1、1序言综合模块（机制工艺及夹具）课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的课程设计及未来从事的工作打下了良好的基础。全套图纸，加 153893706这次课程设计中，我所选的零件是“手柄” ，完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计。在加工时，零件的配合部分需进行精加工，保证其配合准确，提高车床的综合性能，又因为被加工零件的结构比较复杂，加
2、工难度大，需进行专用夹具的设计与装配。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。一、 零件的分析及生产类型的确定1、零件的生产类型2依设计题目知：Qn=5000 件/年；结合生产实际，备品率 和废品率 可以取为=5%, =0.5%。由此可得，该零件的生产纲领年件 /513 0.5%)(1 )5(0+) Qn=N查表可知其属轻型零件，生产类型为中大批量生产。二、 零件毛坯的设计1、 选择毛坯根据生产纲领可知，手柄属中大批量生产，零件形状为全圆柱体，可选零件材料为 45，毛坯制造选用铸造毛坯，这样毛坯与成品相似，加工方便，省工省料。为了提高生产率，铸造方法选用砂型铸造，且为
3、机器造型。 2、 确定毛坯尺寸适用于机械加工表面粗糙度 Ra 1.6 m。Ra 6.3 m 的表面，余量要适当增大。分析零件，各加工表面均为 Ra 1.6 m，因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。图 2：根据零件尺寸计算的毛坯尺寸三、 零件的加工工艺设计1、 定位基准的选择3本零件是不规则多孔零件体，其右端面是设计基准（亦是装配基准和测量基准） ，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选右端面为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。2、 零件表面加工方法的选择本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工，材料为 45。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择
4、如下：（1） 、右端面右端面为精基准加工其它表面，表面粗糙度为 Ra3.2 ，加工m方法为先粗车后精车。（2） 、左端面未注公差尺寸，根据 GB1800-79 规定其公差等级按 IT14，表面粗糙度为 Ra6.3 ，由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量，所m以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。（3）未注公差尺寸，根据 GB1800-79 规定其公差等级按 IT14，表面粗糙度为 Ra3.2 ，只需用 6mm 麻花钻直接在其位置钻孔即m可。（4） 、公差等级为 IT6，表面粗糙度为 Ra1.6，加工方法可采用粗车精车精磨。（5） 、4这两个孔用于联接油管，用于输通油液，密封性需要比较高。连结部分采用螺
5、纹联接。由于毛坯中这两孔是铸为实心，所以此部分的加工为先锪沉头孔，然后在其位置钻 13 孔，接着扩孔到 14 深 13mm。3、 拟订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使其零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序 机器砂型铸造毛坯；工序 检验，清砂；工序 热处理；工序 粗车外圆；工序 粗车左端面；工序 粗车右端面；工序 扩 6 孔；工序
6、 扩 2- 4 孔；工序 扩 10 孔；工序 精车外圆。工序 锪平 26；5工序 精车内孔 10；工序 精车内孔 13；工序 锐边倒角。工序 检验。4、工艺方案的比较与分析四、 是分散工序，工艺安排合理，能满足用通用机床加工并达到精度的要求，除了选择万能性通用机床加工外，还要设计一些专用夹具，提高加工要求和质量工序设计1、 选择加工设备与工艺装备（1） 、选择机床根据不同的工序选择机床。 工序、属于备坯阶段，不属于切削加工，由专门的 车间负责。 工序粗车左端面，选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140 型卧式车床加工。 工序先锪
7、 30 内孔面，再扩 38 内孔，精度要求不高，选用立式钻床进行加工。 工序6粗车 48 外圆柱面，在切退刀槽。加工中需要换刀具，刀架最好是换位的，所以选择 CA6140 最经济。 工序铰 38 内孔，内孔倒角，选钻床进行加工。 工序精车 48 外圆，选用 CA6140 进行加工。 工序钻 3- 9 通孔，由于是通孔，刀具进给深度可以不严格控制，在其位置钻通孔即可。选用立式加工中心，只要在专用夹具上设计好对刀块，然后执行程序就可以加工出 3 个 9 通孔了。 工序 x磨左端面，表面粗糙度 Ra1.6mm，没有要求与中心线的垂直度，所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。 工序、加工进（出）油口
8、孔，选用摇臂钻床进行加工。 工序精磨 48 外圆，公差等级为 IT6，表面粗糙度为 Ra1.6mm，精度要求比较高，所以这里选用外圆磨床进行加工。（2） 、选择夹具工序 选用三爪自定心卡盘。工序、 都选用专7用夹具。（3）选择刀具根据不同的工序选择刀具。在车床上加工的工序一般选用硬质合金车刀。切刀槽宜选用高速钢。为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀架。在钻床上机加工的工序麻花钻，锪头钻，倒孔钻等。（3） 选择量具 加工部分的量具工序 卡尺；工序 卡尺；工序 卡尺；工序 卡尺；工序 卡尺；工序 卡尺；工序 卡尺； ；工序 卡尺，螺纹塞规；工序 卡尺，螺纹塞规； 工序 千分尺。 检验部分的量具8
9、检查内容 测量工具砂眼、清砂是否干净、裂缝 观察表面及磁力探伤；轴向尺寸 卡尺；外圆径向尺寸 外径千分尺；角度 角度卡尺；孔内径 内径千分尺；检查粗糙度 专用仪器；检查配合表面精度 专用仪器。 确定工序尺寸根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：“手柄”零件材料为 45，毛坯的重量约为 1.1 千克。生产类型为中批或大批，采用机械砂型铸造毛坯。（1）、确定圆柱面的工序尺寸 38， 30， 11，3- 9 由于无特殊加工精度等，在满足其表面粗糙度
10、的条件下直接钻孔或扩孔来完成。外圆柱面 46h6 和 46：46 粗糙度为 Ra6.3,精度等级为 IT14，考虑其长度为 14mm,因为砂型铸造等级为 IT14 左右，能满足加工需求，因此直接铸造成型。948h6 所需精度要求高，需进行粗车精车精磨。精车此时直径余量为 0.9mm，精磨此时直径余量为 0.1mm， 剩下的粗车时直径余量为 52.4- 48-0.9=3.4mm，能满足加工要求，考虑 48h6 长度为 40，精度等级为 14，由铸造直接完成。 48h6 的外圆柱面的加工余量表如下。表 3: 48h6 外圆柱面的加工工序尺寸（单位：mm）工序名称 工序双边余量 工序公差 工序基本尺
11、寸 工序尺寸及公差精磨 0.1 IT6(0-0.016) 48016.48精车 0.9 IT7(0-0.025) 48.1 025.粗车 3.4 IT11(0-0.160) 49 16.9毛坯 F(0-3.6) 52.484(2)确定轴向工序尺寸如图 4 所示，图中尺寸均未标注公差，均按毛坯公差等级确定为IT14.10图 4：工序轴向尺寸L2 工序尺寸按 L1 的工序尺寸确定。粗车余量为 2.8mm，工序尺寸为 102.5mm，粗糙度精度为 Ra6.3；精磨端面余量为 0.5mm，工序尺寸为 102mm,粗糙度为 Ra1.6。L3 和 L4 由铸造直接完成，L3=40mm,L4=14mm。L6
12、 由 锪 30 孔工序一次加工 ，L6=70mm。L5 由第一次扩 38 孔完成，L5=65mm。五、 夹具的设计本夹具是工序 XI 的专用夹具，所设计的夹具装配图如附图3 所示，夹具体零件图如附图 4 所示。有关说明如下：1、工件的定位（1） 、定位方案本工序加工要求保证的位置精度主要是 11 中心线与 26 沉头孔平面的交点 F 到 A 面的尺寸 94IT14；即 。根据基准重m435.09合原则，应选端面 A 为主要定位基准。该工序钻斜孔时受力不大，但受力不平衡，所以要实现完全定位，在此可以用“一面两孔”定位原则，已知端面 A 为主要定位基准，然图 6：工件的定位与夹紧后可以再选 38
13、孔和下面的 9 孔作为定位孔。端面 A 可以限制 3 个自由度， 38 孔与定位销配合可以限制 2 个自由度， 9 孔与定位销11配合可限制 1 个自由度，即实现完全定位。（2） 计算定位销尺寸（a） (b)图 7：定位销38 孔选用圆柱销定位， 9 孔选用菱形销定位。下面只计算定位销的配合尺寸，其余尺寸按标准查表。、确定两销中心距按 IT14 查表，得 9 孔的公差为 0.36mm， 38 孔的公差为0.62mm。取孔的中心偏差等于孔的公差的 1/5，则 9 孔的中心偏差为 ， 38 孔的中心偏差为 。那么两m072.5136. m124.056.孔中心距偏差为 。两孔偏差较大，那么两mLD
14、098.214.07.销中心距的偏差为 。Ld 33、确定圆柱定位销直径尺寸 1d取 mk08.2162、确定菱形销宽度 b 和 B 值如图 7（b）所示的菱形销。查表可得b=4mm ， B=7mm计算菱形销的直径尺寸 2dmDbL 16.09)3.08.(4)(22min d 84.16.min22 12取偏差为 g6，查表得 mm12.0305.12984.d上述式中的：削边销与孔配合的最小间隙，单位为 mm;min2b削边销的宽度，单位为;分别为工件上两孔中心距公差和夹具上两销中心距公差，LdD,单位为 mm；工件上削边销定位孔直径，单位为 mm；2削边销直径尺寸，单位为 mm。d2、
15、夹紧装置入图 8 所示，这是专门设计的夹紧元件。参见夹具装配图，把夹紧元件套入零件的外圆柱面，然后顺时针旋转将套筒的两翼卡入夹具体的契形口中，契形口是按一定角度设计的，可让两翼受力时产生摩擦力而自锁，达到夹紧作用。图 8：契形双翼套筒3、 定位误差分析如图 6 所示。所加工的是 11 斜孔，本工序加工要求保证的位置精度主要是11 孔中心线与沉头孔平面的交点到左端面 A 的尺寸 。 m435.0913由于左端面 A 是主要定位基准，那么定位基准与工序基准重合 ；0jb由于定位副制造误差引起的定位误差是受两定位销影响的；在左端面 A 平面方向移动的定位误差由 38 圆柱销确定，由于圆柱销与 38
16、孔为过盈配合，所以 。绕端面 A 的垂直线旋转 01jw方向的定位误差由 9 菱形销确定， 9 孔的尺寸为 ，菱 m180.9形销为 mm，那么 。由上述得12.039jw382，由三角函数关系换算成mjwjjw31.0.21尺寸方向得 。那么m45.0jw7.，该方案的定位误差小于该工序尺jwjbdw7.寸制造公差 087mm 的 1/3 （ ） ，该定位方案可行。m29.038.4、 对刀装置如装配图所示，由专用夹具的定位与夹紧， 11 变为竖直孔，只要让钻头竖直进给加工就可以了。由于零件是斜着安装到夹具上的，为了方便装卸工件，把钻模板设计成铰链翻开式的。已知生产类型为中大批量生产，而且钻
17、好 11 孔后好要进行扩孔与攻丝，就需要更换刀具，所以选用快换钻套比较合适。5、 夹具体工件的定位是由夹具体的斜面和两个可换定位销连接起来的。14然后通过双翼套筒卡在夹具体的契形口里实现夹紧。通过钻模板连接套筒和夹具体，实现对刀。这样该夹具便有机连接起来，实现了定位、夹紧、对刀等功能。6、 结构特点该夹具结构简单，操作方便。自锁实现的，而钻模板用铰链翻开式，解决了空间问题，使工件装卸变得方便。本夹具更换钻套后，又可以进行 16 扩孔和 M18X1.5mm 攻丝的工位。六、 设计小结这是我大学期间，在学完全部课程和生产实习之后的又一次实践性学习。经过了 3 个星期努力，我终于完成了任务。在这次课
18、程设计中，使我懂得了运用学过的知识，把理论融入到实践中。以前在课本中不明白的很多问题，也得到了彻底的解决。这次课程设计主要是根据要求设计工艺和某道工序的专用夹具。设计工艺与设计夹具，我都是第一次实践，经过老师的指导，我都顺利完成了。在课程设计中，我懂得了解决问题并不是只有一种方法的道理，要实事求是，要以花钱少办好事为原则，这样才能成为一名优秀的设计人员。15在此，感谢学校和各位老师给了我这个难得的学习机会，我将会更努力地完成我的学业，为校争光！2008 年 12 月 18 日七、 参考文献机械制造技术基础课程设计指南 主编：宗凯 化学工业出版社机械制造工艺学 主编：陈明 机械工业出版社机械制造技术基础课程设计指导教程 主编：邹青 机械工业出版社机械设计课程设计手册 主编：吴宗泽、罗圣国 高等教育出版社
