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沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)說明書
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)說明書
題目CA6140車床撥叉（零件號(hào)831005）
加工專用夾具設(shè)計(jì)
系 機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院
專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí) 081015
姓名 姬林 學(xué)號(hào) 26
指導(dǎo)教師 張福
完成日期 2011 年 6 月 30 日
沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
班級(jí)： 081015 姓名： 姬林 學(xué)號(hào)：26
課程名稱: 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)
題 目：CA6140車床撥叉（零件號(hào)813005）加工專用夾具設(shè)計(jì)
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
主要內(nèi)容及要求：
1、根據(jù)所給的零件草圖，畫出零件工作圖。
2、完成CA6140車床撥叉（零件號(hào)813005）工件的專用夾具總裝配工作圖。
3、完成專用夾具部分零件工作圖。
4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
5、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書15頁。
主要參考資料：夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)、夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。
進(jìn)度安排： 1、1-2天完成工件工作圖繪制及夾具設(shè)計(jì)方案。
2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計(jì)。
3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫。
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 張 福 2010 年 6 月 17 日
教研室主任： 趙艷紅 2010 年 6 月 17 日
《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)計(jì)劃書
一、課程設(shè)計(jì)目的
1、本課程設(shè)計(jì)是《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》課程的延續(xù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的一般方法。
2、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、金屬材料及熱處理、機(jī)械制造結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的能力。
3、培養(yǎng)學(xué)生使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。
4、提高學(xué)生技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。
5、為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
二、課程設(shè)計(jì)題目
CA6140車床撥叉（零件號(hào)813005）加工專用夾具設(shè)計(jì)
三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與基本要求
（一）內(nèi)容
1、完成CA6140撥叉工件的銑端面專用夾具總裝配圖。
2、完成CA6140車床撥叉專用夾具部分零件工作圖。
3、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計(jì)計(jì)算說明書15頁。
（二）基本要求
1、課程設(shè)計(jì)必須獨(dú)立的進(jìn)行，每人必須完成總工作量要求。
2、根據(jù)設(shè)計(jì)題目，完成規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容和工作量要求。
3、正確的運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)圖樣必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書力求用工程術(shù)語，簡明扼要，計(jì)算合理、準(zhǔn)確，表達(dá)清晰，文字通順簡練，字跡工整。
四、進(jìn)度安排
1、1-2天完成零件工作圖繪制及夾具設(shè)計(jì)方案。
2、3-6天完成夾具總裝配圖設(shè)計(jì)。
3、7-10天完成專用夾具部分零件圖及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：張 福 2010 年 6 月 17 日
教研室主任： 趙艷紅 2010 年 6 月 17 日
序 言
械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對(duì)于我們國家來說，它關(guān)系到國計(jì)民生的方方面面。近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動(dòng)化水平日益提高。同時(shí)由于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。
機(jī)械制造過程及檢測(cè)，檢驗(yàn)中，都要使用大量的夾具。為了達(dá)到提勞動(dòng)效率，提高加工精度，減少廢品，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件，如何設(shè)計(jì)好夾具則成了機(jī)械制造的一項(xiàng)重要任務(wù)。
機(jī)床夾具是夾具中的一種，將其固定到機(jī)床上，可以使被加工件對(duì)刀具與機(jī)床保持正確的相對(duì)位置，并克服切削力的影響。使加工順利進(jìn)行。機(jī)床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。
夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)：
1． 夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。
2． 專用夾具的設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對(duì)
性。
3． “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。
4． 夾緊裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計(jì)一個(gè)好的夾具可以減少廢品率。
因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件：
1． 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。
2． 保證工件的精度。
3． 保證使用方便與安全。
4． 正確處理作用力的平衡問題。
5． 注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。
6．在機(jī)械制造中，為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,夾具計(jì)過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢(shì)：
（1） 發(fā)展通用夾具的新品種
A．由于機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。
B．廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
（2） 發(fā)展調(diào)整式夾具
（3） 推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。
（4） 加強(qiáng)專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。
（5） 大力推廣和使用機(jī)械化及自動(dòng)化夾具。
（6） 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計(jì)和制造夾具。
本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)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)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后從事的職業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于個(gè)人能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。
目 錄
目 錄
序言 2
一、零件的工藝分析 2
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
(一)確定毛坯的制造形式 3
（二）基面的選擇 3
（三）制定工藝路線 3
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4
（五）確立切削用量及基本工時(shí) 4
參考資料： 8
（一）零件的分析
（一）.零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
（二）零件的工藝分析：
CA6140車床撥叉共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. 以6Xφ22xφ25x6為中心的加工表面
這一組加工表面包括：6Xφ22xφ25x6的花鍵孔。
2 以6Xφ22xφ25x6孔為基準(zhǔn)來加工寬8的槽和寬18的槽。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一） 確定毛坯的制造形式。
零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復(fù)雜。所以用鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造。
（二） 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ40的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一塊V形塊支承這兩個(gè)φ40作主要定位面，用一汽缸放在V型塊對(duì)面用于加緊零件，同時(shí)用一定為擋快限制以旋轉(zhuǎn)方向的自由度，再用鉆床鉆削時(shí)的力量來限制另一旋轉(zhuǎn)自由度和一平面自由度，這樣空間六個(gè)自由度就固定完了。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
（三） 制訂工藝路線
1. 工藝路線方案1
工序 1） 鑄造
2） 時(shí)效處里
3） 銑Φ40大端面
4） 鉆，擴(kuò)，鉸Φ22孔
5） 檢查
6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔
7） 倒角
8） 銑18寬的槽
9） 銑寬8mm槽
10） 銑40x28面
11） 去毛刺
12） 檢查
. 2.工藝路線方案2
工序 1） 鑄造
2） 時(shí)效處里
3） 銑Φ40大端面
4） 銑18寬的槽
5） 銑40x28面
6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔
7） 檢查
8） 倒角
9） 銑寬8mm槽
10） 去毛刺
11） 檢查
鉆，擴(kuò)，鉸Φ22孔
比較兩種方案：方案一先加工端面然后一端面和外圓定位加工孔，然后以孔為定為基準(zhǔn)加工寬18的槽和寬8的槽及40x28的槽，保證了加工精度。提高了效率，方案二夾具設(shè)計(jì)較多且有些困難，故選擇方案一
（四） 機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
根據(jù)加工工藝，分別對(duì)各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下：
1. 銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片
1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5
2） 銑刀幾何形狀 由表2
3） 選擇切削用量
（1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時(shí)
4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度
4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時(shí)
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5） 計(jì)算基本工時(shí)
式中 L=90mm 由表20 不對(duì)稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y＋△+d＝92
故
2. 鉆，擴(kuò)，鉸孔
1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑
鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃，
2） 選擇切削用量
（1） 確定進(jìn)給量：由表5 當(dāng)加工要求為7級(jí)精度，材料鑄鐵時(shí) 時(shí)
由
時(shí)
按鉆頭強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表7 當(dāng)灰鑄鐵 時(shí) 時(shí)：
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度確定進(jìn)給量 由表8 灰鑄鐵時(shí)
時(shí)：機(jī)床機(jī)構(gòu)允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。
進(jìn)給量
由此可以看出受限制的進(jìn)給量是工藝要求，從中取
由表16 可以查出鉆孔時(shí)的軸向力在 時(shí)為：
軸向力修正系數(shù)為1.0 故
故 可用
2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度，
由表9 時(shí) 鉆頭后刀面最大磨損量取為
耐用度
3） 確定切削速度
由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時(shí)
切削修正系數(shù)
故
4） 加工工時(shí) 其中
由表22
所以
擴(kuò)孔： 21.7
按機(jī)床取
所以實(shí)際切削速度
工時(shí)： 切入
所以
鉸孔：Φ22
取機(jī)床標(biāo)準(zhǔn) 1.13r/s 所以實(shí)際切削速度：
所以工時(shí)：
3. 拉花鍵：拉刀
1）拉刀寬度
時(shí)，
各修正系數(shù)：
所以：
工時(shí)：
4. 所以：銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質(zhì)合金刀片
1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5
2） 銑刀幾何形狀 由表2
3） 選擇切削用量
（1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)
5. 銑寬18的槽：選擇YT15硬質(zhì)合金三面刃銑刀
1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5
2） 銑刀幾何形狀 由表2
3） 選擇切削用量
（1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時(shí)
4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度
4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時(shí)
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5） 計(jì)算基本工時(shí)
式中 L=90mm 由表20 不對(duì)稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y＋△+d＝92
故
6. 銑寬8的槽：選擇YT15硬質(zhì)合金三面刃銑刀
1） 由表1 銑削深度時(shí)，端銑刀直徑為80mm，，Z=5
2） 銑刀幾何形狀 由表2
3） 選擇切削用量
（1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內(nèi)完成
（2）確定每齒進(jìn)給量 ：采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量，根據(jù)表5 當(dāng)使用YT15銑床功率為7Kw時(shí)
4）選擇銑刀磨銑標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度
4） 確定切削速度v和每秒鐘進(jìn)給量
切削速度由表13 時(shí)
各修正系數(shù)為
故
根據(jù)X52k型立銑床說明書（表24）選擇
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量
5） 計(jì)算基本工時(shí)
式中 L=90mm 由表20 不對(duì)稱安裝銑刀入切削量及超切削量
y＋△+d＝92
故
7. 銑28x40面
1） 確定切削深度
確定切削寬度：
由于加工余量不大，所以可一次走刀完成
2） 確定每齒進(jìn)給量
根據(jù)x52k銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度
根據(jù)表3
現(xiàn)取
3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐磨度
根據(jù)表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度
4） 確定切削速度和每秒進(jìn)給量
切削深度可根據(jù)表21中公式計(jì)算 也可查表
根據(jù)表9 當(dāng)
時(shí)，
各修正系數(shù)為：
故
根據(jù)機(jī)床說明書選擇
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為：
5） 檢查機(jī)床功率
根據(jù)表5 當(dāng) 時(shí)，
切削功率的修正系數(shù)
所以實(shí)際切削功率為
根據(jù)機(jī)床說明書，機(jī)床主軸允許的功率為
因?yàn)椋源饲邢饔昧靠梢圆捎谩?
即
6）計(jì)算工時(shí)
式中
根據(jù)表19 入切削量及超切削量
則
故
l=25mm
計(jì)算工時(shí):
16
機(jī)械加工工藝過程卡片
零件號(hào)
零件名稱
CA6140車床撥叉
工序號(hào)
工序名稱
設(shè)備
夾具
刀具
量具
工時(shí)（min）
名稱
型號(hào)
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
Ⅰ
銑大端面
立式銑床
X51
專用夾具
高速鋼端銑刀
25
1.08
Ⅱ
鉆，擴(kuò)，絞直徑為22的孔
立式鉆床
Z525
專用夾具
錐柄麻花鉆
25
游標(biāo)卡尺
1.63
Ⅲ
拉6x22x25x6的花鍵
拉床
L5110A
專用夾具
普通花鍵拉刀
游標(biāo)卡尺
2.39
Ⅳ
銑槽8及其端面
銑床
X51
專用夾具
高速鋼三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
0.8
Ⅴ
銑寬28的面
銑床
X51
專用夾具
高速鋼圓柱形銑刀
游標(biāo)卡尺
1.88
Ⅵ
銑18的槽及其端面
銑床
X51
專用夾具
高速鋼三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
1.07
Ⅶ
終檢
沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造裝備課程設(shè)計(jì)說明書
目 錄
一.前言……………………………………………………………………………1
1.產(chǎn)前準(zhǔn)備…………………………………………………………………………2
1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)……………………………………………………………………2
1.2生產(chǎn)條件………………………………………………………………………2
1.3零件工藝分析…………………………………………………………………3
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………4
2.1定位機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………4
2.2夾緊機(jī)構(gòu)………………………………………………………………………5
2.3機(jī)床夾具的總體形式…………………………………………………………6
2.4.1確定夾具體…………………………………………………………………7
2.4.2確定聯(lián)接體…………………………………………………………………7
2.4.3夾具體的總體設(shè)計(jì)圖………………………………………………………8
2.5繪制夾具零件圖………………………………………………………………8
2.6繪制夾具裝配圖 ……………………………………………………………9
3.定位誤差設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………11
3.1誤差分析 ……………………………………………………………………11
3.1.1定位誤差 …………………………………………………………………11
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 ……………………………………………………12
3.2定位誤差的計(jì)算 ……………………………………………………………12
二.結(jié)論 …………………………………………………………………………14
三.致謝 …………………………………………………………………………15
四.參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………16