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序言
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)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)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)自己末來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。
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，主要起換擋，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。
（二）零件的工藝分析
撥叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對(duì)精度要求也很高。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
（三）零件的工藝要求
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。
其加工有四組加工：內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲。
（1）．以為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽，槽數(shù)為6個(gè)，其粗糙度要求是底邊，側(cè)邊，內(nèi)孔粗糙度。
（2）．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。
（3）．第三組為粗精銑18H11底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，槽底的表面粗糙度要求是。
（4）．鉆并攻絲2-M8。
（四）毛坯的選擇
撥叉毛坯選擇金屬型澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。并且此零件為中批或大批生產(chǎn)。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
（一）工藝加工過程
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內(nèi)花鍵和槽系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證內(nèi)花鍵的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉來(lái)說(shuō)，加工過程中的主要問題是保證內(nèi)花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內(nèi)花鍵和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。
由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。
（二）確定各表面加工方案
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于設(shè)計(jì)撥叉的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。
1、在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素
（1）．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。
（2）．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。
（3）．考慮被加工材料的性質(zhì)。
（4）．考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
（5）．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。
2、上端面與孔的加工
（1）．查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表5-3《平面加工方案》可以確定，上端面的加工方案為：粗銑——精銑，經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)，加工表面粗糙度為6.3~0.8um，適用于一般不淬硬的平面（端銑的粗糙度可以較?。?。
（2）．加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔加工
查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表5-2《孔加工方案》，由于預(yù)制孔的精度為H12，所以確定預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度，所以，在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。
（3）．內(nèi)花鍵的加工
通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時(shí)也能保證預(yù)制孔表面精度。
（4）．2-M8螺紋孔的加工
加工方案為：鉆，攻絲。
（三）確定定位基準(zhǔn)
1、粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
（2）．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
（3）．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4）．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
（5）．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇撥叉的后端面作為撥叉加工粗基準(zhǔn)。
2、精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)選擇的原則
（1）．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
（2）．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
（3）．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，它的內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。
選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。
（四）工藝路線的擬訂
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是：先加工預(yù)制孔，再以預(yù)制孔定位粗、精加工撥叉上端面、底槽、M8螺紋孔及錐孔。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
1、工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
（1）．工序分散原則
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
（2）．工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2、工序的集中與分散
制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
（1）．工序集中的特點(diǎn)
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
（2）．工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
3、加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：
（1）．粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra=80~100μm。
（2）．半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra=10~1.25μm。
（3）．精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
（4）．光整加工階段
對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
4、加工工藝路線方案的比較
在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表：
表1.1加工工藝路線方案比較表
工序號(hào)
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
工序內(nèi)容
定位基準(zhǔn)
010
前后端面
底面和側(cè)面
前后端面
底面和側(cè)面
020
鉆預(yù)制孔
底面和側(cè)面
鉆預(yù)制孔
底面和側(cè)面
030
粗、精銑上端面
已加工預(yù)制孔和側(cè)面
拉內(nèi)花鍵
25H7
已加工預(yù)制孔和側(cè)面
040
粗、精銑18H11底槽
已加工預(yù)制孔和側(cè)面
粗、精銑18H11底槽
內(nèi)花鍵和側(cè)面
050
鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲
已加工預(yù)制孔和側(cè)面
粗、精銑上端面
內(nèi)花鍵和側(cè)面
060
拉內(nèi)花鍵
25H7
已加工預(yù)制孔和側(cè)面
鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲
內(nèi)花鍵和側(cè)面
070
去毛刺，清洗
去毛刺，清洗
080
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)
加工工藝路線方案的論證：
方案Ⅰ、Ⅱ主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時(shí)，所選定位基準(zhǔn)不同，方案Ⅰ選用預(yù)制孔為主要定位基準(zhǔn)，方案Ⅱ選用花鍵作主要定位基準(zhǔn)，考慮到花鍵的加工精度最高，并且防止鉆孔時(shí)對(duì)花鍵的表面精度有所損壞，所以選擇第一種加工方案。
由以上分析：方案Ⅰ為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：
表1.2加工工藝過程表
工序號(hào)
工 種
工作內(nèi)容
說(shuō) 明
010
鑄造
金屬型澆鑄
鑄件毛坯尺寸：
長(zhǎng)： 寬： 高：
預(yù)制孔、底槽不鑄出
020
熱處理
退火
去應(yīng)力退火
030
銑
前后端面
專用夾具裝夾；
立式升降臺(tái)銑床（X5032）
040
鉆
鉆預(yù)制孔
專用夾具裝夾；立式鉆床（）
050
銑
粗、精銑上端面
專用夾具裝夾；
立式升降臺(tái)銑床（X5032）
060
銑
銑底槽18H11，深35mm
專用夾具裝夾；
立式升降臺(tái)銑床（X5032）
070
鉆、鉸、攻絲
鉆通孔6.7mm
攻M8螺紋
專用夾具裝夾；
搖臂鉆床
組合攻絲機(jī)
080
拉
拉內(nèi)花鍵
專用夾具裝夾；
臥式拉床（L6120）
090
去毛刺
清洗
100
檢驗(yàn)
入庫(kù)
（五）撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
撥叉的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是HT200，生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
1、毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
（1）．撥叉為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
①、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。
②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖棱、尖角。
③、鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、型芯。并便于起模。
④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。
⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。
（2）．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：
①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。
③、便于裝夾、加工和檢查。
④、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。
在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
2、撥叉的偏差計(jì)算
（1）預(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計(jì)算
加工預(yù)制孔時(shí)，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸，預(yù)制孔尺寸，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.7~0.8mm，取0.8mm，即預(yù)制孔加工到，一次拉削到設(shè)計(jì)要求，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.12-11，得花鍵偏差為
（2）．撥叉上端面的偏差及加工余量計(jì)算
根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為0.1mm。
（3）．18H11（）槽偏差及加工余量：
鑄造時(shí)槽沒鑄出，參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表21-5，得粗銑其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[1]表21-5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。
粗銑兩邊工序尺寸為：；
粗銑后毛坯最大尺寸為：；
粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm；
粗銑槽底工序尺寸為：33mm；
精銑兩邊工序尺寸為：，已達(dá)到其加工要求：。
（4）、2-M8螺紋偏差及加工余量：
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互換性與技術(shù)測(cè)量》表1-8，可以查得：
鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為：
加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲
鉆孔：
攻絲：攻2-M8螺紋孔。
（六）確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序1：銑削前后端面
機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（X5032）
刀具：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表10-40，選高速鋼鑲齒套式面銑刀，加工到前后端面的距離為80mm。
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表14-69， 取。
銑削速度：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表14-71得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
前端面被切削長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知：
前端面的刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù):1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
后端面被切削長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知：
后端面的刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)：2
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
工序2：鉆預(yù)制孔
機(jī)床：立式鉆床
刀具：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.3-9，選高速鋼直柄長(zhǎng)麻花鉆，鉆預(yù)制孔到。
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-2，取
切削速度：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表14-36，得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-36，取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序3：粗、精銑上端面
機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床
刀具：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表10-40，選高速鋼鑲齒套式面銑刀，加工到前后端面的距離為80mm。，規(guī)格為：，齒數(shù)為10齒。
（1）、粗銑上端面
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表14-69， 取。
銑削速度：查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表14-71得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2．精銑上端面
切削深度：
根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)》 表11-94 查得切削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序4：粗、精銑18H11底槽
機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床
刀具：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為18齒。
（1）、粗銑16槽
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-75，得，取。
銑削速度：查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表30-33，得
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)1次
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2．精銑18槽
切削深度：
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度，
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
，
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
=81mm
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序5：鉆孔并攻絲
機(jī)床：搖臂鉆床
刀具：根據(jù)參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。
1．鉆孔
鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。
鉆削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-38，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：
，
按照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-31取
所以實(shí)際切削速度：
切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個(gè)
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2．攻2-M8螺紋通孔
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：，加工數(shù)為2
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：。
工序6：拉內(nèi)花鍵
機(jī)床：臥式拉床L6120。
刀具：查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長(zhǎng)度大于30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計(jì)見拉刀設(shè)計(jì)）。
拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.116~0.08，取。
拉削工件長(zhǎng)度：；
拉刀長(zhǎng)度：（見拉刀設(shè)計(jì)）；
拉刀切出長(zhǎng)度=5~10mm，取。
走刀次數(shù)一次。
根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-20獲得），得機(jī)動(dòng)時(shí)間
15
設(shè)計(jì)任務(wù)書
班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)：15
課程名稱: 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)
題 目：撥叉（CA6140車床）18H11槽精銑夾具
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、完成撥叉（CA6140車床）工件的 18H11槽精銑 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(shuō)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(shuō)明書15頁(yè)。
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(shuō)明書編寫。
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：
教研室主任：
《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
撥叉（CA6140車床）工件的18H11精銑槽專用夾具
三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與基本要求
（一）內(nèi)容
1、完成撥叉（CA6140車床）工件的18H11精銑槽專用夾具總裝配圖。
2、完成18H11精銑槽專用夾具部分零件工作圖。
3、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)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(shuō)明書19頁(yè)。
（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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
4、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書力求用工程術(shù)語(yǔ)，簡(jiǎn)明扼要，計(jì)算合理、準(zhǔn)確，表達(dá)清晰，文字通順簡(jiǎn)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(shuō)明書。
課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：
教研室主任：
前言 2
1.產(chǎn)前準(zhǔn)備 3
1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng) 3
1.2生產(chǎn)條件 3
1.3零件工藝分析 4
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.1定位機(jī)構(gòu) 6
2.2夾緊機(jī)構(gòu) 7
2.3機(jī)床夾具的總體形式 9
2.4.1確定夾具體： 9
2.4.2確定聯(lián)接體： 9
2.4.3夾具體的總體設(shè)計(jì)圖: 10
2.5繪制夾具零件圖 10
2.6 繪制夾具裝配圖 11
3.定位誤差設(shè)計(jì) 14
3.1誤差分析 14
3.1.1定位誤差 14
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因 14
3.2定位誤差的計(jì)算 15
結(jié)論 16
致謝 17
參考文獻(xiàn) 18
前言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（或機(jī)械工程及自動(dòng)化）專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是決定機(jī)械性能的最主要因素。由于各產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械的性能要求不同而有許多專業(yè)性的機(jī)械設(shè)計(jì)。
在機(jī)械制造廠的生產(chǎn)過程中,用來(lái)安裝工件使之固定在正確位置上,完成其切削加工 、檢驗(yàn)、裝配、焊接等工作,所使用的工藝裝備統(tǒng)稱為夾具。如機(jī)床夾具、檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
機(jī)床夾具的作用可歸納為以下四個(gè)方面：
1.保證加工精度 機(jī)床夾具可準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，可以保證加工精度。
2.提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。
3.減少勞動(dòng)強(qiáng)度 采用機(jī)械、氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊機(jī)構(gòu)，可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，例如在臥式車床刀架處安裝鏜孔夾具，可對(duì)箱體孔進(jìn)行鏜孔加工。
機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的在于：
1.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)以及其他先修課程的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問題的能力，通過課設(shè)訓(xùn)練可以鞏固、加深有關(guān)機(jī)械課設(shè)方面的理論知識(shí)。
2.學(xué)習(xí)和掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，為以后的專業(yè)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。
3.使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范手冊(cè)、圖冊(cè)和查詢有關(guān)設(shè)計(jì)資料的能力。
我國(guó)的裝備制造業(yè)盡管已有一定的基礎(chǔ)，規(guī)模也不小，實(shí)力較其它發(fā)展中國(guó)家雄厚。但畢竟技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，滯后于制造業(yè)發(fā)展的需要。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國(guó)從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)建設(shè)成為一個(gè)制造強(qiáng)國(guó)，成為世界級(jí)制造業(yè)基礎(chǔ)地之一。
1.產(chǎn)前準(zhǔn)備
1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)
工件的年生產(chǎn)量是確定機(jī)床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機(jī)動(dòng)夾緊或自動(dòng)化程度較高的設(shè)計(jì)方案，采用此方案時(shí)，機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動(dòng)夾緊的設(shè)計(jì)方案，以減小機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。如5萬(wàn)件以上夾具復(fù)雜用全自動(dòng)化的設(shè)備，5000件小批量生產(chǎn)用手動(dòng)設(shè)備。
1.2生產(chǎn)條件
1、臥式銑床：X6012、X60（6H80Γ）、X60W（6H80）、X602、X61（6H81Γ）、X6H81、X6030、X6130、X2、（6H82Γ）、X62W（6H82）、X6232、X6232A、X63、（6H83Γ）X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。
2、立式銑床：X50、X51（6H11）、X52、X52k（6H12）、X53、X53k（6H13）、X53T（FA5V）、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П，F(xiàn)YA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、ΓФ300、ΓФ173M-12。
3、數(shù)控立式銑床：XsK5040Ⅲ。
4、鍵槽銑床：x920（692A）、4205、XZ9006、ДФ60A。
5、萬(wàn)能工具銑：x8119（678M）、x8126（679）、x8140、680。 一、認(rèn)真執(zhí)行《金屬切削機(jī)床通用操作規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。
（1）臺(tái)式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。
（2）懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動(dòng)。
（3）滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動(dòng)，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動(dòng)。
（4）龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動(dòng)。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動(dòng)，工作臺(tái)可沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)。用于大件加工。
（5）平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，主軸可軸向移動(dòng)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。
（6）仿形銑床：對(duì)工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。
（7）升降臺(tái)銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動(dòng)的升降臺(tái)的銑床，通常安裝在升降臺(tái)上的工作臺(tái)和滑鞍可分別作縱向、橫向移動(dòng)。
（8）搖臂銑床
搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動(dòng)，銑頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。
（9）床身式銑床：工作臺(tái)不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動(dòng)，銑頭或立柱可作垂直移動(dòng)的銑床。
1.3零件工藝分析
本次課設(shè)是要為此圖1-3-1中的槽的夾具，最終實(shí)現(xiàn)將工件定位，更加精確和方便的完成銑漕工作，并保證能夾緊工件，夾緊力要適中，不要使工件變形，又能保證工件所要求的加工精度。
零件圖標(biāo)出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等總體要求，它決定了工件在機(jī)床夾具中的放置方法，是設(shè)計(jì)機(jī)床夾具總體結(jié)構(gòu)的依據(jù),本工件放置方法應(yīng)如圖1-3-1所示。工序圖給出了零件本工序的工序基準(zhǔn)、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夾緊原理方案。工件的工序基準(zhǔn)、已加工表面決定了機(jī)床夾具的方位方案，如選用平面定位、孔定位以及外圓面定位等；定位方案的選擇依據(jù)六點(diǎn)定位原理和采用的機(jī)床加工方法，定位方案不一定要定六個(gè)自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是選擇機(jī)床、刀具的依據(jù)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要依據(jù)零件的外型尺寸，選擇合適的定位點(diǎn)，確保夾緊力安全、可靠同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)不能與刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡相沖突。
2.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1定位機(jī)構(gòu)
圖2-1-1長(zhǎng)銷和大平面
在夾具設(shè)計(jì)中，定位方案不合理，工件的加工精度就無(wú)法保證。工作定位方案的確定是夾具設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。
根據(jù)工序圖給出的定位元件方案，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正確選擇定位元件或定位的組合。在機(jī)床夾具的使用過程中，工件的批量越大，定位元件的磨損越快，選用標(biāo)準(zhǔn)定位元件增加了夾具零件的互換性，方便機(jī)床夾具的維修和維護(hù)。
設(shè)計(jì)夾具是原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。無(wú)論是工藝基準(zhǔn)還是定為基準(zhǔn)，均應(yīng)符合六點(diǎn)定位原理。
由于該零件的加工是鉆2-φ8孔并以φ30孔內(nèi)表面作為定位面，屬孔定位類型，因此本次設(shè)計(jì)采用的定位機(jī)構(gòu)為圓柱銷與大平面相結(jié)合。圓柱銷定位的形式很多，短圓柱銷定位限制Y，Z方向的移動(dòng)，限制兩個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷定位限制工件的Y，Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，限制四個(gè)自由度；兩個(gè)短圓柱銷與長(zhǎng)圓柱銷相同。大平面限制X，Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及Z方向的移動(dòng)。裝夾工件時(shí)，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件。本次設(shè)計(jì)的定位選用的是短銷與平面相結(jié)合，分別限制工件的X、Y方向的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。心軸定位的特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、夾緊可靠，自鎖性好，夾緊動(dòng)作慢、效率低。
2.2夾緊機(jī)構(gòu)
圖2-2-1工件放置方式
1.夾緊的目的：使工件在加工過程中保持已獲得的定位不被破壞，同時(shí)保證加工精度。
2 .夾緊力的方向的確定：
1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。
2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。
3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。
3 .夾緊力的作用點(diǎn)的選擇：
1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)與支承點(diǎn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”對(duì)應(yīng)，或在支承點(diǎn)確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。
2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。
3）夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。
4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。
4. 選擇夾緊機(jī)構(gòu)：
設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：
1)夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。
2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。
3)夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)
4)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。
5)夾緊機(jī)構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。
6)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。
圖2-2-2夾緊機(jī)構(gòu)
選用壓板夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)對(duì)被加工工件進(jìn)行夾緊。
壓板夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便加緊可靠施力范圍大；②自鎖性能好操；③擴(kuò)力比80以上，行程S不受限制；④加緊工作慢，效力低。
2.3機(jī)床夾具的總體形式
機(jī)床夾具的總體形式一般應(yīng)根據(jù)工件的形狀、大小、加工內(nèi)容及選用機(jī)床等因素來(lái)確定。
夾具的組成歸納為：
1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。
2）夾緊元件及夾緊裝置 用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。
3）導(dǎo)向及對(duì)刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。
4） 動(dòng)力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動(dòng)、液動(dòng)等動(dòng)力裝置。
5） 夾具體用于將各種元件裝置連接在一體，并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī)床上。
6）其他元件及裝置 根據(jù)加工需要來(lái)設(shè)置的元件或裝置。
2.4.1確定夾具體：
夾具體上一般不設(shè)定位和定向裝置，特別是臺(tái)鉆、立鉆和搖臂鉆上使用時(shí)，但夾具體底板上一般都設(shè)有翻邊或留一些平臺(tái)面，以便夾具在機(jī)床工作臺(tái)上固定。夾具體一般是設(shè)計(jì)成平板式（有些夾具體鑄造成特殊形狀），保證具有足夠的剛性。它用來(lái)固定定位元件、加緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)接體，并于機(jī)床可靠聯(lián)接。
2.4.2確定聯(lián)接體：
聯(lián)接體是將導(dǎo)向裝置與夾具體聯(lián)接的工件，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮聯(lián)接體的剛性，合理布置聯(lián)接體的位置，給定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)留出空間。此夾具體的聯(lián)接裝置通過內(nèi)六角螺栓和圓柱銷來(lái)定位，考慮到剛性問題，在相對(duì)應(yīng)的位置上在用一個(gè)聯(lián)接體支承鉆套板，同樣用內(nèi)六角螺栓定位。
2.4.3夾具體的總體設(shè)計(jì)圖:
2.4.3總體設(shè)計(jì)圖
2.5繪制夾具零件圖
對(duì)裝配圖中需加工的零件圖均應(yīng)繪制零件圖，零件圖應(yīng)按制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制。視圖盡可能與裝配圖上的位置一致。
1.零件圖盡可能按1:1.5繪制。
2.零件圖上的尺寸公差、形位公差、技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)裝配圖上的配合種類、位置精度、技術(shù)要求而定。
3.零件的其他尺寸，如尺寸、形狀、位置、表面粗糙度等應(yīng)標(biāo)注完整。
4.零件圖名稱：
零件圖1壓板
零件圖2底座
2.6 繪制夾具裝配圖
1.裝配圖按1:1.5的比例繪制，用局部剖視圖完整清楚地表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理。
2.視工件為透明體，用雙點(diǎn)劃線畫出主要部分（如輪廓、定位面、夾緊面和加工表面）。畫出定位元件、夾緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向裝置的位置。
3.按夾緊狀態(tài)畫出夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)。
4.畫出夾具體及其它聯(lián)接用的元件（聯(lián)接體、螺釘?shù)龋瑢A具各組成元件聯(lián)成一體。
此機(jī)床夾具要用到的零件如下：
（1） 螺紋加緊機(jī)構(gòu)壓板
（2） 六角螺母-C級(jí)
（3） 雙頭螺柱
（4） 長(zhǎng)銷
（5 ）M8的錐螺紋
（6） 六角螺母-C級(jí)
（7）定位大平面
（8）套筒
（9）開口墊圈 8
（10）銷軸
（11）內(nèi)六角圓柱頭螺釘
（12）圓柱銷
（13）夾具體
（14）壓縮彈簧
5.標(biāo)注必要的尺寸、配合、公差等
(1)夾具的外形輪廓尺寸，所設(shè)計(jì)夾具的最大長(zhǎng)、寬、高尺寸。
(2)夾具與機(jī)床的聯(lián)系尺寸，即夾具在機(jī)床上的定位尺寸。如車床夾具的莫氏硬度、銑床夾具的對(duì)定裝置等。
(3)夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，如用對(duì)刀塊塞尺的尺寸、對(duì)刀塊表面到定位表面的尺寸及公差。
(4)夾具中所有有配合關(guān)系的元件間應(yīng)標(biāo)注尺寸和配合種類。
(5)各定位元件之間，定位元件與導(dǎo)向元件之間，各導(dǎo)向元件之間應(yīng)標(biāo)注裝配后的位置尺寸和形位公差。
6.夾具裝備圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求
(1)定位元件的定位面間相互位置精度。
(2)定位元件的定位表面與夾具安裝基面、定向基面間的相互位置精度。
(3)定位表面與導(dǎo)向元件工作面間的相互位置精度。
(4)各導(dǎo)向元件的工作面間的相互位置精度。
(5)夾具上有檢測(cè)基準(zhǔn)面的話，還應(yīng)標(biāo)注定位表面，導(dǎo)向工作面與該基準(zhǔn)面間的位置精度。
對(duì)于不同的機(jī)床夾具，對(duì)于夾具的具體結(jié)構(gòu)和使用要求，應(yīng)進(jìn)行具體分析，訂出具體的技術(shù)要求。設(shè)計(jì)中可以參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及同類的夾具圖樣資料。
7.對(duì)零件編號(hào)，填寫標(biāo)題欄和零件明細(xì)表：
每一個(gè)零件都必須有自己的編號(hào)，此編號(hào)是唯一的。在工廠的生產(chǎn)活動(dòng)中，生產(chǎn)部件按零件編號(hào)生產(chǎn)、查找工作。
完整填寫標(biāo)題欄，如裝配圖號(hào)、名稱、單位、設(shè)計(jì)者、比例等。
完整填寫明細(xì)表，一般來(lái)說(shuō)，加工工件填寫在明細(xì)表的下方，標(biāo)準(zhǔn)件、裝配件填寫在明細(xì)表的上方。注意，不能遺漏加工工件和標(biāo)準(zhǔn)件、配套件。
8.機(jī)床夾具應(yīng)滿足的基本要求包括下面幾方面：
1)保證加工精度 這是必須做到的最基本要求。其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)算。
2)夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng) 在大批量生產(chǎn)時(shí)，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力裝置，提高自動(dòng)化程度，符合生產(chǎn)節(jié)拍要求。在中、小批量生產(chǎn)時(shí)，夾具應(yīng)有一定的可調(diào)性，以適應(yīng)多品種工件的加工。
3)安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 機(jī)床夾具要有工作安全性考慮，必要時(shí)加保護(hù)裝置。要符合工人的操作位置和習(xí)慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產(chǎn)和工件笨重時(shí)，更需要減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
4)排屑順暢 機(jī)床夾具中積集切屑會(huì)影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。因此夾具設(shè)計(jì)中要給予排屑問題充分的重視。
5)機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要方便制造、檢測(cè)、調(diào)整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。
3.定位誤差設(shè)計(jì)
3.1誤差分析
3.1.1定位誤差
工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個(gè)方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：
1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。
2）夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，夾具相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差，也稱對(duì)定誤差。
3）加工過程中誤差，如機(jī)床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因引起的誤差。
其中定位誤差是指工序基準(zhǔn)在加工方向上的最大位置變動(dòng)量所引起愛的加工誤差。
3.1.2產(chǎn)生定位誤差的原因
1.基準(zhǔn)不重合來(lái)帶的定位誤差：
夾具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
2.間隙引起的定位誤差
在使用心軸、銷、定位套定位時(shí)，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準(zhǔn)產(chǎn)生定位誤差。
3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差
1）定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差。
2）導(dǎo)向元件、對(duì)刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn)生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差。
3）夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸或運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。
4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對(duì)刀元件、導(dǎo)向元件、定向元件等元件的磨損。
3.2定位誤差的計(jì)算
1.定位誤差，此項(xiàng)主要是定位孔∮30H7與定位銷∮30r6的間隙產(chǎn)生，最大間隙為-0.028mm。
2.鉆模板襯套中心與定位銷中心距誤差，裝配圖標(biāo)注尺寸為15.3±0.015mm，誤差為0.03mm。
3.鉆套與襯套的配合間隙，有∮18H7／h6可知最大間隙為0.024mm。
4.鉆套內(nèi)孔與外圓得同軸度誤差，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)鉆套，精度較高，此項(xiàng)可以忽 略。
5.鉆頭與鉆套間隙的間隙會(huì)引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出：
e=( H/2 + h + b )△max/H
e----刀具引偏量（mm）
H----鉆套導(dǎo)向高度（mm）
h----鉆套下斷面與工件間的空間高度（mm）
△max----刀具與鉆套的最大間隙
刀具與鉆套的配合為∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；將H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。
由于上述各項(xiàng)都是按最大誤差計(jì)算，實(shí)際上各項(xiàng)也不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：
該項(xiàng)誤差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。
結(jié)論
在這次歷時(shí)兩個(gè)禮拜的課程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。讓我認(rèn)識(shí)到了仔細(xì)認(rèn)真的重要性。
這次課程設(shè)計(jì)讓我們更能注意到細(xì)枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對(duì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時(shí)感覺到了細(xì)節(jié)的重要性。有時(shí)候我們我們錯(cuò)的并不是理論，而是我們很容易忽略的線型和該刪掉的線我們沒有刪掉。作為一個(gè)設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)掌握良好的專業(yè)知識(shí)，有一個(gè)認(rèn)真仔細(xì)的心態(tài)，還有有一個(gè)冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措
首先根據(jù)工件的加工要求，我選擇了鉆床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側(cè)端面，用長(zhǎng)銷小平面定五個(gè)自由度。雖然沒有滿足六個(gè)自由度的要求，但是不影響機(jī)床夾具的工作。因?yàn)楸患庸ぜ枰@2個(gè)孔不限制Z向的旋轉(zhuǎn)會(huì)增進(jìn)效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進(jìn)行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機(jī)床上，能更方便，準(zhǔn)確的進(jìn)行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機(jī)床夾具可以正常工作，此項(xiàng)設(shè)計(jì)方案可實(shí)施。通過精度驗(yàn)算可知，此項(xiàng)機(jī)床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。
在設(shè)計(jì)的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學(xué)到了不少東西。在一定程度上，使我對(duì)以前學(xué)習(xí)過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計(jì)是機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的、總結(jié)性的理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能的具體實(shí)踐過程。通過本次夾具設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容源于生產(chǎn)實(shí)踐，使得課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實(shí)際問題的能力。上學(xué)期在沈飛進(jìn)工廠實(shí)習(xí)或參觀的時(shí)候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，使我對(duì)夾具有了更深刻的認(rèn)識(shí)
我們?cè)谶@次的學(xué)習(xí)實(shí)踐中看到了自己的不足，同時(shí)發(fā)現(xiàn)到自己的一個(gè)不足，意味著我們成長(zhǎng)了一點(diǎn)，如果我們每天成長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn)，那么我們會(huì)穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。
致謝
為期兩周的課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就過去了。通過這兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，使我綜合的運(yùn)用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實(shí)踐中有很多的不足，自己知識(shí)中存在著很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論到實(shí)踐的能力還急需提高。
首先，感謝學(xué)校給我們提供這次難得的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，這讓我真切的體會(huì)到理論與實(shí)際相結(jié)合的意義，為我今后的機(jī)械制造技術(shù)設(shè)計(jì)思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(shè)計(jì)中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細(xì)節(jié)東西，感謝學(xué)校為我們提供的寶貴學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)！
我非常感謝我的指導(dǎo)教師張海華老師和張福老師。兩周來(lái)，我時(shí)刻體會(huì)著兩位老師嚴(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)，不論天氣有多么的炎熱，都會(huì)在我們身邊細(xì)心指導(dǎo)。在課外時(shí)間，我們不明白一些設(shè)計(jì)的問題和有關(guān)畫圖方面的問題時(shí)，每次去老師那里，老師都會(huì)在百忙之中給我們足夠的時(shí)間去問問題，有時(shí)還會(huì)和我坐下來(lái)一起討論設(shè)計(jì)的方案。當(dāng)我的提出的方案不是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的時(shí)候老師會(huì)細(xì)心講解給予更好的意見。整個(gè)過程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)下，我的課程設(shè)計(jì)才能順利進(jìn)行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學(xué)習(xí)上對(duì)我嚴(yán)格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導(dǎo)。
這次課程設(shè)計(jì)雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計(jì)還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設(shè)計(jì)，查詢資料得來(lái)的成果。在這次課程設(shè)計(jì)結(jié)束的時(shí)候，我感到有一種輕松感，不是因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)不用再做了，而是因?yàn)槲覐倪@次課程設(shè)計(jì)中獲得了知識(shí)，有所學(xué)、有所用。更加知道我們將來(lái)能做什么，會(huì)做什么，該做什么。讓我們對(duì)行業(yè)有了了解，讓我們對(duì)自己的未來(lái)有了規(guī)劃。
感謝兩位老師的細(xì)心指導(dǎo)！
參考文獻(xiàn)
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