前 言機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(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)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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。在機械制造的機械加工、檢驗、裝配、焊接和熱處理等冷熱工藝工程中，使用著大量的夾具。而機床夾具是在機床上用以準確、迅速地安裝工件或刀具，從而保證工件與刀具間正確相對位置的一種工藝裝備。一臺結(jié)構(gòu)相同、要求相同的機器，或者具有相同要求的機器零件，均可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最合理的。人們把合理工藝過程的有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件的形式，用以知道生產(chǎn)，這些工藝文件即稱為工藝規(guī)程。經(jīng)審定批準的工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要文件，生產(chǎn)人員必須嚴格執(zhí)行。在機床上加工工件是，為了保證加工精度，必須正確安置工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置，這一過程稱之為“定位”。為了不因受切削力、慣性力、重力等外力作用而破壞工件已定的正確位置，還必須對其施加一定的夾緊力，這一過程稱之為“夾緊”。定位和夾緊全過程稱為“安裝”。在機床上用來完成工件安裝任務(wù)的重要工藝裝備，就是各類夾具中應(yīng)用最為廣泛的“機床夾具”。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。 目 錄 前言1、 零件分析32、 加工工藝設(shè)計41 毛坯的選擇2 基準的選擇3 工件表面加工方法的選擇4 制定工藝路線5 工藝方案的比較和分析6 選擇加工設(shè)備及工藝裝備7 確定切削用量及基本工時8 填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡3、 銑床夾具設(shè)計12結(jié)束語19參考文獻20一、 零件分析1、 零件的作用題目中的零件為轉(zhuǎn)向撥叉，他是通過扳手扣住左端的方形塊，將導(dǎo)向杠桿裝入6 mm的孔內(nèi)，搬動扳手，控制杠桿在機器中的位置，調(diào)整好位置后，用M10的螺母將其固定，同而能達到緊固的作用。2、 零件的工藝分析該轉(zhuǎn)向共有7處需要加工，根據(jù)加工表面之間的關(guān)系，將其分為9道工序進行加工。轉(zhuǎn)向撥叉的6 mm與中心孔有平行度要求，18 mm的加工表面的粗糙度要求為0.8，故需要磨削加工。工件的基準為中心孔。經(jīng)過以上的分析，我們可先選定粗基準，加工出中心孔，然后借助專用夾具對其他加工表面進行加工，保證它們的位置精度。零件的具體尺寸見設(shè)計任務(wù)書。二、 加工工藝設(shè)計1、 毛坯的選擇零件材料是QT40-10。零件年產(chǎn)量是中批量,而且零件加工的輪廓尺寸不大,在考慮提高生產(chǎn)率保證加工精度后可采用鑄造成型。零件形狀并不復(fù)雜，因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔不鑄出。毛坯尺寸通過確定加工余量后再決定。2、 基準的選擇定位的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一。定位選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得宜提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正進行。1) 粗基準的選擇該零件的的定位基準是中心孔，故應(yīng)該將21軸作為粗基準，對軸的兩個端面進行加工。2) 精基準的選擇主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用中心孔定位。3、工件表面加工方法的選擇本零件的加工面有個通孔、端面、攻絲等，材料為QT40-10。參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表149、表148，表223等，其加工方法選擇如下：(1) 左右端面：公差等級為IT6IT8，采用锪平鉆中心孔的加工方法。(2) 6 mm內(nèi)孔：公差等級為IT7IT8，表面粗糙度為R3.2，采用鉆孔鉸孔的加工方法。(3) 18 mm軸：公差等級為IT8IT9，表面粗糙度為R0.8，采用粗車精車磨削的加工方法。(4) 邊長為12 mm的方形塊：公差等級IT7IT8，表面粗糙度為R3.2，采用在車床尾座上加轉(zhuǎn)頭的加工方法。(5) M10螺紋孔：公差等級為IT8IT9，采用搖臂鉆床鉆孔并機動攻絲的加工方法。4、制定工藝路線制定工藝路線應(yīng)該使零件的加工精度（尺寸精度、形狀精度、位置精度）和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以志用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還有，應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。1) 工藝路線一工序 鉆中心孔B3。工序 粗車18 mm的軸。工序 粗、精銑66mm孔的端面。工序 鉆孔6 mm，長度為9.5 mm，掉頭，鉆令一個6 mm的孔。工序 粗、精銑直徑為12 mm的方形塊。工序 粗車10 mm的軸。工序 攻M10的螺紋。工序 磨18 mm的軸。2) 工藝路線方案二工序 锪平軸的兩個斷面并鉆中心孔。工序 粗、精銑6 mm孔的端面。工序 鉆兩個6 mm的孔。工序 擴兩個6 mm的孔。工序 粗車18 mm的軸。工序 粗、精銑直徑為12 mm的方形塊工序 粗車10 mm的軸，并攻M10的螺紋。工序 磨18 mm的軸。3) 工藝路線方案三工序 锪平軸的兩個斷面并鉆中心孔。工序 粗、精銑14 mm軸的端面。工序 鉆、精鉸兩個6 mm的孔。工序 粗、精車18 mm的軸，精車14 mm的退刀槽。工序 車15mm和15mm的軸，并攻M10的螺紋。工序 精銑直徑為12 mm的方形塊。工序 磨18 mm的軸。工序 鉗工去毛刺。工序 檢驗入庫。5、工藝方案的比較和分析上述三種工藝方案的特點在于：方案一，其中的第四步，他要求在鉆孔的時候換刀，這樣不能保證兩孔的同軸度，所以不能采用此方案；方案二，他的第三個和第四個工序，在完成同一個加工時進行兩次裝夾，也同樣保證不了他的加工精度；而方案三，他綜合了一和二的優(yōu)點，并且舍棄一和二的缺點，這樣就可以保證零件的加工要求。因此決定選擇方案三作為加工工藝路線比較合理。6、選擇加工設(shè)備及工藝裝備(1) 根據(jù)零件加工精度、輪廓尺寸和批量等因素，合理確定機床種類及規(guī)格。(2) 根據(jù)質(zhì)量、效率和經(jīng)濟性選擇夾具種類和數(shù)量。(3) 根據(jù)工件材料和切削用量以及生產(chǎn)率的要求，選擇刀具，應(yīng)注意盡量選擇標準刀具。(4) 根據(jù)批量及加工精度選擇量具。由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床為主，輻以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 選擇機床l A、工序、：是粗銑和精銑工序，因本零件外輪廓尺寸不大，精度要求不是很高，故選用X62W立式銑床；l B、工序、 ：是粗車和精車，其回轉(zhuǎn)半徑不是很打，可選用CA6140臥式車床；l C、工序、：是鉆孔工序，選用立式鉆床加工，故選用Z535搖臂鉆床；l D、工序：是磨削18 mm的軸，故選用M115W磨床。選擇夾具本零件除第一工序加工時需要三抓卡盤，其他各工序均需要獨立設(shè)計專用夾具。選擇刀具A、锪平左右兩端面時，锪刀選錐柄锪鉆，其直徑為22 mm。B、鉆中心孔時，需要選擇B3的中心孔鉆頭。C、鉆18 mm軸時，選用車床進行車削，選用YT15外圓車刀。D、鉆6 mm孔時，由于精度的要求，需要進行兩次鉆削，故選用圓錐麻花鉆，其直徑分別為為5.8 mm和6 mm。E、銑6 mm軸端面時，選用不重磨硬質(zhì)合金刀片套式面銑刀，其直徑為100 mm。F、銑15 mm方形軸時，選用不重磨硬質(zhì)合金刀片套式面銑刀，其直徑為100 mm。G、磨18 mm軸端面時，選用GP46ZR1A6P 350X40X127。H、車M10螺紋時，選用車床專用螺紋刀。選擇量具本零件屬大量生產(chǎn)，一般均采用量具，選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量具的測量方法極限誤差選擇。A、選擇加工孔用量具，可選內(nèi)徑百分尺，選分度值為0.01mm。B、選擇加工槽用量具，可選用分度值為0.02mm,測量范圍為0150mm游標尺進行測量。C、選擇加工螺紋用量具，可選用螺紋塞規(guī)，選分度值為0.01mm。7、 確定切削用量及基本工時 工序：粗，精銑14mm端面。 1)粗銑14mm端面 af=0.15 mm/齒 (表329) v=0.45 m/s (27m/min) (表332) 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=100mm,齒數(shù) Z=8 ns=1.43 r/s (86 r/min) 按機床選取 nw =1.58 r/s (95r/min) (表417) 所以實際切削速度為 v= = 0.55 m/s 切削工時 ： （表417） l1 =100 mm l2=2 mm l=82 mm tm=196 s (3.3 min) 2)精銑14mm端面 af=0.15 mm/齒 (表329) v=0.45 m/s (27m/min) (表332) 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=100mm,齒數(shù) Z=8 ns=1.43 r/s (86 r/min) 按機床選取 nw =1.58 r/s (95r/min) (表417) 所以實際切削速度為 v= = 0.55 m/s 切削工時 ： （表417） l1 =100 mm l2=2 mm l=82 mm tm=196 s (3.3 min)工序：粗，精銑14mm端面。 1)鉆5.8 mm孔 f=0.43mm/r0.75=0.639 mm/r (表338) 取 f=0.3 mm/r (表45) v=0.25=0.25 m/s (15 m/min) (表342) n=3.18 r/s (191 r/min) (表354) 按機床選取 nw =3.33 r/s (200 r/min) (表417) 所以實際切削速度為 v=0.26 m/s (6 m/min) 切削工時 ： （表417） l = 81 mm l1=3 mm l2=1 mm tm=（l+l1+l2）/nwf= 85.1 s (1.42 min)2)擴孔至6mm f=0.70.751.2=0.63 mm/r 取 f=0.6 mm/r v=0.250.5=0.125m/s (7.5m/min) nw=6.67 r/s (400 r/min) （表45） 所以實際切削速度為 v=0.126 m/s (7.58 m/min) 切削工時 ： （表71） l = 81 mm l1 = 2 mm l2=1 mm tm=（l+l1+l2）/nwf=21 s (0.35min)其余時間定額計算略。8、填寫機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡(1) 工藝過程綜合卡片簡要寫明各道工序，作為生產(chǎn)管理使用。(2) 工藝卡片詳細說明整個工藝過程，作為指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助管理人員、技術(shù)人員掌握整個零件加工過程的一種工藝文件，除 寫明工序內(nèi)容外，還應(yīng)填寫工序所采用的切削用量和工裝設(shè)備名稱、代號等。(3) 工序卡片用于指導(dǎo)工人進行生產(chǎn)的更為詳細的工藝文件，在大批量生產(chǎn)的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序才使用。簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達。簡圖也可以只畫出與加工部位有關(guān)的局部視圖，除加工面、定位面夾緊面、主要輪廓面，其余線條可省略，以必需、明了為度。被加工表面用粗實線（或紅線）表示，其余均用細實線。應(yīng)標明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。定位、夾緊表面應(yīng)以規(guī)定的符號標明。 工藝文件詳見表(4) 檢驗工序卡片通過簡單的視圖表達檢驗方法，并用文字表達檢驗步驟，最后進行誤差分析。三、 銑床夾具設(shè)計1、機床夾具設(shè)計的基本要求和一般步驟(1) 對專用夾具的基本要求保證工件的加工精度專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。提高生產(chǎn)效率應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。使用性好專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。經(jīng)濟性好除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標準化程度高、成本低廉外。還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。(2) 專用夾具設(shè)計步驟明確設(shè)計任務(wù)與收集設(shè)計資料夾具設(shè)計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序圖、工藝規(guī)程和設(shè)計任務(wù)書，對工件進行工藝分析。其內(nèi)容主要是了解工件的結(jié)構(gòu)特點、材料；確定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基準和夾緊表面及所用的機床、刀具、量具等。其次是根據(jù)設(shè)計任務(wù)收集有關(guān)資料，如機床的技術(shù)參數(shù)，夾具零部件的國家標準、部頒標準和廠訂標準，各類夾具圖冊、夾具設(shè)計手冊等，還可收集一些同類夾具的設(shè)計圖樣，并了解該廠的工裝制造水平，以供參考。擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖、確定工件的定位方案，設(shè)計定位裝置。、確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置。、確定對刀或?qū)蚍桨?，設(shè)計對刀或?qū)蜓b置。、確定夾具與機床的連接方式，設(shè)計連接元件及安裝基面。、確定和設(shè)計其它裝置及元件的結(jié)構(gòu)形式。如分度裝置、預(yù)定位裝置及吊裝元件等。、確定夾具體的結(jié)構(gòu)形式及夾具在機床上的安裝方式。、繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差及技術(shù)要求。2、進行必要的分析計算工件的加工精度較高時，應(yīng)進行工件加工精度分析。有動力裝置的夾具，需計算夾緊力。當有幾種夾具方案時，可進行經(jīng)濟分析，選用經(jīng)濟效益較高的方案。3、審查方案與改進設(shè)計夾具草圖畫出后，應(yīng)征求有關(guān)人員的意見，并送有關(guān)部門審查，然后根據(jù)根據(jù)他們的意見對夾具方案作進一步修改。4、繪制夾具裝配總圖夾具的總裝配圖應(yīng)按國家制圖標準繪制。繪圖比例盡量采用1：1。主視圖按夾具面對操作者的方向繪制。總圖應(yīng)把夾具的工作原理、個種裝置的結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系表達清楚。夾具總圖繪制次序如下：用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面繪制在各個視圖的合適位置上。在總圖中，工件可看作透明體，不遮擋后面夾具上的線條。依次繪出定位裝置、夾緊裝置、對刀或?qū)蜓b置、其它裝置、夾具體及連接元件和安裝基面。標注必要的尺寸、公差和技術(shù)要求。編制夾具明細表及標題欄。主視圖 左視圖俯視圖5、繪制夾具零件圖夾具中的非標準零件均要畫零件圖，并按夾具總圖的要求，確定零件的尺寸、公差及技術(shù)要求。夾具零件圖如下圖所示6、銑床專用夾具設(shè)計(1) 夾具的組成：定位部分、夾緊部分、對刀部分、導(dǎo)向部分、支撐部分和輔助部分。(2) 工件定位的基本要求 位置正確； 位置準確。(3) 如下圖所示，加工上表面是以下表面為基準進行定位，然后進行夾緊。(4) 工件以平面定位工件以平面定位時，一個平面上一般最多布置三個支撐點。這種情況通常適用于工件定位面相對工件總尺寸較大，并且被加工表面與該平面有尺寸精度和位置精度要求時。當工件定位面較工件總尺寸狹長，又要求限制一個轉(zhuǎn)動自由度，并且在一個方向上與被加工表面有尺寸和位置精度要求時，往往布置兩個支撐點。當工件定位面相對工件總尺寸很小，并且在一個方向上與被加工表面有位置尺寸精度要求時，往往只布置一個定位支撐點。工件以平面進行定位時，其定位元件有如下四種型式：固定支承、調(diào)節(jié)支承、浮動支承和輔助支承。其中，固定支承常有兩種：支承釘和支承板。選用工件以平面定位的定位元件時，應(yīng)注意定位平面的精度。精度越低，則接觸面積應(yīng)越小。因此，以毛基面或粗基面定位時，可采用支承釘；以精基面、特別是以大的精基面定位時，可采用支承板。(5) 擬訂定位方案定位方案 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案如下：以中心孔作為定位基準，限制了X、Y、Z軸移動、X軸旋轉(zhuǎn)、Y軸旋轉(zhuǎn)三個自由度；用一個銷釘限制工件的Z軸旋轉(zhuǎn)。從而限制了工件的六個自由度，根據(jù)“六點定位原理”，此工件在空間的位置唯一確定了。經(jīng)過分析，得出如下結(jié)果：定位誤差計算因為工件和夾具定位元件均有制造誤差，所以一批工件在夾具中地位后的位置將是變動的，即存在定位誤差。一批工件由于在夾具中定位而使得工序基準在沿工序尺寸方向上產(chǎn)生了位移，其可能最大的位移量叫做該工序尺寸的定位誤差，用符號表示。產(chǎn)生定位誤差的原因有如下兩方面：定位基準與工序基準不重合、定位基準位移。工件以平面定位時的定位誤差：基準位移誤差：因為定位元件的形狀以及定位元件各表面間的位置精度較高，因此在計算工件以平面定位的基準位移誤差時，通?？梢院雎运鼈兊挠绊憽；鶞什恢睾险`差：可用作圖法求出因定位基準與工序基準不重合而引起工序基準在沿工序尺寸方向上的兩個極限位置，這兩個極限位置間距離之差及時基準不重合誤差。或者利用尺寸鏈原理，求各基準尺寸誤差之和，即為基準不重合誤差?？偟亩ㄎ徽`差應(yīng)為基準位移誤差與基準不重合誤差之和。由于零件是以平面為基準定位，因此在銑削時會產(chǎn)生直線位移誤差。由于誤差對銑削平面的影響很小，可忽略不計。(6) 夾緊裝置的設(shè)計夾緊裝置是夾具的重要組成部分，用于防止工件在切削力、自重及慣性力等作用下產(chǎn)生移動或振動，即保持工件定位后的正確位置。夾緊裝置大體分為動力裝置和夾緊機構(gòu)，夾緊機構(gòu)又可分為中間機構(gòu)和夾緊元件。螺紋夾緊機構(gòu)由于具有結(jié)果簡單，制造方便，夾緊行程不受限制，且夾緊可靠等優(yōu)點。雖夾緊動作緩慢，可采用一些結(jié)構(gòu)提高夾緊速度，因此應(yīng)用廣泛。螺旋壓板夾緊是一種應(yīng)用最為廣泛的夾緊機構(gòu)，其種類很多，有移動式壓板、回轉(zhuǎn)式壓板、掀開式壓板等等。(7) 對刀裝置的設(shè)計在銑床夾具和刨床夾具中通常采用對刀裝置，