家具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)夾具課程設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化姓名：羅 世 杰學(xué)號(hào)：200706040101指導(dǎo)老師：劉大 海2010.12.13、八、亠前言機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課， 技術(shù)基 礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。 這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì) 所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)， 也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的 訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)學(xué)習(xí)中占有重要的地位。通過(guò)機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，將所學(xué)專業(yè)知識(shí) （ 如互換性與測(cè)量 技術(shù)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、機(jī)械制造工藝學(xué)等 ） 融為一體。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與 實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合； 使我們對(duì)各科的作用

2、更加深刻的熟悉與理解， 并為 以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中， 我通過(guò)查閱相關(guān)資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)， 并在 劉大海老師的指導(dǎo)下選擇完成了 831005型號(hào)撥叉零件銑寬度為 8.03 0 mm槽的銑床夾具，在此表示感謝！由于設(shè)計(jì)者能力有限，本次設(shè)計(jì) 方案中可能有些許不足之處，敬請(qǐng)?jiān)?。目錄一、設(shè)計(jì)題目 4二、設(shè)計(jì)目的 4三、機(jī)械加工工藝 43.1 零件分析 43.11零件的作用 43.12零件的工藝分析 43.2 工藝設(shè)計(jì) 43.21 毛坯分析 43.22 確定定位基準(zhǔn) 53.23 確定工藝路線 53.3 激光焊接技術(shù) 53.31 工序 1 的加工 53.32 工序 2 的加工 7

3、3.33 工序 3 的加工 73.34 工序 4 的加工 83.35 工序 5 的加工 83.36 工序 6 的加工 9四、工藝裝備設(shè)計(jì) 94.1 設(shè)計(jì)原則 94.2 工藝設(shè)計(jì) 94.21 工序分析 94.22 確定裝夾方案 94.23 計(jì)算定位誤差 104.24 計(jì)算夾緊力 104.3 工藝裝備 104.31 夾具組成 104.32 夾具工作原理 11參考文獻(xiàn) 11一、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（生產(chǎn)綱領(lǐng)為年產(chǎn) 30000件，屬于中批量生產(chǎn)）。1.零件圖一張2.毛坯圖一張3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片一張4.工藝裝備設(shè)計(jì)方案及草圖一張5.工藝裝備主要零件圖一張6.課程設(shè)計(jì)

4、說(shuō)明書一份二、設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝學(xué)教學(xué)過(guò)程后期一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)有助于 自己正確編制工藝規(guī)程和解決生產(chǎn)中的實(shí)際工藝問(wèn)題的能力。2.1:運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和實(shí)踐知識(shí)，正確解決一般復(fù)雜程度零件毛坯的選擇,確定加工中的定位、工藝尺寸、機(jī)床和工藝裝備等，并正確填寫工藝文件。22 學(xué)會(huì)使用有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和資料。三、機(jī)械加工工藝3.1零件分析3.11零件的作用 題目給定的零件是 CA6140撥叉，它位于車床變速機(jī) 構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按要求進(jìn)行工作。 寬度為18+0.0120mm的槽尺 寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿?拔動(dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或

5、間隙很大時(shí)， 滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.012°mm 的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。3.12零件的工藝分析：撥叉共有兩組加工表面。撥叉成形圖 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面，這一組面包括?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.28 0花鍵底孔兩端的2X15°到角和距中心線為 27mnm勺平面。 以工件右端面為基準(zhǔn)的8 +0.030 mm的槽和18+0.12omm勺槽。經(jīng)上述分析可知，對(duì)于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。3.2 工藝設(shè)計(jì)3.21毛坯分析零件材料HT2O0考慮到此零件的工作過(guò)程中并有

6、變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡 量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為中 批生產(chǎn)而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經(jīng)查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表5-5取等級(jí)為2級(jí)精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為3± 0.8mm。3.22確定定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面的粗基準(zhǔn)。 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的A面為精基準(zhǔn)。3.23 確定工藝路線考慮到加工時(shí)定位基準(zhǔn)的難易程度及定位精度的高低，選用如下工藝路線對(duì)撥叉毛坯件 進(jìn)行加工。 粗、精車端面，鉆、擴(kuò)花鍵底孔、倒兩端15

7、6;倒角。以40mm圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 拉花鍵。以A面為基準(zhǔn)。 銃削槽B面。以花鍵心軸的中心線及 A面為基準(zhǔn)。選用 X62W臥式銃床加專用夾具。 銃削8+O.O3omm的槽。以花鍵心軸的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用 X62W臥式銃床加專用夾具。 銃削18+O.O12omm的槽。以花鍵心軸的中心線及 A面為基準(zhǔn)。選用X62W臥式銃床加專用 夾具。 磨削18+O.O12omm的槽。以花鍵心軸的中心線及A面為基準(zhǔn)。選用磨床加專用夾具。3.3 機(jī)械加工過(guò)程3.31 工序1的加工確定加工余量：撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kg d b =160MPa

8、HBS生產(chǎn)類型為由大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸如下：A面的加工余量：A面有3 ± 0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。矩形花 鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為22 0+0.28，見(jiàn)零件圖，確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴(kuò)孔22mm拉花鍵，花鍵孔要求以外徑定心。B面的加工余量：此工序分 2個(gè)工步，粗銃B面和精銃B面。精加工余量為0.2mm,粗銃 加工余量為2.8mmo工序1包括粗車端面 A、精車端面A、鉆花鍵底孔、擴(kuò)花鍵底孔、倒角2x15 ° o毛

9、坯件夾具為通用夾具即可。15 k32甲.315 I2工序 1 零件圖 工序 1 三維圖粗車： 加工條件：工件材料：灰口鑄鐵HT2O0C b=145MPa鑄造。加工要求：粗、半精車A面并保證28mm勺工序尺寸，艮=3.2卩m機(jī)床C3163-1。轉(zhuǎn)塔式六角臥式 車床。刀具：刀片材料。 r =12 、 ao=6-8 、 b= -10 、 o=0.5 、 Kr=90、 n=15。 切削用量：(1 )已知長(zhǎng)度方向勺加工余量為3±0.8mm 。實(shí)際端面勺最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工(粗車和半精車)。長(zhǎng)度加工公差I(lǐng)T 12級(jí) 取-0.46mm。(2)根據(jù)切削簡(jiǎn)明手冊(cè)(第3版)表1.4當(dāng)

10、刀桿尺寸為16mnX 25mm,a *3 mm 時(shí)，以及工件直徑為60mm時(shí)(由于凸臺(tái) B面的存在所以直徑取60mm ?=0.6-0.8mm/ r .按C3163 1車床說(shuō)明書??？ =0.6mm/n。由于存在間歇加工所以進(jìn)給量乘以 k=0.75 0.85 所以：實(shí)際進(jìn)給量 f=0.6 X 0.8=0.48 mm/ r, 按C3163 1車床說(shuō)明書？= 0.53 mm/ro 切削 速度：查表計(jì) 算可得 Vc =158/(600.2 20.15 0.530.4.) 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97=46.9(m/min)。精車：精車已知粗加工余量為0.5mm。 進(jìn)給量 f.根據(jù)切削用量

11、簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.6, f=0.150.25mm/r。按 C31631車床說(shuō)明書f = 0.16 mm/r。 切削速度：按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.27 ,切削速度的計(jì)算公式為(壽命選 T=60min)V=Cv/(Tm ap xv f yv) kv=158/(0.2 0.15600.2 20.15 0.160.4) 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97 =83.85(m/min)。鉆孔：鉆頭選擇：見(jiàn)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 2.2 鉆頭幾何形狀為(表 2.1 及表 2.2 )：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：d = ©20mm,3 =30°, 2=118°, 2=70

12、6;, b£=3.5mm,ao=12, ¥ =55° ,b=2mm, =4mm根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2-9確定f=0.48 。 切削用量 ：a、按機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9 ,當(dāng)b b= 210MPa , d 0 = 20.5mm 可確定 f=0.75 。 按 C3163-1 車床說(shuō)明書取 f=0.62mm/n 。b、決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。表2.21 ,當(dāng)do=20mm鉆頭最大磨損量取 0.6壽命 T=45min。c、切削速度由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)，表2.15得V =21m/min。n=1000V/D=334.4 由機(jī)床技術(shù)資料得和 334.4 接近的有

13、 280n/m 和400n/min 取 280n/min。取 n=280m/min.實(shí)際V =17 m/min d、基本工時(shí)， Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 。 切削速度：入切量及超切量由表2.29.查出屮+ =10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)。擴(kuò)孔：刀具直徑do=21mm刀具幾何參數(shù)同上。由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車 和調(diào)換走刀量等輔助時(shí)間，n和f都不變，所以Tm同上Tm=0.32。倒角刀具15 ° 锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動(dòng)進(jìn)給。倒角： 專用刀具。此工步使用

14、到專用刀具與手動(dòng)進(jìn)給。檢驗(yàn)機(jī)床功率按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.2 4可以查出當(dāng)bb = 160245HBSap< 2.8 mm f< 0.6mm/r Vc< 41 m/ min Pc= 3.4kw 按 C3163 1車床說(shuō)明書主電機(jī)功率P= 11 kw可見(jiàn)Pc比P小得多所以機(jī)床功率足夠所用切削用量符 合要求。鉆削功率檢驗(yàn)按切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.21當(dāng)do= 21 mm f = 0.64 mm查得轉(zhuǎn)矩皿=61.8 N.M切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表由表 2.32 得功率公式P C= McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按 C3163 1車床說(shuō)明書主電機(jī)功率P= 1

15、1 kw可見(jiàn)P C比P小得多，所以機(jī)床功率足夠，所用切削用量符合 要。3.32 工序2的加工工序2為拉六齒方型花鍵，對(duì)于此工步需采用專用夾具來(lái)保證其加工尺寸要求。工序2零件圖工序2三維圖 刀具：高速鋼拉刀。 進(jìn)給量：經(jīng)查表計(jì)算可得切削進(jìn)給量為0.06mm/r。進(jìn)給速度：查表計(jì)算可得進(jìn)給速度為0.06m/s。3.33工序3的加工工序3包括B面的粗加工與精加工。均采用銃削加工。鑒于撥叉結(jié)構(gòu)需采用專用夾具。工序3零件圖工序3三維圖粗銃： 刀具：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1銃削寬度aew 5mm寸。直徑為do=50mm故齒數(shù)Z=8,ao=16°。由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銃刀。銃刀幾何參數(shù)（表3.

16、2 ） rn=10 ° 切削用量：留精銃的加工余量為 0.2mm,所以本道工步切削寬度ac = 2.8 ± 0.8mm,由于加工表面精度要求 Ra=3.2 um.根據(jù)表3.5得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= 0.5 1 mm/r就能滿足要求，但考慮到X 62W功率為7.5kw，機(jī)床為中等系統(tǒng)剛度和X 62W銃床，所以每轉(zhuǎn)進(jìn)給量彳=0.6mm/r。 切削速度：根據(jù) X62W型銃床說(shuō)明書選n=160r/mi n, Vc=3.14 nd/1000=25.1m/mi n, Vf=n f=160x0.6=96mm/min精銃： 刀具：與上道工步是同一把刀。采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銃刀。銃刀幾何參數(shù)（表3.2

17、） rn=10 ° ao=16°。切削用量：精銃的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度ae = 0.2mm f=0.6mm/r切削速度：根據(jù) X62W型銃床說(shuō)明書選n=210r/mi n,Vf=n f=210x0.6=126mm/mi n,V f=125mm/mi n,fz=0.074mm/z。3.34工序4的加工工序4三維圖K8）加工余量 8，機(jī)床：X62W工序4為銃削8+0.03omm槽。加工工件尺寸：8+0.03omm長(zhǎng)度L=40mm采用專用夾具（即 本次課程設(shè)計(jì)所選擇完成的的工裝夾具）。工序4零件圖加工要求：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銃刀（精密級(jí) 刀具：由加工尺寸公差 0-

18、0.3 。所以銃刀精度為精密級(jí) K8,銃刀參數(shù)：L=8mm D=63d=22, d1=34, ro=15 ° , ao=12°, an=6°, Z=16。 銃削用量：由于槽的深度為8mm,故一次走完，ae=8mmap=8mm由切削用量簡(jiǎn) 切削速度：根據(jù) X62W型銃床說(shuō)明書選選 Vf=110mm/min, fzc=0.018mm/z。3.35工序5的加工工序5銃寬為18o+0.12mm槽，需使用專用夾具。工序5零件圖工序5三維圖加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬18o+0.12mm長(zhǎng)L=40mm加工余量23mm由于此工步的設(shè)計(jì)尺寸精度要求很高，用銃削加工很難

19、達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，ae=23, ap=10mm 刀具：銃刀參數(shù)： L=10 D=100mm d=30mm ro=15 ° ao=12 ° an=6° Z=24。 銃削用量：由于槽的寬度為18mm,故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.3 確定 f=0.5mm/r 現(xiàn)取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z。 銃削速度：根據(jù) X62W型銃床說(shuō)明書選選 Vf=150mm/min，fzc=0.020mm/z 。3.36工序6的加工工序6為磨18mm槽，加工要求保證尺寸

20、18mm采用專用夾具。工序6零件圖Q-3.2工序6三維圖 磨輪：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過(guò)小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為 46#,度為軟2級(jí)。 平型砂輪，其尺寸為 16X 6X 40 ( DX d X H)。 磨削用量：砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見(jiàn)機(jī)床說(shuō)明書)，v砂=2.5m/s，進(jìn)給量f=50mm/min 雙單行程f r=0.015mm=四、工藝裝備設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)原則工裝夾具對(duì)于工序加工起著重要的作用，優(yōu)良的夾具設(shè)計(jì)方案有益于加工工件時(shí)定位的精度和裝夾的方便，同時(shí)有利于于加工成本的降低。因此，在確定夾具的設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循以下幾條原則：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作省力高校，

21、制造成本低廉。這四條原 則如果單獨(dú)拿出來(lái)分析，有些是相互矛盾的。因此在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)該綜合上述四條原則， 通盤考慮，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，注意分析研究，考慮互相制約的各種因素，確定最合理的設(shè)計(jì)方案。4.2工藝設(shè)計(jì)4.21工序分析經(jīng)過(guò)綜合比較與分析，本次將針對(duì)第4步工序進(jìn)行工藝裝備(夾具)的設(shè)計(jì)，工序 4為銃寬度為8o+o°03mm勺槽，由于采用寬為 &+0° 022mm的精密級(jí)高速鋼直齒三面刃銃刀， 一次銃 削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度4.22確定裝夾方案由零件圖可知，寬為&+0°03mm勺槽，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中

22、心線和工件的右加工表面(A)為定位基準(zhǔn)。因此采用剛性花鍵心軸與孔套進(jìn)行過(guò)盈配合加以定位，工件以加工右端面(A)和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。兩端使用墊圈和螺母進(jìn)行加緊。4.23計(jì)算定位誤差由于所銃削的槽軸向設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵心軸的中心線，而所選定位基準(zhǔn)也為花鍵孔中心線，故軸向無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差，即S =0。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故不重徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。本工序所銃削的槽要求保持槽底與內(nèi)孔中心線的距離尺寸為19mm而且采用剛性花鍵心軸與空套過(guò)盈配合，因此一批工件定位時(shí)定位基準(zhǔn)(即心 軸中心線)位置沒(méi)有任何變動(dòng)，即S =0。位置所以可以得到，使用本定位方案時(shí)匚=9、獸+ J靑=0+0=0。因此，不必考慮定位定位 位置 不重誤差，只需要保證夾具中剛性花鍵心軸的制造精度與安裝精度即可。4.24計(jì)算夾緊力水平切削分力 FH=1.1 Fz =220 (N)，垂直切削分力 Fv=0.3 Fz=60 (N)其中：k i為基本安全系數(shù)1.5ki為加工性質(zhì)系數(shù)1.1k1為刀具鈍化系數(shù)1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1F=KFH =1.51.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)，實(shí)際加緊力為 WK= KFH/U1U2=800 (N)其中U1和U2為