課程設(shè)計說明書 題目： CA6140后開關(guān)杠手柄座零件工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué) 院： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 提交日期： 目錄 機械制造工程師課程設(shè)計任務(wù)書…………………………………………3 第1章 零件圖及工藝編制 …………………………………………………4 1.1零件圖……………………………………………………………4 1.2毛坯圖……………………………………………………………4 1.3零件的工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………5 第2章 專用夾具設(shè)計………………………………………………………8 2.1定位分析……………………………………………………………8 2.2裝夾分析……………………………………………………………9 2.3分度裝置的設(shè)計……………………………………………………12 2.4夾具裝配圖及零件圖……………………………………………12 第3章 設(shè)計總結(jié)………………………………………………………14 參考文獻 ………………………………………………………………14 附件……………………………………………………………………14  第1章 零件圖及工藝編制 1.1零件圖 圖1-1零件圖 1.2毛坯圖 圖1-2毛坯圖 1.3零件的工藝規(guī)程設(shè)計 1.3.1毛坯的選擇 CA6140后開關(guān)杠手柄座零件結(jié)構(gòu)比較簡單，考慮掃工件在工作中容易磨損，零件在工作過程中經(jīng)常受到交變載荷，應(yīng)此應(yīng)該選用鑄造，使材料不易變形，保證零件工作的可靠性。考慮到零件加工尺寸的要求，為加工過程留有足夠的加工余量，并且為了盡量降低加工成本，外圓留15mm加工余量，長度方向留1mm加工余量。由于零件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用砂型鑄造。可以提高生產(chǎn)率，保證價格與質(zhì)量。 1.3.2定位基準的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則不但使加工工藝過程中的問題百出，甚至還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1） 粗基準的選擇 選擇粗基準的出發(fā)點是為后續(xù)的工序提供合理的定位精基準，保證各加工面的余量足夠并分配合理，由于粗基準是對毛坯進行第一次加工的定位基準，因此與毛坯的形狀關(guān)系很大，則確定粗基準時應(yīng)按： ① 用零件非加工面為粗基準，可保證零件的加工面與非加工面的相互位置關(guān)系，且能在一次安裝中盡可能加工較多的表面。 ② 用零件的重要表面為粗基準，優(yōu)先保證了重要表面的余量和表面組織性能的一致。 ③ 應(yīng)選責(zé)較大、形狀簡單、加工量大的表面為粗基準，使切削總量最少。 ④ 應(yīng)選毛坯精度高，余量小的表面為粗基準，易保證各加工表面余量足夠，分配合理。 ⑤ 應(yīng)選定位精度高，夾緊可靠的表面為粗基準。 ⑥ 粗基準原則上是在第一道工序中使用一次并盡量避免重復(fù)使用。 對于一般軸類零件用外圓面作為粗基準面是完全合理的，所以，在偏心軸的加工過程中選擇毛坯外圓作為粗基準 （2） 精基準的選擇 選擇精基準的出發(fā)點是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度的實現(xiàn)，以及定位安裝的準確方便。選擇精基準應(yīng)遵循以下原則： ① 基準重合原則：確定精基準時，應(yīng)盡量用設(shè)計基準作為定位基準，易消除基準不重合誤差，提高零件的表面的位置精度和尺寸精度。 ② 統(tǒng)一基準原則：擬定工藝路線時，各個工序應(yīng)盡可能用同一個定位基準來精加工各個表面，以保證各表面間的相互位置精度，并且還減少了夾具的數(shù)量和工件的裝夾次數(shù)，降低了成本，提高了生產(chǎn)率。 ③ 互為基準原則：可逐步提高兩相關(guān)表面的位置精度。 ④ 自為基準原則：可使加工余量均勻，保證加工面自身形狀精度，而位置精度由前面的工序保證。 在加工六方之前φ18外圓表面已經(jīng)車削形成，根據(jù)基準的選擇原則，選擇已經(jīng)加工形成的φ18外圓表面作為精基準。 1.3.3零件表面加工方法的選擇 CA6140后開關(guān)杠手柄座零件所需要加工的表面有端面、外圓、通孔、倒角、槽等。在加工過程中外圓用外圓車刀車削；端面用銑床加工；通孔用立式鉆床加工，倒角用45°倒角刀加工。 1.3.4零件的加工工藝分析 零件的材料為鑄鐵，即中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達45～52HRC。該零件主要加工面分別有平面、外圓表面、外螺紋和螺紋孔，零件形狀較為簡單且除六方和螺紋孔外都為車削工藝，主要通過車削、銑削和鉆削加工，其具體加工工藝路線如下： 工序01：粗銑下端面以及側(cè)凸臺面，留加工余量0.8mm； 工序02：粗車φ38外圓，留加工余量0.8㎜； 工序03：精車φ38外圓至尺寸； 工序04：粗車端面，留加工余量0.8mm； 工序05：精車端面至尺寸，保證長度，倒角0.5x45°，銳角倒鈍； 工序06：鉆中心孔，鉆φ25通孔，留加工余量1mm； 工序07：精鏜φ25孔至尺寸，倒角0.5x45°； 工序08：加工內(nèi)孔面槽； 工序09：鉆φ14孔； 工序10：鉆、鉸φ7孔； 工序11：去毛刺； 工序12：終檢。 1 鍛造毛坯 鍛造 加熱爐；空氣錘 2 熱處理 熱處理 加熱爐 3 粗銑下端面以及側(cè)凸臺面，留加工余量0.8mm 銑工 銑床 專用夾具 高速鋼立銑刀 游標卡尺 4 粗車φ38外圓，留加工余量0.8㎜ 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 游標卡尺 5 精車φ38外圓至尺寸 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 千分尺 6 粗車端面，留加工余量0.8mm 車工 車床 專用夾具 外圓車刀 游標卡尺 7 精車端面至尺寸，保證長度，倒角0.5x45°，銳角倒鈍 車工 車床 專用夾具 外圓車刀、45°車刀 游標卡尺 8 鉆中心孔，鉆φ25通孔，留加工余量1mm 車工 車床 專用夾具 中心鉆、φ24鉆頭 游標卡尺 9 精鏜φ25孔至尺寸，倒角0.5x45° 車工 車床 專用夾具 鏜孔刀、倒內(nèi)角車刀 內(nèi)徑表 10 加工內(nèi)孔面槽° 拉床 專用夾具 拉刀 11 鉆φ14孔 鉗工 鉆床 專用夾具 鉆頭 12 鉆、鉸φ7孔 鉗工 鉆床 專用夾具 鉆頭 13 去毛刺 表1-1零件加工工藝 第2章 專用夾具設(shè)計 車床夾具是指在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具。車床夾具多數(shù)安裝在主軸上；少數(shù)安裝在床鞍或床身上。車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式（心軸式）、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式等定心式車床夾具：在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構(gòu)。角鐵式車床夾具：在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉(zhuǎn)端面時，由于零件形狀較復(fù)雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設(shè)計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具?；ūP式車床夾具：這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復(fù)雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 2.1定位分析 2.1.1定位原理 一個自由剛體，在空間中有且僅有六個自由度，即沿X、Y、Z三個方向的移動和繞X、Y、Z三個坐標軸的轉(zhuǎn)動，如果要使一個剛體在空間中有確定的位置，就必須設(shè)置約束限制其相應(yīng)的自由度，通常用合理設(shè)置的六個支承點來約束工件的六個自由度，稱為六點定位原理，但根據(jù)工件的加工要求，有時并不需要約束工件的全部自由度，對工件進行部分定位。 2.1.2定位基準的選擇 根據(jù)零件的加工工藝，在加工前工件形狀如圖所示，按照加工要求，將φ53外圓軸線和左側(cè)已加工端面作為定位基準。 圖2-1零件草圖 2.1.3定位方式的確定及定位原件的選擇 由零件圖分析孔的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個自由度，才可以達到加工要求。選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度。滿足定位要求。 2.1.4定位誤差的分析與計算 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 2.2裝夾分析 在機械加工過程中工件會受到切削力等力的作用，為了保證工件在夾具中定位后能保持正確的位置，所以要設(shè)置合理的夾緊裝置將工件夾緊。 2.2.1夾緊裝置的組成及其設(shè)計原則 （1） 夾緊裝置的組成 夾緊裝置主要由力源裝置中間傳力機構(gòu)夾緊元件三部分組成，力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，所產(chǎn)生的力稱為原始力，如氣動、液動、電動等，對于手動夾緊來說，力源來自人力；中間傳力機構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機構(gòu)，在傳遞力的過程中，它能夠改變作用力的方向和大小，起增力作用；還能使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重要；夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行件，與工件直接接觸完成夾緊作用。 （二）夾緊裝置的設(shè)計要求 在夾具中，用以防止工件在加工過程中產(chǎn)生位移或振動的裝置，稱為夾緊裝置。在設(shè)計夾緊裝置時應(yīng)考慮下列要求：在夾緊過程中不改變工件的位置。夾緊力大小應(yīng)能保證工件在加工過程中不產(chǎn)生位移或振動，又不致壓傷工件表面或引起變形。操作方便、夾緊動作迅速，以提高生產(chǎn)率；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，以降低夾具的成本。能自鎖，即在原始力去除后，仍能保持工件的夾緊狀態(tài)。操作安全、勞動強度小。 2.2.2確定夾緊機構(gòu) 夾緊裝置的基本要求如下：夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。夾緊機構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。機構(gòu)應(yīng)盡量簡單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 2.2.3夾緊力計算 切向力 = （1） = =561N 背向力 = （2） = =378N 進給力 = （3） = =558N 夾緊力N 選用壓板壓緊，實際加緊力N應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，＝＝0.5。 壓板用螺母擰緊，由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力 根據(jù)杠桿原理壓板實際加緊力為 此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 2.2.3夾具體的設(shè)計 為了制作方便，夾具體用45鋼銑削加工形成外形，然后用鉆床鉆孔和鉸孔，加工成型后為保證夾具體的使用強度，對其進行淬火和回火處理。 2.3夾具裝配圖及零件圖 第3章 設(shè)計總結(jié) 為期兩周的機械制造工程師課程設(shè)計很快結(jié)束了，兩周是時間雖然短暫但是它對我來說受益菲淺的，通過這兩周的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，在設(shè)計過程中我遇到了各種各樣的問題，查閱了多本相關(guān)資料和文獻，使我不但鞏固了理論知識而且掌握了查閱資料的技能，讓我能更好的利用圖書館的資料和網(wǎng)上的文獻資源和我們手中的各種設(shè)計手冊，而且加深了對AUTOCAD等制圖軟件的熟練運用的程度，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。 由于缺乏經(jīng)驗，我們對工件的形狀概念理解上存在很大的偏差，僅僅靠資料上的說明是不夠的，因此，讓我們深刻認識到理論應(yīng)該結(jié)合實際，我們應(yīng)該多一點實踐操作，多下工廠去實習(xí)。不僅要踏踏實實學(xué)好課堂知識，對于實習(xí)也要提高重視，不要以為時實習(xí)是課外內(nèi)容，它是對課堂所學(xué)知識的補充、加深與應(yīng)用。 感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，通過老師的悉心指導(dǎo)使我學(xué)到了好多，尤其使我明白了在可以實現(xiàn)既定功能的前提下，我們所做的設(shè)計越簡單越好，所以在設(shè)計過程中我們應(yīng)該盡量簡化設(shè)計的復(fù)雜性。 通過這次課程設(shè)計，讓我更加深刻了解理論知識，讓我意識到在今后的實習(xí)實訓(xùn)中要把理論與相結(jié)合，在學(xué)習(xí)技能的同時加深對理論知識的理解和認知。 參考文獻： [1]何慶.機床夾具設(shè)計教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009. [2]孫京平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:中國電力出版社,2009. [3]張全民.機床夾具設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,2006. [4]吳拓.機床夾具設(shè)計實用手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.1 [5]魏偉.畫法幾何及機械制圖[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2013.8 13 課程設(shè)計答辯車 床 夾 具 設(shè) 計 要 點零件分析工藝流程車床夾具設(shè)計1 12 23 34 4夾具設(shè)計n零件名稱：CA6140后開關(guān)杠手柄座n零件材料：鑄件n零件加工精度不高零件分析車床夾具設(shè)計要點由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。圖1-1 床夾具與機床主軸的連接工藝流程工序01：粗銑下端面以及側(cè)凸臺面，留加工余量0.8mm；工序02：粗車38外圓，留加工余量0.8；工序03：精車38外圓至尺寸；工序04：粗車端面，留加工余量0.8mm；工序05：精車端面至尺寸，保證長度，倒角0.5x45，銳角倒鈍；工序06：鉆中心孔，鉆25通孔，留加工余量1mm；工序07：精鏜25孔至尺寸，倒角0.5x45；工序08：加工內(nèi)孔面槽；工序09：鉆14孔；工序10：鉆、鉸7孔；工序11：去毛刺；工序12：終檢。夾具設(shè)計圖1-2 裝配圖圖1-3 平衡塊圖1-4 過渡盤圖1-5 夾具體感 謝 聆 聽