課程設(shè)計說明書 題目： CA6140后開關(guān)杠手柄座零件工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學 院： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 提交日期： 目錄 機械制造工程師課程設(shè)計任務(wù)書…………………………………………3 第1章 零件圖及工藝編制 …………………………………………………4 1.1零件圖……………………………………………………………4 1.2毛坯圖……………………………………………………………4 1.3零件的工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………5 第2章 專用夾具設(shè)計………………………………………………………8 2.1定位分析……………………………………………………………8 2.2裝夾分析……………………………………………………………9 2.3分度裝置的設(shè)計……………………………………………………12 2.4夾具裝配圖及零件圖……………………………………………12 第3章 設(shè)計總結(jié)………………………………………………………14 參考文獻 ………………………………………………………………14 附件……………………………………………………………………14  第1章 零件圖及工藝編制 1.1零件圖 圖1-1零件圖 1.2毛坯圖 圖1-2毛坯圖 1.3零件的工藝規(guī)程設(shè)計 1.3.1毛坯的選擇 CA6140后開關(guān)杠手柄座零件結(jié)構(gòu)比較簡單，考慮掃工件在工作中容易磨損，零件在工作過程中經(jīng)常受到交變載荷，應(yīng)此應(yīng)該選用鑄造，使材料不易變形，保證零件工作的可靠性?？紤]到零件加工尺寸的要求，為加工過程留有足夠的加工余量，并且為了盡量降低加工成本，外圓留15mm加工余量，長度方向留1mm加工余量。由于零件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用砂型鑄造。可以提高生產(chǎn)率，保證價格與質(zhì)量。 1.3.2定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則不但使加工工藝過程中的問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1） 粗基準的選擇 選擇粗基準的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位精基準，保證各加工面的余量足夠并分配合理，由于粗基準是對毛坯進行第一次加工的定位基準，因此與毛坯的形狀關(guān)系很大，則確定粗基準時應(yīng)按： ① 用零件非加工面為粗基準，可保證零件的加工面與非加工面的相互位置關(guān)系，且能在一次安裝中盡可能加工較多的表面。 ② 用零件的重要表面為粗基準，優(yōu)先保證了重要表面的余量和表面組織性能的一致。 ③ 應(yīng)選責較大、形狀簡單、加工量大的表面為粗基準，使切削總量最少。 ④ 應(yīng)選毛坯精度高，余量小的表面為粗基準，易保證各加工表面余量足夠，分配合理。 ⑤ 應(yīng)選定位精度高，夾緊可靠的表面為粗基準。 ⑥ 粗基準原則上是在第一道工序中使用一次并盡量避免重復使用。 對于一般軸類零件用外圓面作為粗基準面是完全合理的，所以，在偏心軸的加工過程中選擇毛坯外圓作為粗基準 （2） 精基準的選擇 選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現(xiàn)，以及定位安裝的準確方便。選擇精基準應(yīng)遵循以下原則： ① 基準重合原則：確定精基準時，應(yīng)盡量用設(shè)計基準作為定位基準，易消除基準不重合誤差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。 ② 統(tǒng)一基準原則：擬定工藝路線時，各個工序應(yīng)盡可能用同一個定位基準來精加工各個表面，以保證各表面間的相互位置精度，并且還減少了夾具的數(shù)量和工件的裝夾次數(shù)，降低了成本，提高了生產(chǎn)率。 ③ 互為基準原則：可逐步提高兩相關(guān)表面的位置精度。 ④ 自為基準原則：可使加工余量均勻，保證加工面自身形狀精度，而位置精度由前面的工序保證。 在加工六方之前φ18外圓表面已經(jīng)車削形成，根據(jù)基準的選擇原則，選擇已經(jīng)加工形成的φ18外圓表面作為精基準。 1.3.3零件表面加工方法的選擇 CA6140后開關(guān)杠手柄座零件所需要加工的表面有端面、外圓、通孔、倒角、槽等。在加工過程中外圓用外圓車刀車削；端面用銑床加工；通孔用立式鉆床加工，倒角用45°倒角刀加工。 1.3.4零件的加工工藝分析 零件的材料為鑄鐵，即中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。該零件主要加工面分別有平面、外圓表面、外螺紋和螺紋孔，零件形狀較為簡單且除六方和螺紋孔外都為車削工藝，主要通過車削、銑削和鉆削加工，其具體加工工藝路線如下： 工序01：粗銑下端面以及側(cè)凸臺面，留加工余量0.8mm； 工序02：粗車φ38外圓，留加工余量0.8㎜； 工序03：精車φ38外圓至尺寸； 工序04：粗車端面，留加工余量0.8mm； 工序05：精車端面至尺寸，保證長度，倒角0.5x45°，銳角倒鈍； 工序06：鉆中心孔，鉆φ25通孔，留加工余量1mm； 工序07：精鏜φ25孔至尺寸，倒角0.5x45°； 工序08：加工內(nèi)孔面槽； 工序09：鉆φ14孔； 工序10：鉆、鉸φ7孔； 工序11：去毛刺； 工序12：終檢。 1 鍛造毛坯 鍛造 加熱爐；空氣錘 2 熱處理 熱處理 加熱爐 3 粗銑下端面以及側(cè)凸臺面，留加工余量0.8mm 銑工 銑床 專用夾具 高速鋼立銑刀 游標卡尺 4 粗車φ38外圓，留加工余量0.8㎜ 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 游標卡尺 5 精車φ38外圓至尺寸 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 千分尺 6 粗車端面，留加工余量0.8mm 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 游標卡尺 7 精車端面至尺寸，保證長度，倒角0.5x45°，銳角倒鈍 車工 車床 專用夾具 外圓車刀、45°車刀 游標卡尺 8 鉆中心孔，鉆φ25通孔，留加工余量1mm 車工 車床 專用夾具 中心鉆、φ24鉆頭 游標卡尺 9 精鏜φ25孔至尺寸，倒角0.5x45° 車工 車床 專用夾具 鏜孔刀、倒內(nèi)角車刀 內(nèi)徑表 10 加工內(nèi)孔面槽° 拉床 專用夾具 拉刀 11 鉆φ14孔 鉗工 鉆床 專用夾具 鉆頭 12 鉆、鉸φ7孔 鉗工 鉆床 專用夾具 鉆頭 13 去毛刺 表1-1零件加工工藝 第2章 專用夾具設(shè)計 車床夾具是指在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具。車床夾具多數(shù)安裝在主軸上；少數(shù)安裝在床鞍或床身上。車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式（心軸式）、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式等定心式車床夾具：在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構(gòu)。角鐵式車床夾具：在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具：這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 2.1定位分析 2.1.1定位原理 一個自由剛體，在空間中有且僅有六個自由度，即沿X、Y、Z三個方向的移動和繞X、Y、Z三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，如果要使一個剛體在空間中有確定的位置，就必須設(shè)置約束限制其相應(yīng)的自由度，通常用合理設(shè)置的六個支承點來約束工件的六個自由度，稱為六點定位原理，但根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要約束工件的全部自由度，對工件進行部分定位。 2.1.2定位基準的選擇 根據(jù)零件的加工工藝，在加工前工件形狀如圖所示，按照加工要求，將φ53外圓軸線和左側(cè)已加工端面作為定位基準。 圖2-1零件草圖 2.1.3定位方式的確定及定位原件的選擇 由零件圖分析孔的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度。滿足定位要求。 2.1.4定位誤差的分析與計算 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 2.2裝夾分析 在機械加工過程中工件會受到切削力等力的作用，為了保證工件在夾具中定位后能保持正確的位置，所以要設(shè)置合理的夾緊裝置將工件夾緊。 2.2.1夾緊裝置的組成及其設(shè)計原則 （1） 夾緊裝置的組成 夾緊裝置主要由力源裝置中間傳力機構(gòu)夾緊元件三部分組成，力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，所產(chǎn)生的力稱為原始力，如氣動、液動、電動等，對于手動夾緊來說，力源來自人力；中間傳力機構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機構(gòu)，在傳遞力的過程中，它能夠改變作用力的方向和大小，起增力作用；還能使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重要；夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊作用。 （二）夾緊裝置的設(shè)計要求 在夾具中，用以防止工件在加工過程中產(chǎn)生位移或振動的裝置，稱為夾緊裝置。在設(shè)計夾緊裝置時應(yīng)考慮下列要求：在夾緊過程中不改變工件的位置。夾緊力大小應(yīng)能保證工件在加工過程中不產(chǎn)生位移或振動，又不致壓傷工件表面或引起變形。操作方便、夾緊動作迅速，以提高生產(chǎn)率；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，以降低夾具的成本。能自鎖，即在原始力去除后，仍能保持工件的夾緊狀態(tài)。操作安全、勞動強度小。 2.2.2確定夾緊機構(gòu) 夾緊裝置的基本要求如下：夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。夾緊機構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。機構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 2.2.3夾緊力計算 切向力 = （1） = =561N 背向力 = （2） = =378N 進給力 = （3） = =558N 夾緊力N 選用壓板壓緊，實際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 壓板用螺母擰緊，由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為 此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 2.2.3夾具體的設(shè)計 為了制作方便，夾具體用45鋼銑削加工形成外形，然后用鉆床鉆孔和鉸孔，加工成型后為保證夾具體的使用強度，對其進行淬火和回火處理。 2.3夾具裝配圖及零件圖 第3章 設(shè)計總結(jié) 為期兩周的機械制造工程師課程設(shè)計很快結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我來說受益菲淺的，通過這兩周的設(shè)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(jié)合進行實實在在的設(shè)計，在設(shè)計過程中我遇到了各種各樣的問題，查閱了多本相關(guān)資料和文獻，使我不但鞏固了理論知識而且掌握了查閱資料的技能，讓我能更好的利用圖書館的資料和網(wǎng)上的文獻資源和我們手中的各種設(shè)計手冊，而且加深了對AUTOCAD等制圖軟件的熟練運用的程度，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。 由于缺乏經(jīng)驗，我們對工件的形狀概念理解上存在很大的偏差，僅僅靠資料上的說明是不夠的，因此，讓我們深刻認識到理論應(yīng)該結(jié)合實際，我們應(yīng)該多一點實踐操作，多下工廠去實習。不僅要踏踏實實學好課堂知識，對于實習也要提高重視，不要以為時實習是課外內(nèi)容，它是對課堂所學知識的補充、加深與應(yīng)用。 感謝老師給我們的辛勤指導，通過老師的悉心指導使我學到了好多，尤其使我明白了在可以實現(xiàn)既定功能的前提下，我們所做的設(shè)計越簡單越好，所以在設(shè)計過程中我們應(yīng)該盡量簡化設(shè)計的復雜性。 通過這次課程設(shè)計，讓我更加深刻了解理論知識，讓我意識到在今后的實習實訓中要把理論與相結(jié)合，在學習技能的同時加深對理論知識的理解和認知。 參考文獻： [1]何慶.機床夾具設(shè)計教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009. 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