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1、辽宁工程技术大学课程设计2 题 目：CA3140自动车床杠杆钻6H7孔夹具设计 摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 CA3140自动车床杠杆的机械加工工艺规程及钻6H7孔夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部
2、件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸加扣 3346389411或3012250582目 录序言1第一章 CA1340杠杆加工工艺分析21.1杠杆工艺分析及生产类型确定21.1.1 杠杆的技术要求21.1.2 审查杠杆的工艺性21.1.3确定杠杆的生产类型21.2、确定毛坯，绘制毛坯简图31.2.1 选择毛坯31.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量41.3.工拟订杠杆的工艺路线41.3.1 定位基准的选择41.3.2 表面加工方法的确定51.3.3 加工阶段的划分51
3、.3.4 工序的集中与分散51.3.5 工序顺序的安排61.3.6 确定工艺路线71.4 切削用量、时间定额的计算12第二章 专用夹具设计152.1 基本定位原理分析152.2 定位基准的选择152.3 定位误差分析162.4夹具使用注意事项、保养及维护16第三章 方案综合评价与结论17参考文献19序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支
4、柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。CA3140自动车床杠杆的机械加工工艺规程及钻8孔夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误
5、，敬请老师们批评指正。1CA1340杠杆加工工艺分析1.1杠杆工艺分析及生产类型确定1.1.1 杠杆的技术要求1、未注明铸造圆角R3-R5；2、去毛刺锐边；3、未加工铸面涂138醇酸底漆；4、消除内应力处理1.1.2 审查杠杆的工艺性 该零件材料为QT45-5，该材料具有良好的铸造性能、耐磨性、切削加工性能及低的缺口敏感性等。另外球墨铸铁可通过热处理大大提高其性能。球墨铸铁工艺简单，一般铸造车间均可生产。 分析零件可知，杠杆叉头和叉轴孔两端面均需要切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了杠杆端面的接触刚度；20mm，6mm孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏
6、，以保证孔的加工精度；另外该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.1.3确定杠杆的生产类型依设计题目知：N=5000件/年，泵体重量为3.0kg，杠杆属轻型零件。该泵体的生产类型为中批生产。1.2、确定毛坯，绘制毛坯简图1.2.1 选择毛坯 根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的拔模斜度为35。1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 已知零件的生产类型为中批生产。目前，多数铸件采用砂型铸造，其
7、中金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，故毛坯的铸造方法选用金属型铸造。根据表2-5和表2-1查得公差等级为810级，即CT8CT10，机械加工余量等级为DF级。选取E级，查表2-4得，加工余量RAM为1.1mm。由于铸造孔的最小直径为15mm,所以8、6、4的孔都在铸造时铸成实体，用机械加工的方法制造，所以没有加工余量。计算需加工表面的毛坯余量：公式R=F+2RMA+CT/2，R=F-2RMA-CT/2(1)杠杆叉头两端面R=12+2*1.1+1.6/2=15(mm)(2) 20H7孔内表面R=20-2*1.1-1.2/2=17.2(mm)(3) 杠杆叉轴孔20H7端
8、面R=80+2*1.1+3.2/2=83.8(mm)1.3.工拟订杠杆的工艺路线1.3.1 定位基准的选择（1）精基准的选择 根据该杠杆的技术要求和装配要求，选择杠杆20H7孔和其左端面为精基准。零件图上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则，杠杆叉轴孔20H7的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工杠杆叉头两端面和孔20H7，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的平行度要求。选用该叉轴孔20H7左端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，因为该杠杆在轴向方向上的尺寸多以该端面做设计基准；另外，由于该杠杆零件强度较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械
9、加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力的作用点不能作用在叉杆上。选用叉轴孔20H7左端面作精基准，夹紧可作用在叉轴孔20H7右端面上，夹紧稳定可靠。（2）粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边或其它表面缺陷，在本题中，选择叉轴孔20H7的外圆面和杠杆叉脚右端面作为粗基准。采用20H7的外圆面定位加工内孔，可以保证孔的壁厚均匀；采用杠杆叉脚右端面作为粗基准加工叉轴孔20H7的左端面，可以为后序准备好精基准。1.3.2 表面加工方法的确定 根据杠杆图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定各加工表面的加工方法如下表:加工表面尺寸及偏差/mm
10、公差及精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案杠杆叉头左侧两端面12IT96.3粗铣杠杆叉头右侧两端面12IT96.3粗铣20mm孔20H7IT71.6粗扩-精扩-铰8mm锥形孔8IT1212.5粗铣4mm圆柱孔4IT1212.5粗铣杠杆叉轴孔两端面800-0.2IT113.2粗铣-半精铣杠杆叉脚槽内侧面8IT96.3粗铣杠杆叉脚槽内上表面12IT96.3粗铣M4螺孔M4IT71.6钻-攻6mm孔6H7IT71.6钻-粗铰-精铰8mm孔8H7IT71.6钻-粗铰-精铰1.3.3 加工阶段的划分 由于该杠杆加工质量要求较高,所以可将加工阶段划分为粗加工半精加工精加工。 在粗加工阶段,先将精基准(杠杆2
11、0H7孔和其左端面)准备好,使后续工序都可采用精基准进行加工.保证其他加工表面的加工精度要求，然后粗铣20H7孔右端面、杠杆叉头两侧左右端面、8mm锥形孔、4mm圆柱孔以及杠杆叉脚槽内表面与其上表面；在半精度加工阶段,完成对叉轴孔20H7两端面的铣削；在精加工阶段,完成8mm和6mm孔的精铰.1.3.4 工序的集中与分散 本课题选用工序集中原则来安排杠杆的加工工序，该杠杆的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率； 由于6的孔对叉轴孔20H7轴线有较高的平行度要求和8的孔对6孔轴线也有平行度要求,故选用工序集中,来减少装夹次数,提高加工精度.不但可缩短辅助时间，而且
12、由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。1.3.5 工序顺序的安排一、机械加工工序(1)先基准后其他 首先加工精基准杠杆20H7孔和其左端面；(2)先粗后精 先安排粗加工工序,后安排精加工工序；(3)先主后次 先进行主要表面杠杆20H7孔及其左、右 端面，杠杆叉头6mm孔，杠杆叉脚8mm孔， 后加工次要表面杠杆叉脚槽内、上表面以 及8mm锥形孔、4mm圆柱孔；(4) 先面后孔 先加工叉轴孔左端面，再加工叉轴孔20H7；先 加工杠杆叉头左右端面，再加工6H7孔；先铣 杠杆叉脚槽内、上表面，再加工8H7孔；二、热处理工序: 铸造成型后进行时效处理,来消除残余应力三
13、、.辅助工序: 粗加工杠杆叉头两端面和杠杆叉脚槽内、上表面后安排校直，去毛刺，清洗，终检工序。 综上所述：该杠杆工序的安排顺序：基准加工主要表面加工主要表面半精加工和次要表面粗加工热处理主要表面精加工。1.3.6 确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣叉轴孔20H7两端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺2半精铣叉轴孔20H7两端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺3粗扩，精扩，铰孔20H7四面组合钻床扩孔钻，绞刀卡尺、塞规4校正杠杆叉头钳工台手锤5粗铣杠杆叉头左右两端面立式铣床X51端铣刀游标卡尺6钻，粗铰，精铰孔6H7四面组合钻床钻头复合绞刀卡尺、塞规7校正杠杆叉脚钳工台手锤8粗铣杠杆叉脚槽内，上表面立式铣床X51键槽铣刀卡规深度游标卡尺、内径千分尺9钻，粗铰，精铰孔8H7四面组合钻床钻头复合绞刀卡尺、塞规10钻、攻底角M4螺纹孔立式钻床Z525麻花钻、细柄机用丝锥卡尺、塞规11钻直径为4的圆柱孔立式钻床Z525麻花钻卡尺、塞规12钻直径为8的锥形孔立式钻床Z525锪钻卡尺、塞规13去毛刺钳工台平锉14热处理 淬火机等15校正杠杆叉头、脚钳工台手锤16清洗清洗机17终检卡尺、塞规、百分表1.4 切削用量、时间定额的计算 这里只计算需要进行工艺分
