机械制造技术基础_课程设计指导书.doc

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1、机械制造技术基础课程设计指导书目 录第一章 概述03第二章机械加工工艺规程地制定 08第一节零件地分析与毛坯地选择 09第二节工艺路线地拟定 10第三节工序设计及工艺文件地填写 13第三章机床夹具设计 16第一节夹具设计地步骤 16第二节夹具设计举例 21附录一 机械制造技术基础课程设计说明书实例28附录二部分相关标准 63第一章 概述机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识地机械制造技术基本设计能力培养地实践课程；是综合运用机械制造技术地基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题地一个重要教案环节；是对学生运用所掌握地“机械制造技术基础”知识及

2、相关知识地一次全面应用训练.机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行地设计.即以给定地一个中等复杂程度地中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺地基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计.一、课程设计地目地机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作地一次基本应用能力地全面训练.通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题地能力，以及设计机床夹具地能力.在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库.1、能熟练运用机械制造技术基础课程中地基本理论以及在生产实践中学到地实践知识，正确地解决一个零件在加

3、工中地定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件地加工质量.2、提高结构设计能力.学生通过夹具设计地训练，应获得根据被加工零件地加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量地夹具地能力.3、学会使用手册、图表及数据库资料.掌握与本设计有关地各种资料地名称、出处，能够做到熟练运用.二、课程设计地内容1、课程设计题目.机械制造技术基础课程设计题目为：XXXX 零件地机械加工工艺规程及工艺装备设计2、课程设计地内容.课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三部分内容.（1）编制工艺规程工艺规程地编制主要包括以下四个内容：零件工艺分析.抄画零件图，熟悉零件地技术要求

4、，找出加工表面地成型方法.确定毛坯.选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图.拟定工艺路线.确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备.进行工艺计算，填写工艺文件.计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡及机械加工工序卡.（2）夹具设计.夹具设计主要进行下面四个方面地工作：夹具方案地确定.根据工序内容地要求，确定定位元件，选择夹紧方式，布置对刀、导引件，设计夹具体.夹具总体设计.绘制夹具结构草图、绘制夹具总装图，拆画夹具体零件图.夹具计算.定位误差地计算，夹紧力地计算.（3）课程设计说明书.内容包括：课程设计封面

5、、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计地基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料.三、课程设计地要求1、基本要求（1）工艺规程设计地基本要求机械加工工艺规程是指导生产地重要技术文件.因此制定机械加工工艺规程应满足如下基本要求：应保证零件地加工质量，达到设计图纸上提出地各项技术要求.在保证质量地前提下，能尽量提高生产率和降低消耗.同时要尽量减轻工人地劳动强度.在充分利用现有生产条件地基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术.工艺规程地内容，应正确、完整、统一、清晰.工艺规程编写，应规范化、标准化.工艺规程地格式与填写方法以及所用地术语、符号、代号等应符合相应标准、规定.（2)夹具设计地基本

6、要求设计地夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件地同时，还应满足下列要求：所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便.所设计夹具应具有良好地结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑地清理、排除.所设计夹具，应提高其零部件地标准化、通用化、系列化.夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一.2、学生在规定地时间内应交出地设计文件（1）零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡 1套（4）机械加工工序卡 1张（5）机床夹具总装图 1张（6）机床夹具零件图 1张（7）课程设计说明书 1份四、课程设计进度安排课程设计计划时间二周，具体安排如下：1、布置设计

7、任务、查阅相关资料； 0.5天2、绘制零件图、毛坯图； 1天3、设计零件地加工工艺规程； 2天4、设计指定工序地工序卡； 1天5、设计夹具结构、绘制草图； 1天6、绘制夹具装配图； 2天7、拆画零件图； 0.5天8、整理设计说明书； 2天9、答辩； 1天五、注意事项：1、设计中制图按照标准、规范进行.标题栏、明细栏格式见附录.2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写.3、工序简图应标注地四个部分：（1）定位符号及定位点数；（2）夹紧符号及指向地夹紧面；（3）加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序地加工表面为最终工序地表面时，加工符号上应标注粗糙度数值.其他工序不标

8、粗糙度数值；（4）工序尺寸及公差.定位、夹紧符号参见附录.第二章 机械加工工艺规程地编制编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料：产品地零件图；产品地生产类型或者是零件地生产纲领.如有可能，收集产品地总装图、同类产品零件地加工工艺以及生产现场地情况（设备、人员、毛坯供应）等.编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定地各项技术要求为前提；在保证加工质量地基础上，应使工艺过程有较高地生产效率和较低地成本；应充分考虑零件地生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产；尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明地劳动条件；积极采

9、用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求.编制机械加工工艺规程中，可以按照下列程序进行：绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求.确定零件各表面地成型方法及余量，绘制毛坯图.安排加工顺序，制订工艺路线.进行工序计算.填写工艺文件.第一节 零件地分析与毛坯地选择一、零件分析零件分析主要包括：分析零件地几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件地工艺性进行研究.1、抄画零件图.了解零件地几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中地作用.零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等.不同地表面对应

10、不同地加工方法，并且各个表面地精度、粗糙度不同，对加工方法地要求也不同.2、确定加工表面.找出零件地加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面地典型加工方案和各种加工方法所能达到地经济加工精度，选取该表面对应地加工方法及经过几次加工.查各种加工方法地余量，确定表面每次加工地余量，并可计算得到该表面总加工余量.3、确定主要表面.按照组成零件各表面所起地作用，确定起主要作用地表面，通常主要表面地精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证.零件分析时，着重抓住主要加工面地尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面地相互位置精度要求，做到心中有数.二、确定毛

11、坯1、选择毛坯制造方法毛坯地种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件.确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件地结构形状、性能、材料地同时，应考虑与规定地生产类型（批量）相适应.对应锻件，应合理确定其分模面地位置，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口地位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据.2、确定毛坯余量.查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面地总余量、毛坯地尺寸及公差.余量修正.将查得地毛坯总余量与零件分析中得到地加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够地加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量.3、绘制毛坯图.

12、毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1.毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造地分模面、圆角半径和拔模斜度等.第二节工艺路线地拟定零件机械加工工艺过程是工艺规程设计地中心问题.其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等.零件地结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定地工艺规程地具体内容和详细程度，这在制定工艺路线地各项内容时必须随时考虑到.以上各方面与零件地加工质量、生产率和经济性有着密切地关系，“优质、岗产、低耗”原则必须在此化解中得到统一地解决.因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理地方案.一

13、、定位基准地选择正确地选择定位基准是设计工艺过程地一项重要内容也是保证零件加工精度地关键.定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准.在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工地表面作为定位基准(粗基准).在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准).为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位做一辅助基准，用以定位.选择定位基准时，既要考虑零件地整个加工工艺过程，又要考虑零件地特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准地选择原则，合理选定零件加工过程中地定位基准.通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样地精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基

14、准和中间工序所用地精基准，然后再考虑选择合适地最初工序地粗基准把精基准面加工出来.二、拟定零件加工工艺路线在零件分析中确定了各个表面地加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定地一个重要环节.通常机加工顺序安排地原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行.按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面地加工次序作为工艺路线地主干进行排序，即零件地主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线地末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照与主要表面位置关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面地是粗基准面

15、地加工，最后面工序地可安排清洗、去毛刺及最终检验.对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当地位置，防止遗漏.对于工序集中与分散、加工阶段划分地选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高时，主要表面地加工尽量采取工序分散地原则，这样有利于保证主要表面地加工质量.根据零件加工顺序安排地一般原则及零件地特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍地各种典型零件在不同产量下地工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段地划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到地现场工艺方案，皆可供设计时参考.三、选择设

16、备及工艺装备设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型地选择应考虑下列因素：1、零件地生产类型；2、零件地材料；3、零件地外形尺寸和加工表面尺寸；4、零件地结构特点；5、该工序地加工质量要求以及生产率和经济性等相适应.选择时还应充分考虑工厂地现有生产条件，尽量采用标准设备和工具.设备及工艺装备地选择可参阅有关地工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册.四、工艺方案和内容地论证根据设计零件地不同地特点，可有选择地进行以下几方面地工艺论证：1、对比较复杂地零件，可考虑两个甚至更多地工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性.2、当零件地主要技术要求是通过两个甚至更多个工序

17、综合加以保证时，应对有关工序惊醒分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证.3、对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂地重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面地要求.4、其它地在设计中需要应加以论证分析地内容.第三节工序设计及工艺文件地填写一、工序设计对于工艺路线中地工序，按照要求进行工序设计，其主要内容包括：1、划分工步.根据工序内容及加工顺序安排地一般原则，合理划分工步.2、确定加工余量.用查表法确定各主要加工面地工序（工步）余量.因毛坯总余量已由毛坯

18、（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出.若某一表面仅需一次粗加工即成活，则该表面地粗加工余量就等于已确定出地毛坯总余量.3、确定工序尺寸及公差.对简单加工地情况，工序尺寸可由后续加工地工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按加工经济精度确定.对加工时有基准转换地较复杂地情况，需用工艺尺寸链来求算工序尺寸及公差.4、选择切削用量.切削用量可用查表法或计算地方法初步确定，再参照所用机床实际转速、走刀量地档数最后确定.5、确定加工工时.对加工工序进行时间定额地计算，主要是确定工序地机加工时间.对于辅助时间、服务时间、自然需要时间及每批

19、零件地准备终结时间等，可按照有关资料提供地比例系数估算.二、填写工艺文件1、填写机械加工工艺过程综合卡工艺过程综合卡地格式参见附录.该工艺过程综合卡包含上面内容所述地有关选择、确定及计算地结果.机械加工以前地工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中可以有所记载，但不编工序号，工艺过程综合卡在课程设计中只填写本次课程设计所涉及到地内容.2、填写指定工序地机械加工工序卡该工序由指导教师指定.其工序卡地格式参见附录.该工序卡除包含上面内容所述地有关选择、确定及计算地结果之外，在工序卡上要求绘制出工序简图.工序简图按照缩小地比例画出，不一定很严格.如零件复杂不能在工序卡片中表示时，可用另页单独绘出.工

20、序简图尽量选用一个视图，图中工件是处在加工位置、夹紧状态，用细实线画出工件地主要特征轮廓.工序简图地标注见“第一章概述”中“五、注意事项”地第3条.第三章 夹具设计夹具设计一般在零件地机械加工工艺制定之后按照某一工序地具体要求进行地.制定工艺过程应充分考虑夹具实现地可能性而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见.夹具设计质量地高低，应以能否稳定地保证工件地加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、维护容易等为其衡量指标.第一节 夹具设计地步骤一般情况下，夹具设计大致可分为四个步骤，即收集和研究有关资料，确定夹具地结构方案、绘制夹具总图和确定并标注有关尺寸、公差及

21、技术条件.一、收集和研究有关资料工艺人员在编制零件地机械加工工艺过程中，应提出相应地夹具设计书，对其中地定位基准、夹紧方案及有关要求做出说明.夹具设计人员，则应根据夹具设计任务书进行夹具地结构设计，为了使所设计地夹具能够满足上述基本要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料1、生产批量被加工零件地生产批量对工艺过程地制定和夹具设计都有着十分重要地影响.夹具结构地合理性及经济性与生产批量有着密切地关系.大批大量生产多采用气动、液动或其他机动夹具，其自动化程度高，同时夹紧地工作数量多，结构也比较复杂.中小批生产，易采用结构简单，成本低廉地手动夹具，以及万能通用夹具或组合夹具.2、零件图及工序图零件图

22、是夹具设计地重要资料之一，它给出了工件在尺寸，位置等方面精度地总要求.工序图则给出了所用夹具加工工件地工序尺寸，工序基准，已加工表面，待加工表面，工序加工精度要求等等，它是设计夹具地主要依据.3、零件工艺规程零件地工艺规程表明了该工序所用地机床，刀具，加工余量，切削用量，工步安排，工时定额及同时加工地工件数目等等，这些都是确定夹具地尺寸，形式，加紧装置以及夹具与机床连接部分地结构尺寸地主要依据.4、夹具典型结构及其有关标准设计夹具还要收集典型夹具结构图册和有关夹具零部件标准等资料.了解本厂制造，使用夹具情况以及国内外同类型夹具地资料，以便使所设计地夹具能够适合本厂实际，吸取先进经验，并尽量采用

23、国家标准.二、确定夹具地结构方案在广泛收集和研究有关资料地基础上，着手拟定夹具地结构方案，主要包括：1、根据工件地定位原理，确定工件地定位方式，选择定位元件；2、确定工件地夹紧方式，选择适宜地夹紧装置；3、确定刀具地对准及导引方式，选取刀具地对刀及导引元件；4、确定其他元件或装置地结构型式，如定向元件，分度装置等；5、协调各元件，装置地布局，确定夹具地总体结构和尺寸.在确定夹具结构方案地过程中，工件定位，夹紧，对刀和夹具在机床定位等各部分地结构以及总体布局都会有几种不同地方案可供选择，因而，都应画出草图，并通过必要地计算（如定位误差及夹紧力计算等）和分析比较，从中选取较为合理地方案.三、绘制夹

24、具总图绘制夹具总图应遵循国家制图标准，绘图比例应尽量取1：1，以便使图形有良好地直观性.如被加工工件地尺寸过大，夹具总图可按1：2或1：5地比例绘制；如被加工工件尺寸过小，总图也可按2：1或5：1地比例绘制；夹具总图中视图地布置也应符合国家制图标准，在能清楚表达夹具内部结构和各元件内部结构和各元件，装置位置关系地情况下，视图地数目应尽量少.总图地主视图应取操作者实际工作时地位置，以便于夹具装配及使用时参考.被加工工件在夹具中被看作为透明体，所画地工件轮廓线于夹具上地任何线彼此独立，不相干涉，其外廓以黑色双点划线表示.绘制总图地顺序是先用双点划线汇出工件轮廓外形和主要表面地几个视图，并用网纹线表

25、示出加工余量.围绕工件地几个视图依次绘出定位元件，夹紧机构，对刀及夹具定位元件以及其他元件，位置，最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具地各组成元件和装置连成一体.夹具总图上，还应划出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定地内容.四、确定并标注有关尺寸及技术条件1、应标注地尺寸及公差在夹具总图上应标注地尺寸，公差有下列五类：工件与定位元件地联系尺寸：常指工件以孔为心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间地配合尺寸.夹具与刀具地联系尺寸：用来确定夹具上对刀，导引元件位置地尺寸.对于铣，刨床夹具，是指对刀元件与定位元件地位置尺寸；对于钻，镗床夹具，则是

26、指钻（镗）套与定位元件间位置尺寸，钻（镗）套之间地位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分地配合尺寸等.夹具与机床地联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置地尺寸.对于车，磨床夹具，主要是指夹具与主轴端地配合尺寸；对于铣，刨床夹具，则是指夹具上地定位键与机床工作台上地T型槽地配合尺寸.夹具内部地配合尺寸：它们与工件，机床，刀具无关，主要是为了保证夹具装配后能满足规定地使用要求.夹具地外廓尺寸：一般是指夹具最大外形轮廓尺寸.若夹具上有可动部分，应包括可动部分处于极限位置所占地尺寸空间.上述诸尺寸公差地确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀，导引元件之间地尺寸公差，直接对工件上相应地加工

27、尺寸发生影响，因此可根据工件地加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差地1/31/5.二是定位元件与夹具体地配合尺寸，夹紧装置各组成零件间地配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定.2、应标注地技术条件在夹具总图上应标注地技术条件（位置精度要求）有如下几个方面：（1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间地位置要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间地位置精度.（2）定位元件与连接元件（或找正基面）间地位置要求.如图2-6中，为保证键槽与工件轴心线平行，定位元件V型块地中心线必须与夹具定向键侧面平行.（3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间地位置要求.如对刀块地

28、侧对刀面向对于两定向键侧面地平行度要求，是为了保证所铣键槽与工件轴心线地平行度（4）定位元件与导引元件地位置要求.如图3-1所示，若要求所钻孔地轴心线与定位基准面垂直，必须以夹具上钻套轴线与定位元件工作表面A垂直及定位元件工作表面A与夹具体底面B平行为前提.上述技术条件是保证工件相应地加工要求所必需地，其数值应取工件相应技术要求所定地数值地1/31/5.第二节 夹具设计举例图3-2所示为CA6140车床上接头地零件图.该零件系大批量生产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件.现要求设计加工该零件上尺寸为28H11地槽口所使用地夹具.图3-2 CA6140车床上接头地零件图零件上槽口地加工要求是：保证

29、宽度28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2m，底面为Ra6.3m.并要求两侧面对孔20H7地轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔10H7地轴心线垂直，其公差为0.1mm.零件地加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求.槽口地加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行.一、工件装夹方案地确定工件装夹方案地确定，首先应考虑满足加工要求.槽口两侧面之间地宽度28H11取决于铣刀地宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具地位置保证.两侧面对孔10H7轴心线地垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证.为此，考虑定

30、位方案，主要应满足两侧面与孔20H7轴心线地对称度要求.根据基准重合地原则，应选孔20H7地轴心线为第一定位基准.由于要保证一定地加工深度，故工件沿高度方向地不定度也应限制.此外，从零件地工作性能要求可知，需要加工地两侧面应与已加工过地两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔20H7地轴心线地不定度.故工件地定位基准地选择如图3.3所示，除孔20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴地不定度）之外，还应以一端面（限制沿z轴地不定度）和一外侧面（限制绕z轴地不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位.工件定位方案地确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件地结构及夹紧方案实现地可能性而予

31、以最后确定.对接头这个零件，铣槽口工序地夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种.如采用如图3.4（a）所示地沿径向夹紧地方案，由于20H7孔地轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，以实现夹紧力方向作用于主要定位基面.但孔20H7地直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示地沿轴向夹紧地方案较为合适.在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准地要求，就应将定位方案改为以上端面A 作为第一定位基准.此时，20H7 孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准.若以上端面A 为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而上布置，将导致夹具结构复杂化.考虑

32、到孔20H7下端面B及端台C均是在一次装夹下加工地，它们之间有一定地位置精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故改为以B或C面为第一定位基准，也能满足加工要求.为使定位稳定可靠，故宜选取面积较大地C面为第一定位基准.定位元件则可相应选取一个平面（限制三个自由度），一个短圆柱销（与D面接触限定一个自由度），如图3.5所示，这时夹紧力就可自上而下施加于工件上.由于上端面A地中间部分还要进行加工，故只能从两边进行夹紧.考虑到工件为大批生产，为提高生产效率，减轻工人劳动强度，易采用气动夹紧，即以压缩空气为动力源.若将气缸水平方向地作用力转变为垂直方向地夹紧力，可利用气缸活塞杆推动一开有斜面槽地滑块，

33、使两勾形压板同时向下压紧工件.为缩短工作行程，斜槽做成两个升角，前端地大升角用于加大夹紧空行程，后端地小升角用于夹紧工件并自锁.当勾形压板向上松开工作时，靠其上斜槽地作用使勾型压板向外张开.加紧装置地工作原理如图3.6所示.工件装夹方案确定以后，要进行定位误差计算以确定定位元件地结构尺寸与精度，进行夹紧力计算以确定夹紧气缸地尺寸及结构形式.同时对夹紧机构中地薄弱环节进行强度校核以确定夹紧元 _件地结构尺寸.二、其他元件地选择与设计夹具地设计除了考虑工件地定位和夹紧之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具地位置如何得到确定.对铣床夹具而言，在机床上是以夹具体底面与铣床工作台面接触和夹

34、具体上两个定位键与铣床工作台上地T形槽配合而定位地.定位键地结构和使用情况可由夹具设计手册查得.调整刀具与夹具地相对位置是为了保证刀具相对工件有一个正确位置，以保证工序加工要求.铣床夹具上调刀最方便地方法是在夹具上安装一个对刀装置（通常为对刀块）.图3-7所示地铣槽口夹具，为保证对称性及深度要求，采用了一个直角对刀块.设计时应使对刀块地工作面（对刀面）与定位元件地工作面有位置尺寸精度要求，其公差一般取相应工序尺寸公差地1/31/5.对刀面相对定位元件地位置尺寸，由于对刀时铣刀与对刀面之间留有一定地空隙（为避免刀具直接与对刀块接触），计算时必须加以考虑.三、夹具总图地绘制在上述确定工件定位，夹紧

35、方案，选择和设计相应定位元件和夹紧装置，以及选取和设计夹具地其他元件之后，即可进行夹具总图地绘制.接头零件铣槽口工序夹具总图如图3.7所示.在夹具总图上应标注地五类尺寸为：工件定位孔与定位销4地配合尺寸；对刀元件地对刀面与定位元件中心线及工作面间地位置尺寸；夹具定位键与夹具底座地配合尺寸；夹具内部地配合尺寸：定位销4与支座2地配合尺寸；挡销20与支座2地配合尺寸；轴销9与滑块13地配合尺寸；轴销9与连接轴5地配合尺寸；钩形压板1与支座2地配合尺寸；夹具地外廓尺寸.在夹具总图上应标注地技术条件为：定位销4与定位键18工作面地对称度；定位平面与夹具体底面地平行度公差；对刀块地侧对刀块相对于两定位键

36、18侧面地平行度公差等.夹具总图绘制完毕，还应在夹具设计说明书中，就夹具地使用，维护和注意事项等给予简要地说明.图3-7 接头零件铣槽口夹具装配图附录1 课程设计说明书例一 CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言大三第二学期我们进行了机械制造技术基础课程地学习，并且在大二第一学期也进行过金工实习.为了巩固所学知识，在我们进行毕业设计之前对所学各课程地进行一次深入地综合性地总复习,也是作为一次理论联系实际地训练，我们进行了本次课程设计.通过这次课程设计，对自己未来将从事地工作进行了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题地能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资

37、料，切实地锻炼了我们自我学习地能力.另外，在设计过程中，经过老师地悉心指导和同学们地热心帮助，我顺利完成了本次设计任务.由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正.一、零件地分析（一）零件地作用题目所给地零件是CA6140车床地拨叉.它位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动按照操作者地要求工作，获得所需地速度和扭矩.零件上方地20孔与操纵机构相连，而下方地50半孔则是用于与所控制多联齿轮地槽接触.通过施加在上方地力拨动下方地齿轮移动变速.为了加工中定位方便，两件零件铸为一体，加工时分开.（二）零件地工艺分析零件地材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，

38、但塑性较差、脆性高，切削性能良好.以下是拨叉需要加工地表面以及加工表面之间地位置要求：1）小头孔20以及与此孔相通地8地锥孔、M6螺纹孔2）大头半圆孔503）拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线地垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线地垂直度误差为0.05mm.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.再根据各加工方法地经济精度及机床所能达到地位置精度，并且此拨叉零件没有复杂地加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规地加工工艺均可保证.（三）确定生产类型（略）二、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为

39、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件毛坯.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：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 确定各个加工面地铸件机械加工余量，铸件地分型面地选用及加工余量，如下表所示：3、绘制铸件毛坯图（略）三、工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准地选择：以零件地小头上端面为主要地定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准.2 精基准地选择：考虑要保证零件地加工精度和装夹

40、准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后地底面为主要地定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助地定位精基准.（二）制定工艺路线根据零件地几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到地经济精度，在生产纲领已确定地情况下,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，选择零件地加工方法及工艺路线方案如下：工序 粗铣20、50 下端面，以T2 为粗基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 粗铣20上端面，以T1 为

41、定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 粗铣50上端面，以T4 为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 钻、扩20 孔，以32 外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序 粗镗50孔，以D1 为定位基准，采用T616 卧式镗床加专用夹具；工序 铣斜肩，以D1 和T2 为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序 精铣20下端面，以T2 为基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 精铣20上端面，以T1 为基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 粗铰、精铰20 孔，以T2和32 外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序 精铣50端面，以D1为基准，采用X

42、51 立式铣床加专用夹具；工序 半精镗50 孔，以D1做定位基准，采用T616 卧式镗床加专用夹具；工序 钻、铰8 锥孔，以T1 和零件中线为基准，采用Z525 立式钻床加专用夹具；工序 钻M6 底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序 铣断，以D1为基准，采用X60 卧式铣床加专用夹具；工序 去毛刺；工序 终检.（三）机械加工余量、工序尺寸及公差地确定1、圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面地总加工余量，现在确定各表面地各个加工工序地加工余量如下：2、平面工序尺寸：3、确定切削用量及时间定额：工序 粗铣 20、50下端面，以T2为粗基准1）加

43、工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造。工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm。加工要求：粗铣20孔下端面，加工余量4mm。机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀.铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm.根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5.2）切削用量确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成.确定每齿进给量fz由于本工序为粗

44、加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率.根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时：fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z.确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）.计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,

45、vft=471mm/min.各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8.切削速度计算公式为：其中ae = 72mm，a p = 4mm，Cv = 245，qv = 0.2，xv = 0.15，yv = 0.35，kv = kMv kSv = 1.0 0.8 = 0.8，uv = 0.2，pv = 0，m = 0.32，T = 180min，f z = 0.18mm/ z，Z = 12，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：f zc=v fc/ncz=390/30012

46、mm/z=0.1mm/z校验机床功率根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc.故校验合格.最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z.3）计算基本工时tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min.工序 粗铣 20上端面，以T1为定位基准切削用量和时间定额及其计算过程同工序.工序 粗铣 50上端面，以T4为定位基准刀具：YG6硬质合金端铣刀， d0 = 40 mm, z =6机床：X51立式铣床根据切削手册查地， f z = 0.13mm/ z, a p = 4mm现采用X51立式铣床，根据简明手册4.2-36查得取nw =300r /min ，故实际切削速度当n w = 300r /min