机械制造工艺学夹具课程设计专业：机械工程及其自动化：罗世杰学号： 1指导老师：大海2010.12.13前言机械制造工艺学设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学学习中占有重要的地位。
通过机床工艺及夹具设计，将所学专业知识(如《互换性与测量技术》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺学》等)融为一体。
让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！在此次课程设计过程中，我通过查阅相关资料和设计手册，并在大海老师的指导下选择完成了831005型号拨叉零件铣宽度为8.030 mm 槽的铣床夹具，在此表示感！由于设计者能力有限，本次设计方案中可能有些许不足之处，敬请原谅。
目录一、设计题目 (4)二、设计目的 (4)三、机械加工工艺 (4)3.1 零件分析 (4)3.11 零件的作用 (4)3.12 零件的工艺分析 (4)3.2 工艺设计 (4)3.21 毛坯分析 (4)3.22 确定定位基准 (5)3.23 确定工艺路线 (5)3.3 激光焊接技术 (5)3.31 工序1的加工 (5)3.32 工序2的加工 (7)3.33 工序3的加工 (7)3.34 工序4的加工 (8)3.35 工序5的加工 (8)3.36 工序6的加工 (9)四、工艺装备设计 (9)4.1 设计原则 (9)4.2 工艺设计 (9)4.21 工序分析 (9)4.22 确定装夹方案 (9)4.23 计算定位误差 (10)4.24 计算夹紧力 (10)4.3 工艺装备 (10)4.31 夹具组成 (10)4.32 夹具工作原理 (11)参考文献 (11)一、设计题目设计拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（生产纲领为年产30000件，属于中批量生产）。
1. 零件图一2. 毛坯图一3．机械加工工艺过程综合卡片一4．工艺装备设计方案及草图一5．工艺装备主要零件图一6．课程设计说明书一份二、设计目的本次课程设计是机械制造工艺学教学过程后期一个重要环节，通过本次课程设计有助于自己正确编制工艺规程和解决生产中的实际工艺问题的能力。
2.1:运用机械制造工艺学的基本理论和实践知识，正确解决一般复杂程度零件毛坯的选择，确定加工中的定位、工艺尺寸、机床和工艺装备等，并正确填写工艺文件。
2.2:学会使用有关设计手册、标准和资料。
三、机械加工工艺3.1 零件分析3.11 零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉,它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按要求进行工作。
宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。
所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
3.12 零件的工艺分析：拨叉共有两组加工表面。
拨叉成形图①以花键孔的中心线为基准的加工面，这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。
②以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽。
经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
3.2 工艺设计3.21 毛坯分析零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有拨变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽叉量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于生产纲领为中毛批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。
坯经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2 图级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。
3.22 确定定位基准①粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的15°15°3.26.3Q Q3.2A 粗基准。
② 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A 面为精基准。
3.23 确定工艺路线考虑到加工时定位基准的难易程度及定位精度的高低，选用如下工艺路线对拨叉毛坯件进行加工。
① 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
以Ф40mm 圆柱面为粗基准。
选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。
② 拉花键。
以A 面为基准。
③ 铣削槽B 面。
以花键心轴的中心线及A 面为基准。
选用X62W 卧式铣床加专用夹具。
④ 铣削8+0.030mm 的槽。
以花键心轴的中心线及A 面为基准。
选用X62W 卧式铣床加专用夹具。
⑤ 铣削18+0.0120mm 的槽。
以花键心轴的中心线及A 面为基准。
选用X62W 卧式铣床加专用夹具。
⑥ 磨削18+0.0120mm 的槽。
以花键心轴的中心线及A 面为基准。
选用磨床加专用夹具。
3.3 机械加工过程3.31 工序1的加工确定加工余量：拨叉材料为HT200。
毛坯重量为1.0 kg σb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。
根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸如下：A 面的加工余量：A 面有3±0.8mm 的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除。
矩形花键底孔。
要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工孔尺寸为Φ22 0+0.28，见零件图，确定孔加工余量的分配。
钻孔Φ20mm 、扩孔Φ22mm ；拉花键， 花键孔要求以外径定心。
B 面的加工余量：此工序分2个工步，粗铣B 面和精铣B 面。
精加工余量为0.2mm ，粗铣加工余量为2.8mm 。
工序1包括粗车端面A 、精车端面A 、钻花键底孔、扩花键底孔、倒角2x15°。
毛坯件夹具为通用夹具即可。
工序1零件图 工序1三维图粗车：① 加工条件：工件材料：灰口铸铁HT200。
σb=145MPa 。
铸造。
加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，R a=3.2µm。
机床C3163-1。
转塔式六角卧式车床。
刀具：刀片材料。
r =12、ao=6-8、b= -10、o=0.5、Kr=90、n=15。
②切削用量：（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。
实际端面的最大加工余量为3.8mm 。
故分二次加工（粗车和半精车）。
长度加工公差IT １２级取-0.46mm。
（2）根据《切削简明手册》（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）ƒ=0.6-0.8mm/ｒ.按C３１６３－１车床说明书取ƒ=0.6mm/n。
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ，按C３１６３－１车床说明书ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ。
③切削速度：查表计算可得Vc =158/( 600.2·20.15·0.530.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min)。
精车：①精车已知粗加工余量为0.5mm。
②进给量f. 根据《切削用量简明手册》表1.6 ， f=0.15－0.25mm/r。
按C３１６３－１车床说明书ｆ＝0.16 mm/r。
③切削速度：按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(T m·ap xv·f yv) ·kv =158/( 600.2·20.15·0.160.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)。
钻孔：①钻头选择：见《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：ｄ＝Ф20ｍｍ，β=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，b ε=3.5mm ,ao=12°,Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48。
②切削用量：ａ、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当σb＝210MPa ，ｄ0＝20.5mm 可确定f=0.75。
按C3163-1 车床说明书取 f=0.62mm/n。
ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命。
表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min。
ｃ、切削速度由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/min。
n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min。
取n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/min ｄ、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 。
③切削速度：入切量及超切量由表 2.29. 查出Ψ+△=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 。
扩孔：刀具直径do=21mm；刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上 Tm=0.32 。
倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。
倒角：①专用刀具。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表 1.2４可以查出当σｂ＝160～245HBSａｐ≤2.8ｍｍｆ≤0.6ｍｍ／ｒＶｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按C３１６３－１车床说明书主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见Ｐｃ比Ｐ小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求。
②钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21当ｄｏ＝21 ｍｍｆ＝0.64ｍｍ查得转矩Ｍ＝61.8 N.M《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式Q Q Q Q Q3.2QQBＰC ＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km 按C ３１６３－１ 车床说明书 主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见ＰC 比Ｐ小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要。
3.32 工序2的加工工序2为拉六齿方型花键，对于此工步需采用专用夹具来保证其加工尺寸要求。
工序2零件图 工序2三维图① 刀具：高速钢拉刀。
② 进给量：经查表计算可得切削进给量为0.06mm/r 。