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1、引言机械制造工艺学与机床夹具设计课程是机械类专业的一门主要专业课。它授予学生制订经济合理、切实可行的机械加工和装配工艺，确定各工序的工装与设备等方面的综合知识，以及基本的工艺理论和国内外先进的新工艺、新技术方面的知识；培养学生分析生产实际加工过程中产生误差的原因和存在的具体工艺问题，并能初步提出改进产品质量、提高生产率与降低成本的工艺途径和方法的能力。为提高学生解决实际问题的能力，本课程学完后，特安排此课程设计。本课程设计是在学完了机械制造工艺学及夹具设计之后进行的下一个教学环节。它一方面要求学生在设计中能初步学会综合应用过去所学的全部课程，另外也为搞好毕业设计做一次综合训练。学生应当通过机械
2、制造工艺学及夹具设计课程设计在下述各方面得到锻炼：能熟练运用机械制造工艺学及夹具设计课程设计中的基本理论，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线合理安排等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。学生通过设计夹具的训练，应当掌握如何根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理，又能保证加工质量的夹具来。学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称出处，能够做到熟练应用。目录引言-2零件图的分析-41.1零件的结构要求-1.2零件的工艺分析-零件的毛坯设计-42.1确定毛坯的制造形式-2.2确定毛坯的机械加工余量和公差-2.3毛坯图-工艺规程设计-53.1基面
3、的选择-3.2制订加工工艺路线-工序设计-64.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-4.2确定切削用量和基本工时-4.3扁叉零件图-夹具设计-85.1问题的提出-5.2夹具设计-5.3定位误差分析-5.4夹具设计及操作的简要说明- 总结9 - 零件图的分析1.1零件的结构要求扁叉结构要合理，要求扁叉结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺的问题。扁叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状复杂程度一般，但其加工两同轴内孔的精度要求
4、较高，此外还有上端面以及凸块两侧台阶面要求加工精度很高，对圆柱的四个端面也有一定的精度要求。该零件的两小孔有同轴度要求，且凸块两侧面相对孔轴线有对称度要求，凸块两侧台阶面对两孔轴线也各自有平行度要求。因此，该零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此对他们的加工是非常关键的。1.2零件的工艺分析以10H7为轴心线为基准，两圆柱同轴度有较高的要求。以两孔轴线为基准，要求凸块两侧台阶面有较高的对称度和平行度。凸块两侧台阶面要求粗糙度为3.2，上端面粗糙度为6.3。短圆柱的四个端面：.有一定的位置要求和粗糙度要求。两孔的
5、粗糙度有很高的要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面（铣削上端面和两侧台阶面），再以这组加工后表面为基准加工另外两组（分别是铣圆柱端面和钻铰两同轴小孔）。零件的毛坯设计2.1确定毛坯的制造形式 零件材料为HT35-32零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择金属型浇注铸件毛坯。2.2确定毛坯的机械加工余量和公差参考机械制造技术基础课程设计（以下称指导书）查表2-11，公差与机械加工余量（GB/T6414-1999），查表2-11,轮廓尺寸尺寸不超过160mm，得加工余量5-7mm，故取6mm。加工表面工序名称工序余量工序基本尺寸工序经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表
6、面粗糙度（Ra ）公差等级公差粗铣凸块上端面和两侧面粗铣B面和A1、A2面4.32.31427.414210.74.32.3427.414210.712.56.3铣B面精铣B面0.71426IT13、IT140.714266.3铣A1、A2精铣A1、A20.714210IT13、IT140.7142103.22.3设计及绘制毛坯图工艺规程设计3.1基面的选择本零件是有精度较高要求的孔的叉架零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以平面为基准。先以圆柱面为粗基准，铣出上端面和凸块侧面及其两有平行度要求的平面，再以加工的平面为精基准，加工出两短圆柱的四个端面，同样，也是以
7、该已加工表面为基准钻出两同轴的10H7孔；加工前后四个圆柱端面时，先以凸块表面为基准，在铣床上利用组合铣刀一次性铣出端面。3.2制订加工工艺路线。工艺路线方案：I. 粗铣凸块两侧台阶面A1、A2和凸块上端面B面II. 粗铣C圆柱两端面C1、C2III. 粗铣D圆柱两端面D1、D2IV. 钻孔10V. 精铣C圆柱两端面C1、C2VI. 精铣D圆柱两端面D1、D2VII. 精铣B面VIII. 精铣A1、A2面IX. 粗铰10，铰孔精度为0.07mmX. 精铰10，铰孔精度为0.07mmXI. 检查入库工序设计4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。“扁叉”材料为HT15-32，生产类型中批量
8、，金属型铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，确定工序一中粗铣圆柱C 的C1、C2两个端面d的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：查机械制造基础课程设计表2-11，工序尺寸加工余量为5-7mm，故取6mm。查工艺手册表2.22.5，工序尺寸加工余量铣C1、C2台阶面200mm的高速钢镶齿套式面铣刀粗铣 2.3mm精铣 0.7mm4.2确定切削用量和基本工时。工序：粗铣圆柱C 的C1、C2两个端面本工序是精铣侧凸台面，已知加工材料为HT15-32，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为X6142型卧式铣床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数Z=20。粗铣时，为了提高切
9、削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。（1）确定每齿进给量。根据机械制造基础课程设计表5-4知X6142型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-27知工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.30.5mm/z。由于本工序背吃刀量 =01mm和切削宽度=7.4mm，故选择每齿进给量=0.3mm/z。（2）选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据机械制造工艺学课程设计指导书，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查机械制造基础课程设计表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=240min。（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量
10、。由机械制造基础课程设计表5-72续查得，高速钢切削铸铁的切削速度为V=20m/min，则所需铣床主轴转速范围是：n=1000V/d=31.85r/min。选取n=35r/min，则实际铣削速度为=dn/1000=21.98m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f=z=0.320=6mm工作台每分钟进给量为 =z n=0.32035=210mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=150mm/min，则实际每齿进给量为 =f/zn=150/(2035)=0.214mm/z（4）校验机床功率。由机械制造工艺学课程设计指导书查表5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率
11、Pm得，故选X6142合适。最后确定的切削用量为：=0.7mm =6mm =0.214mm/z =150m/min =22m/min上述中:铣削速度（m/min）、 铣刀直径（mm） 铣刀转速（r/min） 铣刀每分钟工作台移动速度，即每转进给量（mm/r） 铣刀每齿工作台移动速度，即每齿进给量（mm/z） 进给速度，即工作台每分钟移动速度（mm/min） 铣刀齿数 铣削宽度铣削背吃刀量2.基本时间tmtm=（Lw+L1+L2）/LW 工件铣削部分长度L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5（ d）+（13）L2切出行程长度 L2=35mm已知n=35r/min，Lw=142mm。计算得L1+L2=8mm。所以，基本时间为： tm=（142+8）/150=1mim故，A1，A2两面的基本时间为：t=2tm=2min4.3扁叉零件图如下:
