机械制造王培江.docx

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机械制造王培江

河南科技大学

课程设计说明书

题目：

短拨叉零件加工工艺规程

及铣床铣槽18H11夹具设计

类别：

业余

年级专业：

机械设计制造及其自动化

姓名：

王培江

河南科技大学

课程设计任务书

一、题目：

短拨叉零件加工工艺规程

及铣床铣槽18H11夹具设计

二、时间：

自2013年6月3日至2013年6月21日止

三、要求：

1．编制短拨叉加工工艺规程（三张卡）。

2．绘制短拨叉零件图一张。

3．绘制夹具结构装配图一张。

4.编写设计说明书一份。

学生姓名：

王培江

指导教师：

任小中

下达时间：

2013年6月3日

序言……………………………………………………………………………4

第1章短拨叉零件的工艺分析………………………………………………5

1.1零件的功用……………………………………………………………5

1.2零件的工艺分析………………………………………………………5

第2章短拨叉零件的工艺路线的拟订………………………………………7

2.1毛坯的选择……………………………………………………………7

2.2定位基准的选择………………………………………………………7

2.3表面加工方法的选择…………………………………………………7

2.4工艺路线的拟订………………………………………………………8

第3章主要工序设计…………………………………………………………9

3.1工序一设计……………………………………………………………9

3.2工序七设计……………………………………………………………10

第4章夹具设计………………………………………………………………12

4.1任务与要求……………………………………………………………12

4.2定位方案设计…………………………………………………………12

1.定位基准的选择；

2.定位元件的布置；

3.定位误差分析与计算

4.3夹紧方案的设计……………………………………………………13

4.4夹具操作使用说明…………………………………………………13

结束语…………………………………………………………………………14

参考文献………………………………………………………………………15

序言

机械制造技术基础课程设计不禁锻炼了我们融会贯通所学不同科目知识的能力，也使我们理论与实践相结合的能力得到了锻炼。

对专业知识的综合运用的实践，为我们在以后的工作岗位上将所学知识与工作实际相结合打下了良好的基础。

机械制造技术是各种机械制造方法和制造过程的总称，是指导生产的重要技术性文件。

它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益。

通过本次课程设计，我们可以得到很充分的锻炼。

1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。

通过亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我们解决工程实际问题的独立工作能力。

第一章零件分析

1.1零件的功用

我们小组选择的题目零件是CA6140短拨叉（见下图），它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。

宽度为30mm的面寸精度要求很高，因为在短拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。

所以，宽度为30mm的面和宽度为18mm槽是零件上非常重要的加工部分。

1.2零件的工艺分析

CA6140车床短拨叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：

（1）零件孔上Φ22H12左、右两端加工表面及花键孔Φ25H7

这一组加工表面包括：

孔Φ22H12左端加工表面，粗糙度不大于3.2um，右端面粗糙度不大于6.3um；孔Φ22H12的内表面，有粗糙度要求为Ra不大于6.3um；Φ25H7的六齿花键孔，有粗糙度要求Ra不大于1.6um；孔Φ22H12两端15度锥面粗糙度要求不大于6.3um。

加工以上表面时，以孔Φ22H12左、右侧端面和外圆Φ40mm为基准面，根据“基准先行”的原则，故应先加工孔左、右侧两端面（采用互为基准的原则），再加工孔Φ22H12,六齿花键孔Φ25H7。

（2）孔Φ22H12上、下端面及槽

这一组加工表面包括：

孔Φ22H12上端面及台阶面，其粗糙度不大于3.2um，有精铣平面的要求；孔Φ22H12下端面及槽，其粗糙度要求分别为不大于6.3um和3.2um，同样要求精铣；

该零件没有很难加工的表面，采用常规加工工艺就可以使零件尺寸得到保

证。

加工以上表面时以孔Φ22H12及孔左侧端面为定位基准。

对以上两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面。

第2章短拨叉零件的工艺路线的拟订

2.1毛坯的选择

（1）零件材料为HT200，考虑到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，故选择铸件毛坯。

（2）已知零件的生产纲领是10000件/年,查表（15-2），可确定其为大批量生产。

确定工艺安排的基本倾向为：

加工过程划分阶段，工序适当集中，加工设备主要以通用设备为主，采用专用夹具。

（3）根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为HT200，毛坯的铸造方法为金属模机械造型（表15-4），铸件尺寸公差等级为CT9级（表15-5）

2.2定位基准的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，正确、合理选择基面不但可以使零件质量得到保证，还可以使生产效率得到提高。

（1）粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而对于有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。

因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

（2）精基准的选择

精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。

在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

精基准选择为花键底孔和72*40的端面，在加工中采用专用夹具夹持。

2.3表面加工方法的选择

平面采用铣床，花键孔采用拉刀，螺纹孔采用机用丝锥即可满足加工要求。

2.4工艺路线的拟订

根据生产纲领、零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求制定工艺路线。

可以考虑采用通用机床配专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产效率，还必须考虑生产的经济性，尽可能降低生产成本。

（1）工艺路线方案

工序0、铸造毛坯

工序一、粗、精铣左，右，上，下面，

工序二、钻，扩Ø22孔,

工序三、车Ø22孔15°锥面

工序四、拉花键孔

工序五、粗、精铣上台阶面

工序六、钻、攻M8，配钻、铰Φ5锥孔

工序七、铣18MM槽

工序八、去毛刺

工序九、检验

（2）选择机床

工序一、工序五，工序七均为铣表面，可用X62W铣床。

工序二、工序六为钻孔，扩孔工艺，攻丝，可采用摇臂钻床Z35。

工序三车孔两端锥面，可采用普通C620车床。

工序六用车床。

工序四为拉花键，可采用专用拉床

第3章主要工序设计

3.1工序一铣主要平面工序设计

零件左端面是毛坯第一个待加工面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为3.2，根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式；以左端面为基准加工底平面；零件顶面是以底面为粗基准而加工的，将作为精基准以完成以后的孔的加工。

顺序为粗铣左平面--粗铣底平面—粗铣顶平面--半精铣左平面—半精铣底平面—半精铣顶平面—精铣底平面—精铣顶平面，均使用X62W加工，但要严格按照加工顺序加工，保证基准面加工要求。

加工条件：

机床：

X62W卧式铣床

刀具：

高速钢圆柱铣刀GB1106-85

其中d=80mm,L=82mm,I=22mm

计算切削用量：

ap=2.5mm

由《机械加工工艺手册》表15.53可知:

f=af*z=0.2*6=1.2mm/r

由《切削用量手册》表9.4-8可知：

V1=0.34m/s

N1=1.35r/s

VA=1.70m/s

各修正系数为

Kmv=Kmn=Kmf=0.69

Ksv=Ksn=Ksf=0.8

所以有V=0.34*0.69*0.8=0.19m/s

V=1.35*0.69*0.8=0.75r/s

V=1.70*0.69*0.8=0.94mm/s

由X62W机床取

n1=0.792r/s=47.5r/min

Vfz=1.0mm/s

所以实际切削速度

V=

dn/1000=0.20m/s=12m/min

确定主轴转速：

l1+l2=17mml=75mm

n=100v/

d0=7r/s=420r/min

切削工时：

Tm=（l1+l+l2）/f*n=92s=1.53min

3.2工序七：

铣18mm槽

加工条件：

机床：

X62W卧式铣床

刀具：

直齿三面刃铣刀，其中d=80mm,z=18

计算切削用量：

zp=18mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知:

Z=0.20mm/z

V=0.3m/s

确定主轴转速：

n=1000v/

d0=71.6r/min

按机床选取：

Nw=75r/min

实际机床选取：

V=n

a/1000=0.314m/s

切削工时：

Tm=（l1+l+l2）/nwf=1.16min

计算切削用量：

zp=18mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知:

Z=0.20mm/z

V=0.3m/s

确定主轴转速：

n=1000v/

d0=71.6r/min

按机床选取：

Nw=75r/min

实际机床选取：

V=n

a/1000=0.314m/s

切削工时：

Tm=（l1+l+l2）/nwf=1.16min

第4章夹具设计

4.1任务与要求

任务：

设计工序七（铣槽18H11）的铣床专用夹具

要求：

（1）保证工件额加工精度

（2）操作方便、省力、安全、能降低工人劳动强度

（3）便于排屑

（4）有良好的结构工艺性

以达到提高生产效率，降低生产成本的目的。

4.2定位方案设计

（1）定位基准的选择

由零件图可知，花键孔中心线和工件左端面是槽18H11设计基准，为了使其定位误差为零，现将孔Φ22H12确定为铣床卡具定位基准，使定位基准不重合引起的定位误差为零。

（2）定位元件的布置

夹具的主要定位元件为Φ25孔的定位销，孔与销的间隙配合

夹具体的定位元件采用位于夹具体底面的一对定位键，与机床连接，可使整个夹具在机床上有正确的安装位置，以保证铣削加工。

（3）定位误差分析与计算

由于槽设计基准与定位基准重合，故尺寸基准不重合度误差△B＝0；孔Φ22H12（按H6精度加工）δD=0.013，定位芯轴Φ22g6（-0.007-0.02）δd=0.013基准位移误差△Y=δD+δd=0.026小于0.13（尺寸15自由公差±0.2的1/3），故该合适，只需保证夹具定位芯轴的制造精度和安装精度。

4.3夹紧方案的设计

根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足要求。

采用螺旋夹紧机构，用过拧紧夹紧螺母6使工件夹紧，有效的提高了工作效率，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。

4.4夹具操作使用说明

安装工件时，先将工件花键孔装入定位心轴，安装开口垫圈，拧紧夹紧螺母，夹紧工件。

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。

夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；

结构特点：

该夹具结构简单，操作方便，制造容易，加工定位方便。

铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图。

结束语

近一个月的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。

在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。

学会了合作，学会了宽容，学会了理解。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。

通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次短拨叉夹具设计工作的实际训练从而培养和提高独立工作能力，巩固与扩充了课程所学的内容，掌握夹具设计的方法和步骤，掌握夹具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样.这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，谢谢老师批评指教。

参考文献

【1】主编：

徐浩.童兆丹.徐鸿本《机床夹具设计手册》北京机械工业出版社2003年

【2】主编：

机械加工工艺手册（软件版）编委会《机械加工工艺手册（软件版）》机械工业出版社2000年

【3】主编：

上海市金属切削技术协会《金属切削手册》上海科学技术出版社2000年

【4】主编：

任小中《机械制造技术基础》北京科学出版社2012年

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