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設(shè)計(jì)說明書
題目：CA6140車床刀架中部的工藝規(guī)程及鉆2-Φ13孔的工裝夾具設(shè)計(jì)
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
指導(dǎo)老師：
摘 要
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
CA6140車床刀架中部的工藝規(guī)程及鉆2-Φ13孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
The design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.
The CA6140 lathe tool carrier central process specification and 2- Φ 13 hole drilling fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design the structure of the blank, and select good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of process dimension calculation, is the key to decide all processes equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, the guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error of fixture structure, rationality and deficiency, and later in the design of improved.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
目 錄
序言…………………………………………………………………1
一. 零件分析 ……………………………………………………2
1.1 零件作用 ………………………………………………2
1.2零件的工藝分析 …………………………………………2
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………4
2.1確定毛坯的制造形式 ……………………………………4
2.2基面的選擇傳 ……………………………………………6
2.3制定工藝路線 ……………………………………………7
三 夾具設(shè)計(jì) ……………………………………………………10
3.1問題的提出………………………………………………10
3.2夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………10
總 結(jié)………………………………………………………………15
致 謝………………………………………………………………16
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………17
序 言
機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
CA6140車床刀架的工藝規(guī)程及鉆2-Φ13孔的工裝夾具設(shè)計(jì)是是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。
一、 零件的分析
1.1 零件的作用
裝夾車刀，并使車刀做縱向、橫向或斜向運(yùn)動(dòng)。
1.2 零件的工藝分析
從CA6140車床刀架中部來看，共有八組加工表面，現(xiàn)分述如下：
1. 基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽
2. Φ186外圓面、Φ70外圓面；Φ186端面、Φ70端面；Φ116環(huán)形槽；
3. Φ35孔、Φ29孔
4. 2-Φ13孔
5. 1323620槽
6. R17弧形槽
7. 四周面
8. 刻線表面
技術(shù)要求如下：
1.燕尾導(dǎo)軌在用樣板檢查時(shí)不得有間隙（塞尺檢）0.05mm。
2.B面縱向的不平行度 0.02mm。
3.未注明的鑄造圓角R5～10mm。
4.Ra0.4表面拋光處理。
二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT20-40，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級(jí)，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
CA6140車床刀架中部零件材料為 HT20-40，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機(jī)械翻砂造型，2級(jí)精度組。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下：
1. 基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽
基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽，表面粗糙度為Ra1.6、Ra3.2、Ra1.6，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=2.0mm.
2. Φ186外圓面、Φ70外圓面；Φ186端面、Φ70端面；Φ116環(huán)形槽；
Φ186外圓面、Φ70外圓面；Φ186端面、Φ70端面；Φ116環(huán)形槽，表面粗糙度分別為Ra6.3、Ra1.6、Ra1.6、Ra6.3、Ra6.3查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=2.0mm.
3. Φ35孔、Φ29孔
Φ35孔、Φ29孔、查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=2.0mm.
4. 2-Φ13孔
2-Φ13孔，因孔的尺寸非常小，很難直接鑄造成型，所以采用實(shí)心鑄造。
5. 1323620槽
1323620槽，如果直接鑄造成型，會(huì)提高對(duì)模具的要求，成本相對(duì)較高，故采用實(shí)心鑄造。
6. R17弧形槽
R17弧形槽，如果直接鑄造成型，會(huì)提高對(duì)模具的要求，成本相對(duì)較高，故采用實(shí)心鑄造。
7. 四周面
四周面、表面粗糙度分別為Ra0.4、Ra3.2.查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4，知鑄件機(jī)械加工余量Z=2.0mm.
8. 刻線表面
刻線表面的尺寸不大，采用實(shí)心鑄造。
9. 其它表面均為不加工表面，砂型機(jī)器鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖.2 “CA6140車床刀架中部”零件毛坯簡(jiǎn)圖。
2.2 基面的選擇的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精加工至關(guān)重要。為保證工件上重要表面的加工余量小而均勻，則應(yīng)選擇重要表面為粗基準(zhǔn)。所謂重要表面一般是工件上加工精度以及表面質(zhì)量要求較高的表面。因此，加工CA6140車床刀架中部時(shí)，應(yīng)以Φ70端面及Φ188外圓面作為粗基準(zhǔn)。
對(duì)于精基準(zhǔn)而言，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)。
2.3 制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
方案一
工序01：鑄造
工序02：人工時(shí)效
工序03：粗銑、半精銑、精銑基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽
工序04：粗車、半精車Φ186外圓面、Φ70外圓面；粗車、半精車Φ186端面、Φ70端面；粗車、半精車Φ116環(huán)形槽；精車Φ186端面
工序05：擴(kuò)、鉸Φ35孔、Φ29孔
工序06：鉆2-Φ13孔
工序07：銑1323620槽
工序08：銑R17弧形槽
工序09：粗銑、半精銑、精銑四周面
工序10：粗銑、半精銑、精銑刻線表面
工序11：磨Φ188外圓連接部分、刻線表面
工序12：刻線寬0.2、深0.1
工序13：去毛刺
工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序15：入庫(kù)
方案二
工序01：鑄造
工序02：人工時(shí)效
工序03：粗車、半精車Φ186外圓面、Φ70外圓面；粗車、半精車Φ186端面、Φ70端面；粗車、半精車Φ116環(huán)形槽；精車Φ186端面
工序04：粗銑、半精銑、精銑基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽
工序05：擴(kuò)、鉸Φ35孔、Φ29孔
工序06：鉆2-Φ13孔
工序07：銑1323620槽
工序08：銑R17弧形槽
工序09：粗銑、半精銑、精銑四周面
工序10：粗銑、半精銑、精銑刻線表面
工序11：磨Φ188外圓連接部分、刻線表面
工序12：刻線寬0.2、深0.1
工序13：去毛刺
工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序15：入庫(kù)
對(duì)上述兩種方案進(jìn)行比較，我們發(fā)現(xiàn)方案一與方案二不同在于燕尾槽加工，一先一后，由基準(zhǔn)的選擇原則（基準(zhǔn)先行）知，方案一較為合理。
具體的加工路線如下
工序01：鑄造
工序02：人工時(shí)效
工序03：粗銑、半精銑、精銑基準(zhǔn)面A和其一側(cè)的階梯面及燕尾槽
工序04：粗車、半精車Φ186外圓面、Φ70外圓面；粗車、半精車Φ186端面、Φ70端面；粗車、半精車Φ116環(huán)形槽；精車Φ186端面
工序05：擴(kuò)、鉸Φ35孔、Φ29孔
工序06：鉆2-Φ13孔
工序07：銑1323620槽
工序08：銑R17弧形槽
工序09：粗銑、半精銑、精銑四周面
工序10：粗銑、半精銑、精銑刻線表面
工序11：磨Φ188外圓連接部分、刻線表面
工序12：刻線寬0.2、深0.1
工序13：去毛刺
工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序15：入庫(kù)
三、 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師分配，決定設(shè)計(jì)工序06：鉆2-Φ13孔的鉆床夾具
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆孔，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。我們采用已經(jīng)加工好的燕尾槽及基準(zhǔn)面A來定位。
3.2 夾具的設(shè)計(jì)
3.2.1基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。選擇已經(jīng)加工好的燕尾槽及基準(zhǔn)面A來定位，夾緊則是由螺母、心軸、快換墊圈等組成的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。
3.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 式（5-2）
鉆削力矩 式（5-3）
式中：
代入公式（5-2）和（5-3）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.2.3 定位誤差分析
一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。
已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。
3.2.4 鉆套設(shè)計(jì)
鉆2-Φ13孔，中大批量生產(chǎn)，故采用可換鉆套，以便鉆套磨損后，可迅速更換。
可換鉆套圖如下：
鉆套尺寸如下圖：
3.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊方式。本工序?yàn)殂@切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
夾具裝配圖附圖如下
夾具體附圖如下
總 結(jié)
課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
致 謝
這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。
這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻(xiàn)
1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年
3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年
4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年
5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月
6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年
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