著高精度、高質量、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，如何設計好夾具則成了機械制造的一項重要任務。
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。
4． 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。
因此，夾具設計要保證以下幾個條件：
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。
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。
本設計屬于工藝夾具設計范圍，機械加工工藝設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量及生產(chǎn)成本，在設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。
機械制造工藝學畢業(yè)設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術課以及大部分專業(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，我希望能通過這次畢業(yè)設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。
由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。
一 零件的工藝分析
零件的作用：
手柄座按在車床的變速箱體外面，作用是改變齒輪嚙合的，有改變傳動比，改變傳動方向，也有傳遞或者脫開動力源的。
手柄座的加工共有兩組加工表面，它們相互之間有一定的要求?，F(xiàn)分述如下：
1、以工件的上下表面為中心加工孔和槽。鉆Φ10H7的孔，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，銑14mm*43mm的槽，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。。其中主要加工孔Φ10H7。
2、以Φ25 mm的孔為中心加工表面和孔。銑上下表面，鉆Φ10H7，鉆Φ14H7的孔，鉆Φ5.5 mm的孔，鉆Φ5mm，鉆M10H7并配加鉗工加工。
有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于主要能夠夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。
二 、工藝規(guī)程的設計
（一）、確定毛坯的的制造形式
零件材料為鑄鐵。手柄座在使用過程中不經(jīng)常的變動，它的只起支撐的作用，受到的沖擊不是很大，只是在縱向上受到很大的壓力。在加工過程中的精度保證很重要，它對工件的定位有一定的保證作用。
（二） 、基準的選擇
（1）、 粗基準的的選擇 對于一般的箱體零件而言，以外表面作為粗基準是合理的。但本對于零件來說Φ25 mm作為粗基準，則可造成鉆孔的垂直度和軸的平行度不能保證。對箱體零件應以相關的表面作為粗基準，現(xiàn)選取零件的上下表面互為基準，再利用四爪卡盤卡住車Φ25 mm。利用內(nèi)孔Φ25 mm及鍵槽定位進行鉆Φ10mm，在Φ25 mm中以長心軸、鍵槽及零件的下表面進行自由定位，達到完全定位。
（2） 精基準的選擇 主要考慮的是基準的中和問題。當設計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。
（三） 、制訂工藝路線
生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，故采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。同時還可降低生產(chǎn)成本。
（1）、工藝路線方案一：
工序一：銑、半精銑Φ45 mm凸臺端面；
工序二：銑,半精銑大端面;
工序三：鉆，擴，鉸Φ25 H8mm內(nèi)孔；
工序四：拉鍵槽6H9；
工序五：銑槽14*43 mm；
工序六：鉆，粗鉸，精鉸Φ10H7 mm孔；
工序七：鉆槽底通孔Φ5.5 mm；
工序八：鉆，粗鉸，精鉸Φ14H7mm孔；
工序九：鉆Φ5mm圓錐孔，攻螺紋M107Hmm；
工序十：終檢。
（2）、工藝路線方案二：
工序一：鉆，擴，鉸Φ25 H8mm內(nèi)孔；
工序二：粗銑上、下表面；
工序三：精銑下表面；
工序四：拉鍵槽6H9 mm；
工序五：銑槽14 mm *43 mm；
工序六：鉆槽底通孔Φ5.5 mm；
工序七：鉆，粗鉸，精鉸Φ10H7 mm孔；
工序八：鉆，粗鉸，精鉸Φ14H7mm孔；
工序九：鉆Φ5mm圓錐孔，攻螺紋M107Hmm；
工序十：終檢。
（3）、工藝方案的分析：
上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工Φ25H8的孔，再以Φ25H8的孔的孔為基準加工Φ10 mm的孔。方案二則是先加孔Φ25H8后再加工上下表面，再加工孔Φ10mm，此時方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準加工Φ25H8及插鍵槽，最后完成對Φ10 mm的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時也更好的保證了精度要求。
具體的工藝過程如下：
工序一：銑，半精銑Φ45 mm凸臺端面，選用X51立式銑床加工；
工序二：銑，半精銑大端面，選用X51立式銑床加工；
工序三：鉆，擴，鉸Φ25H8 mm內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床；
工序四：鉆，粗鉸，精鉸Φ10H7 mm孔，選用Z525立式鉆床；
工序五：銑槽14*43 mm，選用X63臥式銑床；
工序六：鉆，粗鉸，精鉸Φ14H7 mm孔，選用Z525立式鉆床；
工序七：鉆底孔，攻螺紋M10 mm，選用Z525立式鉆床；
工序八：鉆Φ5mm圓錐孔，選用Z525立式鉆床；
工序九：拉鍵槽6H9mm，選用Z525立式鉆床；
工序十：鉆槽底通孔Φ5mm，選用Z525立式鉆床；
工序十一：終檢。
（四） 、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“手柄座”零件材料為鑄鐵，硬度為HBS151~229，毛坯的重量約為0．72Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
工序四工序四：鉆，粗鉸，精鉸Φ10H7 mm孔：
毛胚為實心，孔精度要求H7，參照工藝手冊表2．3-9及表2．3-12確定工序尺寸及余量為：
鉆孔：Φ9．8 mm;
粗鉸: Φ9．96 mm; 2Z=0．16mm
精鉸: Φ10 mm 2Z=0．04 mm
（五）、 確定切削用量及基本工時
工序Ⅰ切削用量及基本工時的確定：銑Φ45端面，選用機床：X51立式銑床
⑴銑Φ45端面：
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序二、確定切削用量及基本工時：
銑凸臺大端面，選用機床：X51立式銑床
⑴銑凸臺大端面：
選擇銑刀半徑為25mm，齒數(shù)Z=6（見《工藝手冊》表3.1－27）
，（《切削》表3.7和《切削》表3.8）
（《切削》表3.9）
按機床選取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
銑床工作臺進給量：
基本工時：
工序三 鉆 擴 絞孔
切削用量及基本工時的確定：鉆mm底孔，擴mm，絞選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆孔Φ24mm：
選擇Φ24mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實際切削速度：
基本工時：（《工藝》表6.2－5）
⑵擴孔mm：
選擇Φ24.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8）
由《切削》表2.10得擴孔鉆擴Φ24.8mm孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取擴孔鉆擴孔時的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按機床選取
基本工時：
⑶鉸Φ25H7孔：
選擇Φ25mm高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工藝》表4.2－16得
按機床選取
基本工時：
工序四
切削用量及基本工時的確定：
拉寬6 的鍵槽 臥式內(nèi)拉床L6120
工序切削用量及基本工時的確定：拉寬6的鍵槽
單面升齒，根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時的花鍵拉刀的單面升齒為0.06mm，拉削速度為0.06m/m
切削工時
式中：單面余量為3.5
L---------拉削長度43
--------考慮校準部分 的長度系數(shù)取1.2
K----------考慮機床反行程系數(shù) ，取1.4
V-----------拉削速度
----------拉刀單面升齒
Z-----------拉刀同時工作齒數(shù)
P-----------拉刀齒距
所以拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=43/10.5=4.09
拉削工時
工序Ⅴ：切削用量及基本工時的確定：銑的槽，選用機床：X63臥式銑，選用高速鋼圓柱形銑刀，齒數(shù)Z=6
⑴第一次走刀：
按機床選取
工作臺進給量：
基本工時：
⑵第二次走刀：
按機床選取
工作臺進給量：
基本工時：
工序六 切削用量及基本工時的確定：鉆mm底孔，擴mm，絞選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆孔Φ9mm：
選擇Φ9mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實際切削速度：
基本工時：（《工藝》表6.2－5）
⑵擴孔mm：
選擇Φ9.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8）
由《切削》表2.10得擴孔鉆擴Φ9.8mm孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取擴孔鉆擴孔時的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按機床選取
基本工時：
⑶鉸Φ10H7孔：
選擇Φ10mm高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工藝》表4.2－16得
按機床選取
基本工時：
工序7 切削用量及基本工時的確定：鉆mm底孔，選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆Φ5.5孔：
選用Φ5.5高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
工序八 鉆 擴 絞孔
切削用量及基本工時的確定：鉆mm底孔，擴mm，絞選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆孔Φ13mm孔：
選擇Φ13mm高速鋼錐柄標準麻花鉆（見《工藝手冊》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按機床選?。ā豆に嚒繁?.2－5）
實際切削速度：
基本工時：（《工藝》表6.2－5）
⑵擴孔mm：
選擇Φ13.8mm高速鋼錐柄擴孔鉆（《工藝》表3.1－8）
由《切削》表2.10得擴孔鉆擴Φ13.8mm孔時的進給量，并由《工藝》表4.2－16取擴孔鉆擴孔時的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按機床選取
基本工時：
⑶鉸Φ14H7孔：
選擇Φ14mm高速鋼錐柄機用鉸刀（《工藝》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工藝》表4.2－16得
按機床選取
基本工時：
工序九鉆
切削用量及基本工時的確定：鉆mm錐銷孔孔，選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆Φ5的圓錐孔：
選擇高速鋼麻花鉆
按機床選取
基本工時：
⑵鉸Φ5的孔：
選擇Φ5的鉸刀
按機床選取
基本工時：
工序十 切削用量及基本工時的確定：鉆8.5mm底孔，攻螺紋M10mm，選用機床：Z525立式鉆床
⑴鉆Φ8.5底孔：
選用Φ8.5高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時：
⑵攻螺紋M10mm：
選擇M10mm高速鋼機用絲錐
f等于工件螺紋的螺距p，即
按機床選取
基本工時：
三、 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用的夾具。
有老師分配的任務，我被要求設計第五道工序----銑槽，本夾具將用于X63臥式銑床。
（一）問題提出
本夾具主要用來銑槽的槽，同時對孔的同軸度及加工精度有一定的要求。且在銑槽后還要保證其精度要求，為了使其誤差減小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度、提高加工質量。
（二）夾具設計
1． 切削力和夾緊力計算
(1)刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 φ160mm z=24
機床： X63臥式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應力幅：
許用應力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
（三）.定位誤差分析
由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。
（四）．夾具設計及操作說明
如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。
夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。
銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖中。
總 結
機械制造工藝學畢業(yè)設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和資料，為我們的畢業(yè)設計打下了好的基礎。
畢業(yè)設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。
最后，衷心的感謝老師的精心指導和悉心幫助，使我順利的完成此次設計。謝謝?。。?！
致 謝
這次畢業(yè)設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。
這次畢業(yè)設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
【1】趙家齊主編．機械制造工藝學課程設計指導書．機械工業(yè)出版社，1997
【2】王紹俊主編．機械制造工藝設計手冊．機械工業(yè)出版社，1985
【3】《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組編．金屬機械加工工藝人員手冊．上?？茖W技術出版社，1983
【4】上海柴油機廠工藝設備研究所編．金屬切削機床夾具設計手冊．機械工業(yè)出版社．1984
【5】南京市機械研究所主．金屬切削機床夾具圖冊．機械工業(yè)出版社
【6】呂周堂、陳曉光主編．互換性與技術基礎．中國科學技術出版社
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