零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计_机械制造技术基础_课程设计指导书(编辑修改稿)

零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计_机械制造技术基础_课程设计指导书(编辑修改稿)内容摘要：

出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装置连成一体。 夹具总图上，还应划出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。 四、确定并标注有关尺寸及技术条件 应标注的尺寸及公差 在夹具总图上应标注的尺寸，公差有下列五类： 工件与定位元件的联系尺寸： 常指工件以孔为心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。 夹具与刀具的联系尺寸： 用来确定夹具上对刀，导引元件位置的尺寸。 对于铣，刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻，镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以 及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。 夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置的尺寸。 对于车，磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣，刨床夹具，则是指夹具上的定位键与机床工作台上的 T型槽的配合尺寸。 夹具内部的配合尺寸：它们与工件，机床，刀具无关，主要是为了 保证夹具装配后能满足规定的使用要求。 夹具的外廓尺寸： 一般是指夹具最大外形轮廓尺寸。 若夹具上有可动部分，应包括可动部分处于极限位置所占的尺寸空间。 上述诸尺寸公差的确定可分为两种情况处理： 一是夹具上定位元件之间，对刀，导引元件 之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的 1/3— 1/5。 二是定位元件与夹具体的配合尺寸，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。 应标注的技术条件 在夹具总图上应标注的技术条件（位置精度要求）有如下几个方面： （ 1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位置精度。 （ 2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。 如图 26中，为 保证键槽与工件轴心线平行，定位元件 V型块的中心线必须与夹具定向键侧面平行。 （ 3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。 如对刀块的侧对刀面向对于两定向键侧面的平行度要求，是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度 （ 4）定位元件与导引元件的位置要求。 如图 31所示，若要求所钻孔的轴心线与定位基准面垂直，必须以夹具上钻套轴线与定位元件工作表面 A垂直及定位元件工作表面 A与夹具体底面 B平行为前提。 上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数值应取工件相应技术要求所定的数值的 1/3～ 1/5。 第 二节 夹具设计举例 图 32所示为 CA6140车床上接头的零件图。 该零件系大批量生产，材料为 45号钢，毛坯采用模锻件。 现要求设计加工该零件上尺寸为 28H11的槽口所使用的夹具。 图 32 CA6140车床上接头的零件图 零件上槽口的加工要求是：保证宽度 28H11，深度 40mm，表面粗糙度侧面为 m，底面为 m。 并要求两侧面对孔ф 20H7的轴心线对称，公差为；两侧面对孔ф 10H7的轴心线垂直，其公差为。 零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф 10H7尚未进行 加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。 槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。 一、工件装夹方案的确定 工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。 槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度 40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。 两侧面对孔ф 10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。 为此，考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф 20H7轴心线的对称度要求。 根据基准重合的原则，应选孔ф 20H7的轴心线为第一定位基准。 由于要保证一定的加工深度，故工件沿高 度方向的不定度也应限制。 此外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成 90度，因 此在工作定位时还必须限制绕孔ф 20H7的轴心线的不定度。 故工件的定位基准的选择如图 ，除孔ф 20H7（限制沿 x,y轴和绕 x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制沿 z轴的不定度）和一外侧面（限制绕 z轴的不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位。 工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。 对接头这个零件，铣槽口工序的夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种。 如采用如图 （ a）所示的沿径向夹紧的方案，由于ф 20H7孔的轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。 但孔ф 20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图 （ b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。 在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求， 就应将定位方案改为以上端面 A 作为第一定位基准。 此时，ф 20H7 孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。 若以上端面 A 为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但 由于夹紧力需自下而上布置，将导致夹具结构复杂化。 考虑到孔ф 20H7下端面 B及端台 C均是在一次装夹下加工的，它们之间有一定的位置精度，且槽口深度尺寸 40mm为一般公差，故改为以 B或 C面为第一定位基准，也能满足加工要求。 为使定位稳定可靠，故宜选取面积较大的 C面为第一定位基准。 定位元件则可相应选取一个平面（限制三个自由度），一个短圆柱销（与 D面接触限定一个自由度），如图 ，这时夹紧力就可自上而下施加于工件上。 由于上端面 A的中间部分还要进行加工，故只能从两边进行夹紧。 考虑到工件为大批生产，为提高生产效率，减轻工人劳动强度，易采用气动夹紧，即以压缩空气为动力源。 若将气缸水平方向的作用力转变为垂直方向的夹紧力，可利用气缸活塞杆推动一开有斜面槽的滑块， 使两勾形压板同时向下压紧工件。 为缩短工作行程，斜槽做成两个升角，前端的大升角用于加大夹紧空行程，后端的小升角用于夹紧工件并自锁。 当勾形压板向上松开工作时，靠其上斜槽的作用使勾型压板向外张开。 加紧装置的工作原理如图。 工件装夹方案确定以后，要进行定位误差计算以确定定位元件的结构尺寸与精度，进行夹紧力计算以确定夹紧气缸的 尺寸及结构形式。 同时对夹紧机构中的薄弱环节进行强度校核以确定夹紧元 _件的结构尺寸。 二、其他元件的选择与设计 夹具的设计除了考虑工件的定位和夹紧之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具的位置如何得到确定。 对铣床夹具而言，在机床上是以夹具体底面与铣床工作台面接触和夹具体上两个定位键与铣床工作台上的 T形槽配合而定位的。 定位键的结构和使用情况可由夹具设计手册查得。 调整刀具与夹具的相对位置是为了保证刀具相对工件有一个正确位置，以保证工序加工要求。 铣床夹具上调刀最方便的方法是在夹具上安装一个对刀 装置（通常为对刀块）。 图 37所示的铣槽口夹具，为保证对称性及深度要求，采用了一个直角对刀块。 设计时应使对刀块的工作面（对刀面）与定位元件的工作面有位置尺寸精度要求，其公差一般取相应工序尺寸公差的 1/3— 1/5。 对刀面相对定位元件的位置尺寸，由于对刀时铣刀与对刀面之间留有一定的空隙（为避免刀具直接与对刀块接触），计算时必须加以考虑。 三、夹具总图的绘制 在上述确定工件定位，夹紧方案，选择和设计相应定位元件和夹紧装置，以及选取和设计夹具的其他元件之后，即可进行夹具总图的绘制。 接头零件铣槽口工序夹具总图如图。 在夹具总图上应标注的五类尺寸为： 工件定位孔与定位销 4的配合尺寸； 对刀元件的对刀面与定位元件中心线及工作面间的位置尺寸； 夹具定位键与夹具底座的配合尺寸； 夹具内部的配合尺寸：定位销 4与支座 2的配合尺寸；挡销 20与支座 2的配合尺寸；轴销 9与滑块 13的配合尺寸；轴销 9与连接轴 5的配合尺寸；钩形压板 1与支座 2的配合尺寸； 夹具的外廓尺寸。 在夹具总图上应标注的技术条件为： 定位销 4与定位键 18工作面的对称度； 定位平面与夹具体底面的平行度公差； 对刀块的侧对刀块相对于两定位键 18侧面的平行度公差等。 夹具总图绘制完毕，还应在夹具设计说明书中，就夹具的使用，维护和注意事项等给予简要地说明。 图 37 接头零件铣槽口夹具装配图 附录 1 课程设计说明书 例一 CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计 : 序言 大三第二学期我们进行了《机械制造技术基础》课程的学习，并且在大二第一学期也进行过金工实习。 为了巩固所学知识，在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习 ,也是作为一次理论联系实际的训练，我们进行了本次课程设计。 通过这次课程设计，对自己未来将从事的工作进行了 一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。 另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 一、零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140车床的拨叉。 它位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。 零件上方的 Φ 20孔与操纵机构相连，而下方的 Φ 50半孔则是用 于与所控制多联齿轮的槽接触。 通过施加在上方的力拨动下方的齿轮移动变速。 为了加工中定位方便，两。