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1、XX理工机械制造工艺课程设计夹具设计课程设计论文目录一 序言3二 零件的分析，确定生产类型41、零件设计要求42、零件分析42.1零件的作用42.2零件的工艺分析53、确定生产类型5三 确定毛坯61、确定毛坯种类62、确定铸件加工余量及形状6四 工艺规程设计81、定位基准的选择81.1粗基准的选择81.2精基准的选择82、零件表面加工方法的选择82.1A端面92.222花键底孔92.38 mm 槽的D端面92.48 mm槽92.518 mm槽92.6花键孔92.7两处倒角103、制定工艺路线103.1工艺路线方案一103.2工艺路线方案二103.3工艺方案的比较与分析114、确定机械加工余量、
2、工序尺寸及公差的确定114.1确定毛坯114.2确定工序余量，工序尺寸及其公差124.3各加工表面的工艺路线145、确定切削用量及时间定额155.1工序端面A铣削用量及基本时间的确定165.2确定切削用量及基本工时165.3工序钻扩孔22mm185.4工序端面D铣削用量及基本时间的确定195.5工序槽8mm的铣削用量及基本时间的确定215.6工序槽18mm的铣削用量及基本时间的确定235.7工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定25五 夹具设计261、问题的提出262、夹具设计的有关计算262.1定位基准的选择262.2切削力及夹紧力计算262.3定位误差分析273、夹具结构设计及操作简要说明2
3、7六 设计感想与体会31主要参考文献32设计CA6140车床拨叉零件(831005)的机械加工工艺规程及加工22+0.28 0夹具一 序言现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械制造工艺学等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1 掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2 掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3 掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4 学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装
4、图，标注必要的技术条件等。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。二 零件的分析，确定生产类型1、零件设计要求该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为中批量生产。零件效果图图 12、零件分析2.1零件的作用拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑
5、套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：2.2.1 左边A面及22+0.28 0mm花键底孔这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的22+0.28 0mm花键底孔。2.2.2 8+0.03 0mm槽及其
6、外端平面和18+0.12 0mm槽这一组加工表面包括: 8+0.03 0mm槽的D端面，8+0.03 0mm槽和18+0.12 0mm的槽。2.2.3 花键孔及两处倒角 这一组加工表面包括: 6个方齿花键孔，及25+0.023 0mm花键底孔两端的275倒角。由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3、确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.3kg/个，查机械制造工艺设计简明
7、手册第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三 确定毛坯1、确定毛坯种类零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸造毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2、确定铸件加工余量及形状零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸
8、件机械加工余量，铸件的尺寸，如下图所示：铸件平面图图 2铸件效果图图 3四 工艺规程设计1、定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，正确合理的选择定位基准，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。定位基准的选择可以分为粗基准的选择和精基准的选择。1.1粗基准的选择该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证A面与花键孔轴线垂直，可以把A面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除X，Y，Z轴三个方向的移动自由度，X，Y轴两个方向的转动自由度共五个自由度
9、（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为Z轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽18+0.12 0mm指向8+0.03 0mm的方向为X轴，同时垂直于X轴、Z轴的方向为Y轴，取坐标原点为花键孔轴线与A面的交点为原点），用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除X，Y轴方向的移动和转动自由度，共四个自由度，再用一个浮动支承顶住B面，消除Z轴方向的移动自由度，达到定位要求。1.2精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以侧面及外圆柱体面为辅助的定位精基准。2、零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面、内孔、花
10、键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17，加工方法选择如下：2.1A端面根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要经过粗铣2.222花键底孔公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯为实心，未铸出孔，故采用粗铣2.38 mm 槽的D端面零件技术要求表面粗糙度达到Ra3.2，而毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5，故需要采用粗铣半精铣。2.48 mm槽零件技术要求槽的两侧端面表面
11、粗糙度为Ra1.6um，槽的底端面为Ra6.3um，需要采用粗铣精铣，就可以达到公差等级为IT8表面粗糙度Ra1.6um。2.518 mm槽零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为Ra3.2um，需要采用粗铣半精铣2.6花键孔要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为Ra3.2um底面表面粗糙度为Ra1.6um，故采用拉削加工2.7两处倒角25 mm花键底孔两端处的275倒角，表面粗糙度为Ra6.3um，为了使工序集中，所以花键底孔的两端面的275倒角在Z525立式钻床上采用锪钻的方法即可。3、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产
12、纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：3.1工艺路线方案一工序：粗铣40mm右端面A面工序：钻孔并扩钻花键底孔22+0.28 0mm工序：铣28mm40mm端面D工序：铣宽为8+0.03 0 mm槽工序：铣宽为18+0.12 0mm的槽工序：锪两端面15倒角工序：拉花键孔25+0.023 0mm工序：去毛刺工序：终检3.2工艺路线方案二工序：粗车40mm右端面A面工序：钻孔并扩钻花
13、键底孔22+0.28 0mm 工序：拉花键孔25+0.023 0mm工序：铣28mm40mm的端面D工序：铣8+0.03 0 mm槽工序：铣18+0.12 0 mm槽工序：车40mm左端面B倒角275工序：车40mm右端面A倒角275，半精车40mm右端面A工序：去毛刺工序X：终检3.3工艺方案的比较与分析上述两工艺方案的特点在于：方案一工序、是以40mm左端面B为粗基准，用铣床粗铣A端面，然后再以A端面为基准钻花键底孔。方案二在该两工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工A端面时将铣床改用车床来加工，两个方案的定位方法都可以达到加工要求，但是从零件结构可知用车床来加工在装夹时较困难，而用铣
14、床来加工在装夹时较方便。另外，工艺路线一中是在完成前面5道工序后，才以花键底孔及40mm右端面A上一点，及28mm40mm端面D上两点为定位基准加工花键孔，能较好的保证花键孔的位置尺寸精度，而在工艺路线方案二中，在工序、完成后就开始以花键底孔、A端面一点及28mm40mm 端面D两点为定位基准拉花键孔，这样就是重复采用粗基准定位，就不保证花键孔与宽为8mm或18 mm槽的位置精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废，这是重复利用粗基准而造成的后果，而应该避免重复利用粗基准。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。4、确定机械加工余量、工序尺寸
15、及公差的确定4.1确定毛坯灰铸铁铸造的机械加工余量按GB/T11351-89确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量），孔的加工总余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值为双边余量。本零件“CA6140车床拨叉” 材料为HT200，毛坯重量估算约为1.3kg，生产类型为中批量生产，采用砂型铸造毛坯。4.1.1 A端面毛坯余量加工表面形状简单，由铸件重量为1.3kg ，粗糙度Ra3.2 ，保证长度尺寸为80mm ，查工艺手册表2.2-4得加工单边余量为5.5mm ，另查表1.4-24得长度
