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文本内容:
机械自造工艺及夹具课程设计设计题目制定“ca6140车床手柄座”的机械加工工艺规程及工艺装备设计时间:设计内容、熟悉零件图;
1、绘制零件图（一张）；
2、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）;
3、绘制夹具总装配图;4绘制夹具零件图;
5、说明书6班级学生指导教师:系主任:=
1.2x
1.2x
1.05x
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1.0=
2.36=
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2.25所以有%=勺•耳=
1193.08n町=勺壬=76637nm=k/・k=
1359.90n螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有w=, %次 °/g p\2式中参数由参考文献［5］可查得/=
6.22r=
2.760=90/=9050a=229螺旋夹紧力叱=
4748.2n由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构误差分析与计算
2.4该夹具以一个平面和和2个v型块定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差1定位元件尺寸及公差确定夹具的主要定位元件为一平面和v型块间隙配合2工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量本夹具是用来在卧式链床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半工件的定位基准为孔心工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为t d=dmax-dm in为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差与机床夹具有关的加工误差一般可用下式表示:△/=aw z ・ a/・w △/•/ △j，m制造误差azz1中心线对定位件中心线位置精度a=
0.03〜
0.05mm取a=
0.04mm222内外圆同轴度误差查表p297a=
0.008/7w733故，7adw2 a2 a2 a2 a2=a/o.1252
0.042
0.082
0.052
0.162=
0.142/7im
234520.142—5=
0.533则3⑵夹紧误差a..=y-y cosaemax mink△y=krazz八 月8〃~h
19.62/其中接触变形位移值:查⑸表1~2~15有k_—
0.004,k=—
0.0016,g=0-412,n—
0.7ra hbo△/=a cosa-
0.0028mmv⑶磨损造成的加工误差aj.m通常不超过0・005加4夹具相对刀具位置误差△乂取°01加・误差总和a, a,=
0.085mm
0.3mmn从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求
2.6确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑夹具体设计的基本要求
（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理
（2）应有足够的强度和刚度为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋
（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高,因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单
（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽
（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图详见绘制的夹具装配图
2.7夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度此时虽然有过定位，但底面是经精铳的面，定位是允许的参考资料:《机床夹具设计手册》《机械制造工艺学课程设计指导书》《切削用量简明手册》《机械加工工艺手册》《机械制造技术基础》《机械精度设计基础》机械制造技术基础设计题目:制定“ca6140车床手柄座”的机械加工课程设计说明书工艺规程及工艺装备设计者:指导教师日期
5、确定切削用量及基本工时
三、夹具设计、问题提出
1、夹具设计2参考文献ftm机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导
一、零件的分析
1、零件的作用题目所给的零件是ca6140车床的手柄座在使用过程中不经常变动主要起支撑作用零件上各个部位加工要求都不同，所有技术要求都是为了机床总体装配、零件的工艺分析2手柄座的加工共有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求现分述如下
1、以工件的上下表面为中心加工孔和槽钻
①10h7的孔，钻
①14h7的孔，钻
①
5.5mm的孔，铳14mm*43mm的槽，钻
①5mm,钻m10h7并配加钳工加工其中主要加工孔
①10h
72、以
①25mm的孔为中心加工表面和孔铳上下表面，钻
①10h7,钻
①14h7的孔，钻
①
5.5mm的孔，钻
①5mm,钻m10h7并配加钳工加工有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度
二、工艺规程的设计
1、确定毛坯的的制造形式零件材料为铸铁手柄座在使用过程中不经常的变动，它的只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在纵向上受到很大的压力在加工过程中的精度保证很重要，它对工件的定位有一定的保证作用
2、基准的选择
1、粗基准的的选择对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的但本对于零件来说
①25mm作为粗基准，则可造成钻孔的垂直工序一:度和轴的平行度不能保证对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，工序二:铳,现选取零件的上下表面互为基准，再利用四爪卡盘卡住车
①25mmo工序三:钻,利用内孔中25mm及键槽定位进行钻中10mm,在
①25mm中以长心工序四:钻,轴、键槽及零件的下表面进行自由定位，达到完全定位工序五:
2、精基准的选择主要考虑的是基准的中和问题当设计与工工序六:序的基准不重合时，因该进行尺寸换算工序七:
3、制订工艺路线工序八:生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提工序九:高生产率同时还可降低生产成本工序十:
1、工艺路线方案一工序一铳、半精铳
①45mm凸台端面；工序二铳，半精铳大端面；工序三钻，扩，钱
①25h8mm内孔；工序四拉键槽6h9；工序五铳槽14*43mm；工序六钻，粗钱，精钱
①10h7mm孔；工序七钻槽底通孔
①
5.5mm；工序八钻，粗较，精钱小14h7mm孔；工序九钻
①5mm圆锥孔，攻螺纹mio7hmm；工序十终检
2、工艺路线方案二:工序一:钻，扩，钱
①25h8mm内孔；工序二:粗铳上、下表面；工序三精铳下表面；工序四拉键槽6h9mm；工序五铳槽14mm*43mm；工序六钻槽底通孔中
5.5mm；工序七钻，粗较，精钱小10h7mm孔；工序八:钻,粗锐,精钱
①14h7mm孔；工序九:工序十:钻终中检5mm圆锥孔，攻螺纹mio7hmm；
3、工艺方案的分析上述两个工艺方案的特点在于方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工
①25h8的孔，再以
①25h8的孔的孔为基准加工
①10mm的孔方案二则是先加孔
①25h8后再加工上下表面，再加工孔
①10mm,此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工
①25h8及插键槽，最后完成对
①10mm的孔的定位显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求具体的工艺过程如下:半精铳
①45mm凸台端面，选用x51立式铳床加工;半精铳大端面，选用x51立式铳床加工；扩，较
①25h8mm内孔，选用z535立式钻床；粗钱，精钱
①10h7mm孔，选用z525立式钻床；铳槽14*43mm,选用x63卧式铳床；钻，粗较，精锐小14h7mm孔，选用z525立式钻床;钻底孔，攻螺纹miomm,选用z525立式钻床；钻
①5mm圆锥孔，选用z525立式钻床；工序h^一终检
4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为hbs151〜22%毛坯的重量约为
0.72kg,生产类型为大批量生产工序四工序四钻，粗较，精锐
①10h7mm孔拉键槽6h9mm,选用z525立式钻床;钻槽底通孔
①5mm,选用z525立式钻床;毛胚为实心，孔精度要求h7,参照工艺手册表
2.3-9及表
2.3-12确定工序尺寸及余量为钻孔
①
9.8mm;
5、确定切削用量及基本工时工序iv切削用量及基本工时的确定:钻一粗较一精钱
①10h7孔,选用机床z525立式钻床
（1）钻
①
9.8mm孑l粗校:
①
9.96mm;2z=
0.16mm2z=
0.04mm精钱
①10mm选择
①
9.8mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表
3.1-6）由《切削》表
2.7和《工艺》表
4.2—16查得/机=
0.17加72〃匕渣=23/min（《切削》表
2.15）_1000v1000x23a=
747.4r/minjid〃x
9.8按机床选取力机=960r/min
9.8x960/,乃机、v=
29.54//mm印=—=-----------------------------------------------c10001000机/ /| 443 4 3基本工时:=
0.31min=960x
0.17川机筛⑵粗钱小9・96mm孔选择
①
9.96mm的高速钢钱刀（《工艺》表2・11）由《切削》表
2.24和《工艺》表
4.2—15查得九=
1.3mm/r匕道=6mm/min1000k,1000x6==]91tido7tx
9.96食按机床选取“=195r/minl4x
9.96x195乃〃机_001000/ 4 443 2 3s,甘*十八.、基本工时t=!——-=------------------=o.l9min%/几195x
1.3⑶精钱
①10mm孔:选择
①10mm的较刀o.smm/r/机=v=6mm/minc理工侬士⑼.3兀d xlo乃10001000按机床选取〃机=195〃min甘*td■ ，/ 4 43 2 3△勺1/基本工时t=------!——=-------------=
0.3lmin195x
0.8〃机为
三、专用夹具的设计
2.1研究原始质料利用本夹具主要用来铳端面，加工时除了要满足粗糙度要求外，由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低生产成本和降低劳动强度
2.2定位、夹紧方案的选择定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工拟定加工路线的第一步是选择定位基准定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度特别是位置精度要求因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度圆台外圆及两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具首先必须明确其加工时应如图所示，这样放置，便于加工那么要使其完全定位,可以采用一面加固定v型块和滑动v型块定位，这样既简单又方便如上图所示，一底面限制的自由度有3个，一个固定v型块限制两个自由度，一个滑动v型块限制限制一个自由度，为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位
2.3切削力及夹紧力的计算刀具铳刀d=50面铳刀则轴向力见《工艺师手册》表
2.1式中c产二420,zf=
1.0,y^=
0.8,f=
0.35—,，f=—13=
1.07r=190190kt xl
3.510x
0.35°-8x
1.07=2123n口9n转矩t二cw产_x
13.520x
0.
350.8x
1.07=17・34n•m1—u・zuot n-tv功率pm===
0.726kw30do30x8在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数k=kik2k3k4式中k1一基本安全系数，
1.5;k2一加工性质系数，
1.1；k3一刀具钝化系数，
1.1;k4一断续切削系数，
1.1则f，=kf=l5xlixli xl.lx2123=4239n钻削时t=
17.34切向方向所受力t
17.34”小了—=-----------=267n7pi=l65*10一3取/=1f/二4416又1=
441.6n・f，＞fi所以，时工件不会转动,故本夹具可安全工作根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值即w=kfk安全系数k可按下式计算有k=k qk\k2k3k4k5k6式中k0臬为各种因素的安全系数，查参考文献⑸表1—2—1可得〜。
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