第一篇：《機械制造技術基礎》課程設計教學大綱

《機械制造技術基礎》課程設計教學大綱

課程編碼：

時間：3周 學分：3學分

開課學期：第六學期

課程類別：實踐性教學環節 課程性質：課程設計

課程基礎：機械制造技術基礎 適用專業：機械類

一、課程設計目的與任務：

機械制造技術基礎課程設計是在學完機械制造技術基礎課程以后，進行的一項綜合性設計，是機械類專業重要實踐教學環節。通過本課程設計一方面使學生獲得綜合運用學過的知識進行工藝設計和夾具設計的基本能力，另一方面能鞏固與擴大學生的工藝知識、結構設計知識，為綜合課程設計和畢業設計做準備，為后續課程的學習及今后從事科學研究、工程技術工作打下較堅實的基礎。

通過本課程設計，學生能運用機械制造技術基礎課程中的基本理論和實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題。通過夾具設計的訓練，提高結構設計能力，學會使用相關的手冊及圖冊資料。

二、課程設計時間：3周

三、課程設計的教學要求：

1．掌握機械加工工藝規程設計的基本方法

能夠正確選擇定位基準；能夠根據工件各加工表面的技術要求和規定的生產條件合理選擇表面加工方案并且確定工藝路線；能夠為各加工表面確定加工余量；能夠運用尺寸鏈理論解工序尺寸及公差；能夠運用規定的定位夾緊符號，正確繪制工序圖，并能正確標注工序尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。

2．掌握機床夾具設計的基本方法

能夠根據工序卡片規定的定位夾緊方法，正確選擇夾具元件；能正確進行定位誤差和夾緊力計算，合理布置夾緊力作用點和作用方向并進行夾具精度校核；能夠根據國家制圖標準，運用必要的視圖完整地表達一個夾具結構，能正確標注設計尺寸，合理標注技術要求。

3．課程設計答辯要求

課程設計完成后，要進行課程設計的答辯，其目的是進一步檢查和總結學生在課程設計過程中對所用有關的理論、概念和方法的理解和應用的情況了解情況，進一步掌握學生獨立完成課程設計的程度和能力。根據學生回答指導教師提出的問題，以期達到更準確了解學生對設計的態度、創新意識及獨立完成的能力。

4．成績評定

本課程設計的成績是獨立的，單獨記載。課程設計成績實行百分制，成績不及格應重新設計。根據學生的設計態度、設計質量及答辯情況綜合評定學生的成績。

四、課程設計的內容：

0．設計題目為：設計××××零件的機械加工工藝規程和夾具（生產綱領為中批或大批生產）設計工作要求提交：（1）零件圖一張

（2）毛坯圖一張（可以不畫）

（3）機械加工工藝卡片一套（在說明書內）（4）機械加工工藝過程綜合卡片一張（在說明書內）（5）專用夾具設計圖：一張裝配圖，一張零件圖（6）設計說明書一份 設計進度安排參考

1．對零件進行工藝分析畫零件圖（1天）對零件的作用及零件圖上的技術要求進行分析；

對零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙以及設計基準等進行分析； 對零件的材質、熱處理及機械加工的工藝性進行分析。2．選擇毛坯的制造方式，繪制毛坯簡圖(1天)毛坯的選擇和繪制，應該以生產批量的大小、零件的復雜程度，加工表面及非加工表面的技術要求等方面綜合考慮。

3．制訂零件的機械加工工藝路線（4天）

制訂工藝路線：在對零件進行工藝分析的基礎上，制訂零件的工藝路線和劃分粗、精加工階段，對于比較復雜的零件可先考慮幾個加工方案，分析比較后再從中選擇比較合理的加工方案；

選擇定位基準：進行必要的工序尺寸計算，根據粗、精基準選擇原則合理選定各工序的定位基準，當某工序的定位基準與設計基準不重合時，需對它的工序尺寸進行換算；

選擇機床及工、夾、量、刀具； 加工余量及工序間尺寸與公差的確定； 切削用量和時間定額的確定； 填寫機械加工工藝過程卡和工序卡。4．機床夾具設計計算和結構設計（6天）結合某道工序設計一套專用夾具：

確定夾具設計方案，繪制結構原理示意圖； 選擇定位元件，計算定位誤差； 計算夾緊力；

畫夾具裝配圖和零件圖。

5．編寫設計說明書、準備答辯（2天）6．答辯、評定成績（1天）

五、課程設計參考資料：

1．盧秉恒主編.機械制造技術基礎.機械工業出版社.2005 2．王啟平主編.《機床夾具設計》.哈爾濱工業大學出版社.2007 3．李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.機械工業出版社.2003 4．趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.機械工業出版社.2004 5．李旦等主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業大學出版社.2008 6．崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.化學工業出版社.2007

第二篇：《機械制造技術基礎》課程設計教學大綱

《機械制造技術基礎》課程設計教學大綱

一、課程的教學目的和基本要求

機械制造技術基礎課程設計是在學完了該課程后，對機械加工工藝過程、夾具結構進一步了解的教學環節。通過該課程設計，使學生達到以下目的：

1． 初步掌握編制機械加工工藝規程的方法，學會查閱有關資料； 2． 掌握設計機床專用夾具的基本原理的方法，提高結構設計能力。

二、相關教學環節安排

完成本課程教學后，并在本學期集中進行，時間為3周。

三、課程設計主要內容

1． 制定零件機械加工工藝規程；

2． 設計指定工序的專用夾具。

3．具體內容

（1）零件機械加工工藝規程的制訂

1）對零件進行工藝分析，畫零件圖

了解零件的性能、用途和工作條件； 對零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設計基準等進行分析； 對零件的材料、熱處理及機械加工的工藝性進行分析。

2）擬訂工藝路線

正確選擇基準； 確定加工方法和劃分加工階段；安排加工順序。

3）選定各工序所采用的設備，既要保證加工質量，又要經濟合理。

4）確定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差。

5）確定指定工序的切削用量。

6）計算代表性工序的單件工時。

7）填寫工藝文件。

(2)設計指定工序的專用夾具

1）準備階段

分析指定工序的加工技術要求、工藝特點、毛坯情況、所用機床刀具加工余量及切削用量；收集有關設計制造同類型夾具的資料，吸收其中合理部分；

2）確定工件的定位方案

根據零件尺寸要求，分析需限制的第一類自由度，確定工件的定位方案和定位元件，制定夾具方案、繪草圖和刀具的對刀、導向方式。

3）確定夾緊方案。

根據零件的結構和所需的夾緊力，確定夾緊方案。4)確定夾具結構。

（3）繪制夾具裝配工作圖及零件圖

四、課程設計要求

1．制定機械加工工藝規程

（1）制定一個成批生產的（或中批或者大批生產）、中等復雜程度零件（不少于10道工序）的機械加工工藝規程。

（2）填寫工藝文件

（3）填寫若干個工序卡

2．專用夾具設計

（1）設計某道工序的一個專用夾具，畫出符合要求的夾具裝配圖（由15～20個零件組成。

（2）繪制夾具中兩個零件的零件圖。

3.撰寫課程設計說明書。

該設計說明書要求在15頁左右。

第三篇：機械制造技術基礎課程設計分析

三峽大學

題目：汽車同步器變速器第四速齒輪工藝規程設計機械設計制造及其自動化專業

《機械制造技術基礎》課程設計

姓 名： 指導教師：

教學單位：三峽大學機械與材料學院

日期：2014年12月

一：課程設計原始資料

1．齒輪的零件圖樣

2．生產類型：成批生產

3．生產綱領和生產條件

二：課程設計任務書

1．對零件進行工藝分析，擬定工藝方案。

2．擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具）；完成某一表面工序設計（如孔、外圓表面或平面），確定其切削用量及工序尺寸。

3．編制機械加工工藝規程卡片（工藝過程卡片和工序卡片）l套。

4．設計夾具一套到二套，繪制夾具裝配圖2張。

5．撰寫設計說明書1份。

三：參考文獻

1．熊良山

機械制造技術基礎

華中科技大學出版社

2．劉長青

機械制造技術課程設計指導

華中科技大學出版社

目錄

說明..........................................................................................................................................4 第一章 零件的分析................................................................................................................6

1.1零件的工作狀態及工作條件....................................................................................6 1.2零件的技術條件分析................................................................................................6 1.3零件的其他技術要求.................................................................................................7 1.4零件的材料及其加工性............................................................................................8 1.5零件尺寸標注分析.....................................................................................................9 1.6檢驗說明.....................................................................................................................9 1.7零件工藝分析...........................................................................................................10 第二章 齒輪毛坯的設計......................................................................................................11

2.1毛坯種類的確定.......................................................................................................11 2.2毛坯的工藝要求.......................................................................................................11 第三章 工藝規程設計..........................................................................................................13

3.1工藝路線的制定.......................................................................................................13 3.2機床、夾具、量具的選擇.......................................................................................16 第四章 齒輪加工機床夾具設計..........................................................................................17

4.1專用機床夾具設計目的...........................................................................................17 4.2機床夾具的作用與組成...........................................................................................17 4.3機床夾具設計的基本要求.......................................................................................18 4.4機床夾具設計的一般步驟.......................................................................................18 4.5專用齒輪加工夾具的設計.......................................................................................20 心得體會................................................................................................................................21說明

齒輪是機械傳動中應用極為廣泛的零件之一。汽車同步器變速器齒輪起著改變輸出轉速、傳遞扭矩的作用，所以在齒輪加工過程中要求較為嚴格。變速器齒輪應具有經濟精度等級高、耐磨等特點，以提高齒輪的使用壽命和傳動效率。齒輪在工作時，要求傳動平穩且噪聲低，嚙合時沖擊應小。

齒輪本身的制造精度，對整個機器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大的影響。根據其使用條件，齒輪傳動應滿足以下幾個方面的要求。

（一）傳遞運動準確性

要求齒輪較準確地傳遞運動，傳動比恒定。即要求齒輪在一轉中的轉角誤 差不超過一定范圍。

（二）傳遞運動平穩性

要求齒輪傳遞運動平穩，以減小沖擊、振動和噪聲。即要求限制齒輪轉動時瞬時速比的變化。

（三）載荷分布均勻性

要求齒輪工作時，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動力時不致因載荷分布不勻而使接觸應力過大，引起齒面過早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。

（四）傳動側隙的合理性

要求齒輪工作時，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤滑油，補償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時的一些誤差。

齒輪的制造精度和齒側間隙主要根據齒輪的用途和工作條件而定。對于分度傳動用的齒輪．主要要求齒輪的運動精度較高；對于高速動力傳動用齒輪，為了減少沖擊和噪聲，對工作平穩性精度有較高要求：對于重載低速傳動用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過早磨損；對于換向傳動和讀數機構用的齒輪，則應嚴格控制齒側間隙，必要時，須消除間隙。

第一章 零件的分析

1.1零件的工作狀態及工作條件

在行駛的過程中，汽車齒輪始終處在高速重載的條件下工作。在換擋時，還受到沖擊載荷的作用。所以要求齒輪具有高的耐磨性和抗沖擊性能。在加工過程中，為了使齒輪滿足上述工作要求，要使各加工表面的表面質量良好，還要有一些熱處理或噴丸處理，使齒輪面強度足夠。最終的磷化處理，防腐蝕。

汽車同步器變速器第四速齒輪屬于多聯齒輪，由結合齒和傳動齒組成。為了減少齒輪嚙合過程中的噪聲、摩擦及磨損，需要在齒輪上鉆出三個沿周向均布的油孔。為減少換擋時對齒輪的沖擊，還要在大端上加工出止口。

1.2零件的技術條件分析

齒輪的加工分為輪坯的加工和齒輪輪齒的加工。輪坯的加工部位有端而和輪坯外圓柱面。輪坯的加工精度對齒輪的加工、裝配精度有較大影響，故其加工精度應滿足相關的要求。

齒輪輪齒的加工部位有漸開線齒廓和倒角，還要有熱處理及噴丸處理，以提高齒輪的強度和抗沖擊性能。熱處理及噴丸處理后，還要進行內孔和端面的磨削以及漸開線齒廓的精密加工。零件的技術要求主要分為以下兩個方面： 1．零件的加工精度和表面粗糙度

由零件圖上知，齒面的表面粗糙度值為Ra0.8，加工精度為IT7

0.029齒輪內孔尺寸為?70??0.010，由于齒輪與軸承有配合要求，一般為IT6-IT7級精度，表而粗糙度不大于Ra6.3。2．各表面間的位置精度

由零件圖上知，端面和內孔有相互之間的位置精度要求：

小端面對于內孔的定位基準垂直度為0.05mm，平而度為O,01mm

止口平面對于內孔的定位基準垂直度為0.015mm，平而度為O.01mm

退刀槽對于內孔的定位基準垂直度為0.03mm 1.3零件的其他技術要求 1．倒角1×45° 2．除去加工時的毛刺 3．噴丸處理，使齒輪強度增加 4．熱處理：滲碳淬火 5．磷化處理 1.4零件的材料及其加工性

齒輪材料選擇45鋼，工藝性能好，再配合以熱處理及其他特殊處理工藝，也能滿足齒輪所要求的強度、耐磨性及抗沖擊等性能。45鋼具體力學性能參數如下：

試樣狀態：退火鋼 屈服強度：≥355(MPa)斷面收縮率：≥40%

化學成分：材料化學成分組成元素比例(%)碳 C : 0.42～0.50 錳 Mn;0.50～0.80 磷 P;s0.035 硅 Si;0.17～0.37

抗拉強度：a600(MPa)特性及應用：未熱處理時：HBs229

熱處理：正火

延長率：>16% 布氏硬度：51 97

鉻Cr：s0.25

鎳Ni：s0.25

硫S：s0.035

強度較高，塑性和韌性較好，用于制作承受負荷較大的小截面調質件和應力較小的大型正火零件，以及對心部強度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復雜的零件應在熱水或油中淬火。焊接性差。

因此，汽車同步器變速器第四速齒輪的毛坯材料選擇45鋼的鍛造件。

1.5零件尺寸標注分析

輪坯的加工部位有端面和輪坯外圓柱面。齒輪輪齒的加工部位有漸開線齒廓和倒角，還要進行內孔和端面的磨削以及漸開線齒廓的精密加工。尺寸鏈的建立依靠孔的軸線和兩個端面。在各工序中，應標出加工后所要達到的尺寸。

1.6檢驗說明

在齒輪的加工過程中，要保證加工精度，需對被加工零件實時檢驗。大體可分為輪坯加工后的檢驗、熱處理后的檢驗以及最終檢驗。為保證檢驗準確，檢驗前應對零件進行清洗。

輪坯的檢驗：輪坯的加工精度對齒輪的加工、裝配精度有較大影響，并直接關系到加工余量是否滿足要求。因此這一步的檢驗至關重要。檢驗不合格的產品，一定不能流到下一步。

熱處理后的檢驗：熱處理后的工件，要進行檢驗，以確定后續加工時的刀具、切削用量等。

最終檢驗：所有的加工工序結束后，對零件進行檢驗，看是否符合零件圖樣上的各相關技術要求。1.7零件工藝分析

齒輪零件的部分加工表面精度要求較高，從齒輪的尺寸和形狀位置要求來看，要保證零件的表面粗糙度和各表面的相互位置精度。為了提高加工效率，齒輪的外圓表面、端面、內孔的粗加工及半精加工可以采用數控機床進行加工。精度要求較高的內孔和端面，采用磨床即可達到相關技術要求。最終采闈噴丸和磷化處理以提高強度和增強耐磨性能。

第二章 齒輪毛坯的設計

2.1毛坯種類的確定

毛坯的種類決定零件的材料、形狀、生產類型及加工中獲得的難易程度。對于汽車傳力齒輪的毛坯而言，其結構相對而言比較簡單，一般采用模鍛件即可滿足相關工藝和性能方面的要求。

根據模鍛件的加工工藝方法，毛坯內孔可直接鍛造得到。

2.2毛坯的工藝要求

2.2.1毛坯的加工余量與公差

根據零件圖上給定的零件尺寸，再加上要保證各工序的加工余量及公差，采用逆推的方法來得到毛坯的加工余量及公差。

毛坯圖、毛坯尺寸如下：

2.2.2拔模斜度

拔模斜度的功用是使鍛件成型后能方便的從模膛中取出來。因為鍛件的材料是45鋼，拔模斜度的具體要求如下：

外膜斜度（模鍛件外側的斜度），當模鍛件冷縮時與模壁分開，有助于模鍛件取出：

內模斜度（模鍛件封閉剖面內側斜度），當模鍛件冷縮時緊貼模壁，阻礙鍛件出模。

技術要求：

1．未注明內拔模角為10°，外拔模角為30° 2．未注明圓角為R3

3．某些難以拔出的鍛件，須有頂出裝置將工件取出來 2.2.3圓角半徑

圓角半徑分為外圓角半徑和內圓角半徑。外圓角半徑指的是鍛件上的凸圓半徑：內圓角半徑指的是鍛件上的凹圓半徑。為了便于金屬在型槽內流動，在模鍛件的轉角處，應當帶有適當的圓角。

第三章 工藝規程設計

3.1工藝路線的制定

3.1.1加工方法的選擇

齒輪的加工工藝路線的選擇應根據零件材料的加工工藝性、工件的結構形狀和尺寸以及各種加工方法所能達到的加工精度而定。

加工表面技術要求是決定表面加工質量最重要的因素。

各加工表面的加工工藝如下：

端面：粗車一精車一磨削

內孔：粗膛一半精膛一精膛一磨削

小端面結合齒：粗車一精車一插齒

大端而漸開線齒廓：粗車一精車一滾齒一磨齒 3.1.2加工工藝路線

根據齒輪零件圖上的技術要求，對毛坯采取一下加工工藝路線：

鍛造→熱處理→檢查→粗車小端外圓及端面，粗膛內孔、倒角→粗車大端外圓及端面→精車小端端面及外圓→精車大端外圓→車止口→精膛內孔→精車大端面→滾齒→齒端倒角→車鎖環槽→插小端結合齒→鉆孔→熱處理→磨孔→精磨小端端面→精磨大端端面→磨齒→齒而噴丸處理→磷化處理→檢查 3.1.3加工階段劃分

對于齒輪加工，按加工階段，可劃分為齒坯加工階段、齒面加工階段和表面精加工階段，工藝路線分為如下幾個階段： 粗加工階段：切除大部分加工余量，加工出精基準。包括粗車小端外圓、端面，粗膛內孔、倒角，粗車大端外圓及端面。

半精加工階段：完成次要表面的加工，為精加工做準備。主要是半精膛內孔。

精加工階段：使零件達到圖樣要求。主要是精車外圓面。

光整加工：對表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面進行光整加工。包括磨內孔，兩端面和齒面。3.1.4工序的分散與集中

采用工序集中原則：①在零件的一次裝夾中，可以加工好零件上的多個表而，這樣，可以較好的保證這些表面之間的相互位置精度，同時也可以減少裝夾工件的次數和輔助時間，并減少零件在機床之間的搬運次數和工作量，有利于縮短生產周期；②可以減少機床的數量，并相應減少操作工人，節省車間面積，簡化生產計劃和生產組織工作。3.1.5基準的選擇

定位基準分為粗基準和精基準。

粗基準的選擇應遵循以下兩個原則：①合理分配加工余量；②保證非加工表面與加工表面之間的位置精度符合零件圖樣上的要求。

精基準的選擇應遵循以下原則：①盡可能選擇設計基準作為精基準；②盡可能選擇加工工件多個表面時都能使用的定位基準作為精基準；③兩個表面相互位置精度以及它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可以采取互為精基準的原則：④有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在精加工時應選擇加工表面本身作為精基準。

具體基準選揮如下：

以大端端面作為粗基準，粗車小端外圓及端面，粗膛內孔，倒角

以小端外圓表面作為基準，粗車大端外圓面和端面

精基準與粗基準應保持一致

插齒、滾齒時，以內孔作為定位基準

磨削時以大齒分度圓作為定位基準 3.1.6熱處理工序及輔助工序的安排

為保證零件強度及加工精度，需安排熱處理等輔助工序。

(1).鍛件的熱處理，消除應力，提高材料的加工工藝性能

(2).鉆孔前應進行的清洗工作

(3).檢查工序，保證符合零件圖樣所要求的技術要求 3.1.7加工工序的設計 詳見機械加工工序卡：

3.2機床、夾具、量具的選擇

3.2.1機床的選擇

根據各待加工表面的犍點，再耋虐到提高加工效率及經透性，盡可能選擇數控機床和專用機床。加工工序主要有車、膛、磨、齒輪成型、鉆，各機床類型為CA6140，Z515，Y3150，YK83250，M1432A。3.2.2刀具的選擇

根據工件的材料，刀具耐用度，再考慮到換刀時間、加工經濟性帶來的影響，選擇的刀具如下：

切槽刀、插齒刀、滾齒刀、錐柄麻花鉆、CBN砂輪、45°直頭外圓車刀、90°直頭外圓車刀。3.2.3量具的選擇

在各加工工序中，沒有出現難以測量的表面或輪廓，故長度、直徑用游標卡尺和螺旋測微器即可；孔用塞規用來檢查孔的直徑。

3.2.4夾具的選擇

在零件的加工過程中，工件的定位直接關系到工件的加工質量。而工件的定位又和夾具息息相關。各定位夾具選擇如下：

粗車小端端面和外圓，用三抓卡盤夾緊大端，大端端而用作軸向定位。

大端端面加工時，同樣是用三抓卡盤夾住小端外圓面。

插齒、滾齒加工，各有相應的夾具，以及磨床夾具等。

鉆床夾具設計詳見第四章 第四章 齒輪加工機床夾具設計

4.1專用機床夾具設計目的

機床夾具是機床上用以裝夾工件和引導刀具的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床或刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。夾具一般可分為通用夾具、專用夾具、通用可調夾具和成組夾具、組合夾具、隨性夾具。此處設計的，為供大批量生產用的專用夾具。

設計專用的夾具，目的如下：

1、提高生產率

2、保證加工精度

3、擴大機床的使用范圍

4、降低生產成本、改善工人的勞動條件

4.2機床夾具的作用與組成

機床夾具是在機床上加工零件時所使用的一種工藝裝備，其主要功用是實現工件的定位與夾緊，使工件加工時相對于機床、刀具有正確的位置，以保證工件的加工質量和生產效率能達到設計要求。

夾具通常由定位元件，夾緊裝置，對刀、引導元件或裝置，連接元件，其他裝置或元件，夾具體等組成。

夾具設計時常用的零部件的規格和型號已有國家標準或部頒標準，可直接查閱選用。

4.3機床夾具設計的基本要求

(1)保證工件的加工精度

夾具應采用合理的定位、夾緊方案，選擇合適的定位、夾緊元件，保證工 件的加工精度。

(2)提高勞動生產率

夾具設計應合理，能縮短輔助時間，提高生產效率。

(3)良好的加工使用性能

夾具結構應簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗、維修。使用簡便、安全、可靠，減輕勞動強度。

(4)經濟性好

夾具元件標準化程度高，成本低廉，根據生產批量，應設計不同復雜程度的夾具，以提高生產的經濟效益。

4.4機床夾具設計的一般步驟

1．明確設計任務與收集設計資料

夾具設計的第一步是在已知生產綱領的前提下，研究被加工零件的零件圖、工序卡、工藝規程和設計任務書，對工件進行工藝分析。其目的首先是了解零件的結構特點、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。其次是根據設計任務收集有關資料，如機床的技術參數。

2．擬定夾具結構方案和繪制夾具草圖

①確定工件的定位方案，選擇定位元件，設計定位裝置

②確定工件的夾緊方式，選擇夾緊裝置，設計夾緊裝置

③確定對刀或導向方案，設計對刀或導向元件和裝置

④確定夾具和機床的連接方式，設計連接元件及安裝表面

⑤確定和設計其他裝置及元件的結構形式，如分度裝置、吊裝元件等

⑥確定夾具體的結構形式及夾具在機床上的安裝方式

⑦繪制夾具草圖，并標注尺寸、公差和技術要求

3．進行必要的分析計算，審查方案，改進設計

在確定夾具結構方案的過程中，進行必要的計算。根據加工工件的尺寸，確定夾具的尺寸并繪出夾具草圖。

夾具草圖如下：

4．繪制夾具裝配總圖

5．繪制夾具零件圖，標準件給出其型號

4.5專用齒輪加工夾具的設計

齒輪加工夾具的工作原理：芯軸限制四個自由度，軸套限制一個自由度，六角螺栓夾緊后起到夾緊和定位作用。4.5.1主要部件的設計

主要部件有夾具體、兩個套筒、墊塊。詳細尺寸見裝配圖 4.5.2其他部件的選擇

兩個六角螺栓，墊片

心得體會

通過這段時間的機械制造技術基礎課程設計，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識；通過設計實踐，樹立了正確的設計思想，增強創新意思和競爭意識，熟悉掌握了機械設計的一般規律，也培養了分析和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及對運用技術標準、規范、設計手冊等相關設計資料的查閱，對自己進行了一個全面的機械設計基本技能的訓練。

在具體做的過程中，從設計到計算，從分析到繪圖，讓我更進一步的明白了作為一個設計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴謹的態度和不厭其煩的細心，要有精益求精、追求完美的一種精神。在這個過程中也遇到了些許的問題，在面對這些問題的時候自己曾焦慮，但是最后還是解決了。才發現當我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的，這當然也會影響我們的結果．很多時候問題的出現所期待我們的是一種解決問題的心態，而不是看我們過去的能力到底有多強，那是一種態度的端正和目的的明確，只有這樣把自己身置于具體的問題之中，我們才能更好的解決問題．。

另外，在整個課程設計過程中，小組成員分工明確、相互協作，遇到有疑問的地方集體商議，找出好的解決方法。隨著社會的發展，我們遇到的挑戰越來越多，僅憑自己的能為，很難完成一個設計任務，而通過團隊合作，每個人都能發揮自己的長處，找到適合自己的位置，從而高效率、高質量的完成設計任務。

做完了課程設計，對以前所學的只是有了更深的理解。知識只有放在實踐運用上才能體現他的價值、才能更好地被大家接受，也能更好的被自己掌握。

第四篇：機械制造技術基礎課程設計任務書

機械制造技術基礎 課程設計指導

湖南工業大學機械工程學院

目 錄

第一章 概述…………………………………………………01 第二章 機械加工工藝規程的制定…………………………07 第一節 零件的分析與毛坯的選擇 ………………………08 第二節 工藝路線的擬定 …………………………………10 第三節 工序設計及工藝文件的填寫 ……………………12 第三章

附錄一 機械制造技術基礎課程設計說明書實例…………

附錄二 部分相關標準………………………………………

機床夾具設計 ……………………………………14

第一章 概述

機械制造技術基礎課程設計，是以切削理論為基礎、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術基本能力的培養；是綜合運用機械制造技術的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學環節；是對學生運用所掌握的“機械制造技術基礎”知識及相關知識的一次全面訓練。

機械制造技術基礎課程設計，是以機械制造工藝及工藝裝備為內容進行的設計。即以所選擇的一個中等復雜程度的中小型機械零件為對象，編制其機械加工工藝規程，并對其中某一工序進行機床專用夾具設計。

一、課程設計的目的

機械制造技術基礎課程設計是作為未來從事機械制造技術工作的一次基本訓練。通過課程設計培養學生制定零件機械加工工藝規程和分析工藝問題的能力，以及設計機床夾具的能力。在設計過程中，學生應熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數據庫。

1、能熟練運用機械制造技術基礎課程中的基本理論以及在生產實踐中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。

2、提高結構設計能力。學生通過夾具設計的訓練，應獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。

3、學會使用手冊、圖表及數據庫資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。

二、課程設計的內容

1、課程設計題目。

機械制造技術基礎課程設計題目為：XXXX零件的機械加工工藝規程及工藝裝備設計

2、課程設計的內容。

課程設計包括編制工藝規程、設計夾具及編寫課程設計說明書三部分內容。

（1）編制工藝規程

工藝規程的編制主要包括以下四個內容：

①零件工藝分析。抄畫零件圖，熟悉零件的技術要求，找出加工表面的成型方法。

②確定毛坯。選擇毛坯制造方法，確定毛坯余量，畫出毛坯圖。③擬定工藝路線。確定加工方法，選擇加工基準，安排加工順序，劃分加工階段，選取加工設備及工藝裝備。

④進行工藝計算，填寫工藝文件。計算加工余量、工序尺寸，選擇、計算切削用量，確定加工工時，填寫機械加工工藝過程綜合卡及機械加工工序卡。

（2）夾具設計。

夾具設計主要進行下面四個方面的工作：

①夾具方案的確定。根據工序內容的要求，確定定位元件，選擇夾緊方式，布臵對刀、導引件，設計夾具體。

②夾具總體設計。繪制夾具結構草圖、繪制夾具總裝圖，拆畫夾具體零件圖。

③夾具計算。定位誤差的計算，夾緊力的計算。（3）課程設計說明書。內容包括：課程設計封面、課程設計任務書、目錄、正文（工藝規程和夾具設計的基本理論、計算過程、設計結果）、參考資料。

三、課程設計的要求

1、基本要求

（1）工藝規程設計的基本要求

機械加工工藝規程是指導生產的重要技術文件。因此制定機械加工工藝規程應滿足如下基本要求：

①應保證零件的加工質量，達到設計圖紙上提出的各項技術要求。在保證質量的前提下，能盡量提高生產率和降低消耗。同時要盡量減輕工人的勞動強度。

②在充分利用現有生產條件的基礎上，盡可能采用國內外先進工藝技術。

③工藝規程的內容，應正確、完整、統一、清晰。工藝規程編寫，應規范化、標準化。工藝規程的格式與填寫方法以及所用的術語、符號、代號等應符合相應標準、規定。

（2)夾具設計的基本要求

設計的夾具在滿足工藝要求，有利于實現優質、高產、低耗，改善勞動條件的同時，還應滿足下列要求：

①所設計夾具必須結構性能可靠、使用安全、操作方便。②所設計夾具應具有良好的結構工藝性，便于制造、調整、維修，且便于切屑的清理、排除。

③所設計夾具，應提高其零部件的標準化、通用化、系列化。④夾具設計必須保證圖紙清晰、完整、正確、統一。

2、學生在規定的時間內應交出的設計文件

（1）零件圖 1張（2）毛坯圖 1張（3）機械加工工藝過程綜合卡 1套（4）機械加工工序卡 1張（5）機床夾具總裝圖 1張（6）機床夾具零件圖 1張（7）課程設計說明書 1份

四、課程設計進度安排

課程設計計劃時間三周，具體安排如下：

1、布臵設計任務、查閱相關資料； 0.5天

2、繪制零件圖、毛坯圖； 2天

3、設計零件的加工工藝規程； 2天

4、設計指定工序的工序卡； 2天

5、設計夾具結構、繪制草圖； 2.5天

6、繪制夾具裝配圖； 3天

7、拆畫零件圖； 1天

8、整理設計說明書； 1天

9、審圖； 1天

10、答辯； 1天

五、注意事項：

1、設計中制圖按照標準、規范進行。標題欄、明細欄格式見附錄。

2、綜合工藝過程卡、工序卡按照附錄規定格式要求填寫。

3、工序簡圖應標注的四個部分：（1）定位符號及定位點數；（2）夾緊符號及指向的夾緊面；

（3）加工表面，用粗實線畫出加工表面，并標上加工符號，其中該工序的加工表面為最終工序的表面時，加工符號上應標注粗糙度數值。其他工序不標粗糙度數值；

（4）工序尺寸及公差。定位、夾緊符號參見附錄。

第二章 機械加工工藝規程的編制

編制機械加工工藝規程前，應至少具備下列原始資料： ①產品的零件圖；

②產品的生產類型或者是零件的生產綱領。

如有可能，收集產品的總裝圖、同類產品零件的加工工藝以及生產現場的情況（設備、人員、毛坯供應）等。

編制機械加工工藝規程時，應首先遵循以下原則：

①應以保證零件加工質量，達到設計圖紙規定的各項技術要求為前提；

②在保證加工質量的基礎上，應使工藝過程有較高的生產效率和較低的成本；

③應充分考慮零件的生產綱領和生產類型，充分利用現有生產條件，并盡可能做到平衡生產；

④盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產，創造良好、文明的勞動條件；

⑤積極采用先進技術和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應符合環境保護要求。

編制機械加工工藝規程中，可以按照下列程序進行： ①繪制零件圖，分析零件特點，找出主要要求。②確定零件各表面的成型方法及余量，繪制毛坯圖。③安排加工順序，制訂工藝路線。③進行工序計算。④填寫工藝文件。

第一節 零件的分析與毛坯的選擇

一、零件分析

零件分析主要包括：分析零件的幾何形狀、加工精度、技術要求，工藝特點，同時對零件的工藝性進行研究。

1、抄畫零件圖。了解零件的幾何形狀、結構特點以及技術要求，如有裝配圖，了解零件在所裝配產品中的作用。

零件由多個表面構成，既有基本表面，如平面、圓柱面、圓錐面及球面，又有特形表面，如螺旋面、雙曲面等。不同的表面對應不同的加工方法，并且各個表面的精度、粗糙度不同，對加工方法的要求也不同。

2、確定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，結合生產類型，可查閱工藝手冊（或附錄表）中典型表面的典型加工方案和各種加工方法所能達到的經濟加工精度，選取該表面對應的加工方法及經過幾次加工。查各種加工方法的余量，確定表面每次加工的余量，并可計算得到該表面總加工余量。

3、確定主要表面。按照組成零件各表面所起的作用，確定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比較嚴，在設計工藝規程是應首先保證。

零件分析時，著重抓住主要加工面的尺寸、形狀精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位臵精度要求，做到心中有數。

二、確定毛坯

1、選擇毛坯制造方法

毛坯的種類有：鑄件、鍛件、型材、焊接件及沖壓件。確定毛坯種類和制造方法時，在考慮零件的結構形狀、性能、材料的同時，應考慮與規定的生產類型（批量）相適應。對應鍛件，應合理確定其分模面的位臵，對應鑄件應合理確定其分型面及澆冒口的位臵，以便在粗基準選擇及確定定位和夾緊點時有所依據。

2、確定毛坯余量。

查毛坯余量表（參見附錄），確定各加工表面的總余量、毛坯的尺寸及公差。

余量修正。將查得的毛坯總余量與零件分析中得到的加工總余量對比，若毛坯總余量比加工總余量小，則需調整毛坯余量，以保證有足夠的加工余量；若毛坯總余量比加工總余量大，怎考慮增加走刀次數，或是減小毛坯總余量。

3、繪制毛坯圖。

毛坯輪廓用粗實線繪制，零件實體用雙點畫線繪制，比例盡量取1:1。毛坯圖上應標出毛坯尺寸、公差、技術要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。

第二節 工藝路線的擬定

零件機械加工工藝過程是工藝規程設計的中心問題。其內容主要包括：選擇定位基準、安排加工順序、確定各工序所用機床設備和工藝裝備等。

零件的結構、技術特點和生產批量將直接影響到所制定的工藝規程的具體內容和詳細程度，這在制定工藝路線的各項內容時必須隨時考慮到。

以上各方面與零件的加工質量、生產率和經濟性有著密切的關系，“優質、崗產、低耗”原則必須在此化解中得到統一的解決。因此，設計時應同時考慮幾個方案，經過分析比較，選擇出比較合理的方案。

一、定位基準的選擇

正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容．也是保證零件加工精度的關鍵。

定位基準分為精基準、粗基準及輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經加工的表面做為定位基準(粗基準)。在后續工序中，則使用已加工表面作為定位基準(精基準)。為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準，用以定位。

選擇定位基準時，既要考慮零件的整個加工工藝過程，又要考慮零件的特征、設計基準及加工方法，根據粗、精基準的選擇原則，合理選定零件加工過程中的定位基準。

通常在制定工藝規程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，即先選擇零件表面最終加工所用精基準和中間工序所用的精基準，然后再考慮選擇合適的最初工序的粗基準把精基準面加工出來。

二、擬定零件加工工藝路線

在零件分析中確定了各個表面的加工方法以后，安排加工順序就成了工藝路線擬定的一個重要環節。

通常機加工順序安排的原則可概括為十六個字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照這個原則安排加工順序時可以考慮先主后次，將零件分析主要表面的加工次序作為工藝路線的主干進行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果還有光整加工，可以放在工藝路線的末尾，次要表面穿插在主要表面加工順序之間；多個次要表面排序時，按照喝主要表面位臵關系確定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基準面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最終檢驗。

對熱處理工序、中間檢驗等輔助工序，以及一些次要工序等，在工藝方案中安排適當的位臵，防止遺漏。

對于工序集中與分散、加工階段劃分的選擇，主要表面粗、精加工階段要劃分開，如果主要表面和次要表面相互位臵精度要求不高時，主要表面的加工盡量采取工序分散的原則，這樣有利于保證主要表面的加工質量。

根據零件加工順序安排的一般原則及零件的特征，在擬定零件加工工藝路線時，各種工藝資料中介紹的各種典型零件在不同產量下的工藝路線（其中已經包括了工藝順序、工序集中與分散和加工階段的劃分等內容），以及在生產實習和工廠參觀時所了解到的現場工藝方案，皆可供設計時參考。

三、選擇設備及工藝裝備 設備（即機床）及工藝裝備（即刀具、夾具、量具、輔具）類型的選擇應考慮下列因素：

1、零件的生產類型；

2、零件的材料；

3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

4、零件的結構特點；

5、該工序的加工質量要求以及生產率和經濟性等相適應。選擇時還應充分考慮工廠的現有生產條件，盡量采用標準設備和工具。

設備及工藝裝備的選擇可參閱有關的工藝、機床和刀具、夾具、量具和輔具手冊。

四、工藝方案和內容的論證

根據設計零件的不同的特點，可有選擇地進行以下幾方面的工藝論證：

1、對比較復雜的零件，可考慮兩個甚至更多的工藝方案進行分析比較，擇優而定，并在說明書中論證其合理性。

2、當零件的主要技術要求是通過兩個甚至更多個工序綜合加以保證時，應對有關工序驚醒分析，并用工藝尺寸鏈方法加以計算，從而有根據地確定該主要技術要求得以保證。

3、對于影響零件主要技術要求且誤差因素較復雜的重要工序，需要分析論證如何保證該工序技術要求，從而明確提出對定位精度、夾具設計精度、工藝調整精度、機床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影響）等方面的要求。

4、其它的在設計中需要應加以論證分析的內容。

第三節 工序設計及工藝文件的填寫

一、工序設計

對于工藝路線中的工序，按照要求進行工序設計，其主要內容包括：

1、劃分工步。根據工序內容及加工順序安排的一般原則，合理劃分工步。

2、確定加工余量。用查表法確定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯總余量已由毛坯（圖）在設計階段定出，故粗加工工序（工步）余量應由總余量減去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面僅需一次粗加工即成活，則該表面的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總余量。

3、確定工序尺寸及公差。對簡單加工的情況，工序尺寸可由后續加工的工序尺寸加上名義工序余量簡單求得，工序公差可用查表法按加工經濟精度確定。對加工時有基準轉換的較復雜的情況，需用工藝尺寸鏈來求算工序尺寸及公差。

4、選擇切削用量。切削用量可用查表法或訪問數據庫方法初步確定，再參照所用機床實際轉速、走刀量的檔數最后確定。

5、確定加工工時。對加工工序進行時間定額的計算，主要是確定工序的機加工時間。對于輔助時間、服務時間、自然需要時間及每批零件的準備終結時間等，可按照有關資料提供的比例系數估算。

二、填寫工藝文件

1、填寫機械加工工藝過程綜合卡

工藝過程綜合卡的格式參見附錄。該工藝過程綜合卡包含上面內容所述的有關選擇、確定及計算的結果。機械加工以前的工序如鑄造、人工時效等在工藝過程綜合卡中可以有所記載，但不編工序號，工藝過程綜合卡在課程設計中只填寫本次課程設計所涉及到的內容。

2、填寫指定工序的機械加工工序卡

該工序由知道教師指定。其工序卡的格式參見附錄。該工序卡除包含上面內容所述的有關選擇、確定及計算的結果之外，在工序卡上要求繪制出工序簡圖。

工序簡圖按照縮小的比例畫出，不一定很嚴格。如零件復雜不能在工序卡片中表示時，可用另頁單獨繪出。工序簡圖盡量選用一個視圖，圖中工件是處在加工位臵、夾緊狀態，用細實線畫出工件的主要特征輪廓。工序簡圖的標注見“第一章概述”中“

五、注意事項”的第3條。

第三章 夾具設計

夾具設計一般在零件的機械加工工藝制定之后按照某一工序的具體要求進行的。制定工藝過程應充分考慮夾具實現的可能性 而設計夾具時，如確有必要也可以對工藝過程提出修改意見。夾具設計質量的高低，應以能否穩定的保證工件的加工質量，生產效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、維護容易等為其衡量指標。

第一節 夾具設計的步驟

一般情況下，夾具設計大致可分為四個步驟，即收集和研究有關資料，確定夾具的結構方案、繪制夾具總圖和確定并標注有關尺寸、公差及技術條件。

一、收集和研究有關資料

工藝人員在編制零件的機械加工工藝過程中，應提出相應的家具設計書，對其中的定位基準、夾緊方案及有關要求做出說明。夾具設計人員，則應根據夾具設計任務書進行夾具的結構設計，為了使所設計的夾具能夠滿足上述基本要求，設計前要認真收集和研究如下有關資料

生產批量

被加工零件的生產批量對工藝過程的制定和夾具設計都有著十分重要的影響。夾具結構的合理性及經濟性與生產批量有著密切的關系。大批大量生產多采用氣動、液動或其他機動夾具，其自動化程度高，同時夾緊的工作數量多，結構也比較復雜。中小批生產，易采用結構簡單，成本低廉的手動夾具，以及萬能通用夾具或組合夾具。

零件圖及工序圖

零件圖是夾具設計的重要資料之一，它給出了工件在尺寸，位臵等方面精度的總要求。工序圖則給出了所用夾具加工工件的工序尺寸，工序基準，已加工表面，待加工表面，工序加工精度要求等等，它是設計夾具的主要依據。

零件工藝規程

零件的工藝規程表明了該工序所用的機床，刀具，加工余量，切削用量，工步安排，工時定額及同時加工的工件數目等等，這些都是確定夾具的尺寸，形式，加緊裝臵以及夾具與機床連接部分的結構尺寸的主要依據。

夾具典型結構及其有關標準 設計夾具還要收集典型夾具結構圖冊和有關夾具零部件標準等資料。了解本廠制造，使用夾具情況以及國內外同類型夾具的資料，以便使所設計的夾具能夠適合本廠實際，吸取先進經驗，并盡量采用國家標準。

二、確定夾具的結構方案

在廣泛收集和研究有關資料的基礎上，著手擬定夾具的結構方案，主要包括：

1、根據工件的定位原理，確定工件的定位方式，選擇定位元件；

2、確定工件的夾緊方式，選擇適宜的夾緊裝臵；

3、確定刀具的對準及導引方式，選取刀具的對刀及導引元件；

4、確定其他元件或裝臵的結構型式，如定向元件，分度裝臵等；

5、協調各元件，裝臵的布局，確定夾具的總體結構和尺寸。在確定夾具結構方案的過程中，工件定位，夾緊，對刀和夾具在機床定位等各部分的結構以及總體布局都會有幾種不同的方案可供選擇，因而，都應畫出草圖，并通過必要的計算（如定位誤差及夾緊力計算等）和分析比較，從中選取較為合理的方案。

三、繪制夾具總圖

繪制夾具總圖應遵循國家制圖標準，繪圖比例應盡量取1：1，以便使圖形有良好的直觀性。如被加工工件的尺寸過大，夾具總圖可按1：2或1：5的比例繪制；如被加工工件尺寸過小，總圖也可按2：1或5：1的比例繪制；夾具總圖中視圖的布臵也應符合國家制圖標準，在能清楚表達夾具內部結構和各元件內部結構和各元件，裝臵位臵關系的情況下，視圖的數目應盡量少。

總圖的主視圖應取操作者實際工作時的位臵，以便于夾具裝配及使用時參考。被加工工件在夾具中被看作為透明體，所畫的工件輪廓線于夾具上的任何線彼此獨立，不相干涉，其外廓以黑色雙點劃線表示。

繪制總圖的順序是先用雙點劃線匯出工件輪廓外形和主要表面的幾個視圖，并用網紋線表示出加工余量。圍繞工件的幾個視圖依次繪出定位元件，夾緊機構，對刀及夾具定位元件以及其他元件，位臵，最后繪制出夾具體及連接元件，把夾具的各組成元件和裝臵連成一體。

夾具總圖上，還應劃出零件明細表和標題欄，寫明夾具名稱及零件明細表上所規定的內容。

四、確定并標注有關尺寸及技術條件

1、應標注的尺寸及公差

在夾具總圖上應標注的尺寸，公差有下列五類：

工件與定位元件的聯系尺寸：常指工件以孔為心軸或定位銷上（或工件以外圓在內孔中）定位時，工件定位表面與夾具上定位元件間的配合尺寸。

夾具與刀具的聯系尺寸：用來確定夾具上對刀，導引元件位臵的尺寸。對于銑，刨床夾具，是指對刀元件與定位元件的位臵尺寸；對于鉆，鏜床夾具，則是指鉆（鏜）套與定位元件間位臵尺寸，鉆（鏜）套之間的位臵尺寸，以及鉆（鏜）套與刀具導向部分的配合尺寸等。

夾具與機床的聯系尺寸：用于確定夾具在機床上正確位臵的尺寸。對于車，磨床夾具，主要是指夾具與主軸端的配合尺寸；對于銑，刨床夾具，則是指夾具上的定位鍵與機床工作臺上的T型槽的配合尺寸。夾具內部的配合尺寸：它們與工件，機床，刀具無關，主要是為了保證夾具裝配后能滿足規定的使用要求。

夾具的外廓尺寸：一般是指夾具最大外形輪廓尺寸。若夾具上有可動部分，應包括可動部分處于極限位臵所占的尺寸空間。

上述諸尺寸公差的確定可分為兩種情況處理：一是夾具上定位元件之間，對刀，導引元件之間的尺寸公差，直接對工件上相應的加工尺寸發生影響，因此可根據工件的加工尺寸公差確定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3—1/5。二是定位元件與夾具體的配合尺寸，夾緊裝臵各組成零件間的配合尺寸公差等，則應根據其功用和裝配要求，按一般公差與配合原則決定。

2、應標注的技術條件

在夾具總圖上應標注的技術條件（位臵精度要求）有如下幾個方面：

（1）定位元件之間或定位元件與夾具體底面間的位臵要求，其作用是保證工件加工面與工件定位基準面間的位臵精度。

（2）定位元件與連接元件（或找正基面）間的位臵要求。如圖2-6中，為保證鍵槽與工件軸心線平行，定位元件V型塊的中心線必須與夾具定向鍵側面平行。

（3）對刀元件與連接元件（或找正基面）間的位臵要求。如對刀塊的側對刀面向對于兩定向鍵側面的平行度要求，是為了保證所銑鍵槽與工件軸心線的平行度

（4）定位元件與導引元件的位臵要求。如圖3-1所示，若要求所鉆孔的軸心線與定位基準面垂直，必須以夾具上鉆套軸線與定位元件工作表面A垂直及定位元件工作表面A雨夾具體底面B平行為前提。

上述技術條件是保證工件相應的加工要求所必需的，其數值應取工件相應技術要求所定的數值的1/3—1/5。

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第二節 夾具設計舉例

圖3-2所示為CA6140車床上接頭的零件圖。該零件系大批量生產，材料為45號鋼，毛坯采用模鍛件。現要求設計加工該零件上尺寸為28H11的槽口所使用的夾具。圖3-2 CA6140車床上接頭的零件圖

零件上槽口的加工要求是：保證寬度

28H11，深度40mm，表面粗糙度側面為Ra3.2μm，底面為Ra6.3μm。并要求兩側面對孔ф20H7的軸心線對稱，公差為0.1mm；兩側面對孔ф10H7的軸心線垂直，其公差為0.1mm。

零件的加工工藝過程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未進行加工外，其他各面均已加工達到圖紙要求。槽口的加工采用三面刃銑刀在臥式銑床上進行。

一、工件裝夾方案的確定

工件裝夾方案的確定，首先應考慮滿足加工要求。槽口兩側面之間的寬度28H11取決于銑刀的寬度，與夾具無關，而深度40mm則由調整刀具相對夾具的位臵保證。兩側面對孔ф10H7軸心線的垂直度要求，因該孔尚未進行加工，故可在后面該孔加工工序中保證。為此，考慮定位方案，主要應滿足兩側面與孔ф20H7軸心線的對稱度要求。根據基準重合的原則，應選孔ф20H7的軸心線為第一定位基準。由于要保證一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也應限制。此外，從零件的工作性能要求可知，需要加工的兩側面應與已加工過的兩外側面互成90度，因此在工作定位時還必須限制繞孔ф20H7的軸心線的不定度。故工件的定位基準的選擇如圖3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y軸和繞x,y軸的不定度）之外，還應以一端面（限制沿z軸的不定度）和一外側面（限制繞z軸的不定度）進行定位，共限制六個不定度，屬于完全定位。

工件定位方案的確定除了考慮加工要求外，還應結合定位元件的結構及夾緊方案實現的可能性而予以最后確定。對接頭這個零件，銑槽口工序的夾緊力方向，不外乎是沿徑向或沿軸向兩種。如采用如圖3.4（a）所示的沿徑向夾緊的方案，由于ф20H7孔的軸心線是定位基準，故必須采用定心夾緊機構，以實現夾緊力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直徑較小，受結構限制不易實現，因此，采用如圖3.4（b）所示的沿軸向夾緊的方案較為合適。

在一般情況下，為滿足夾緊力應主要作用于第一定位基準的要求，YXXZ

就應將定位方案改為以上端面A作為第一定位基準。此時，ф20H7孔軸心線以及另一外側面則為第二，第三定位基準。若以上端面A為主要定位基準，雖然符合“基準重合”原則，但由于夾緊力需自下而上布臵，將導致夾具結構復雜化。考慮到孔ф20H7下端面B及端臺C均是在一次裝夾下加工的，它們之間有一定的位臵精度，且槽口深度尺寸40mm為一般公差，故改為以B或C面為第一定位基準，也能滿足加工要求。為使定位穩定可靠，故宜選取面積較大的C面為第一定位基準。定位元件則可相應選取一個平面（限制三個不定度），一個短圓柱銷（與D面接觸限定一個不定度），如圖3.5所示，這時夾緊力就可自上而下施加于工件上。由于上端面A的中間部分還要進行加工，故只能從兩邊進行夾緊。

考慮到工件為大批生產，為提高生產效率，減輕工人勞動強度，易采用氣動夾緊，即以壓縮空氣為動力源。若將氣缸水平方向的作用力轉變為垂直方向的夾緊力，可利用氣缸活塞桿推動一開有斜面槽的滑塊，使兩勾形壓板同時向下壓緊工件。為縮短工作行程，斜槽做成兩個升角，前端的大升角用于加大夾緊空行程，后端的小升角用于夾緊工件并自鎖。當勾形壓板向上松開工作時，靠其上斜槽的作用使勾型壓板向外張開。加緊裝臵的工作原理如圖3.6所示。

工件裝夾方案確定以后，要進行定位誤差計算以確定定位元件的結構尺寸與精度，進行夾緊力計算以確定夾緊氣缸的尺寸及結構形式。同時對夾緊機構中的薄弱環節進行強度校核以確定夾緊元件的結構尺寸。

二、其他元件的選擇與設計

夾具的設計除了考慮工件的定位和夾緊之外，還要考慮夾具如何在機床上定位，以及刀具相對夾具的位臵如何得到確定。

對銑床夾具而言，在機床上是以夾具體底面與銑床工作臺面接觸和夾具體上兩個定位鍵與錟床工作臺上的T形槽配合而定位的。定位鍵的結構和使用情況可由夾具設計手冊查得。

調整刀具與夾具的相對位臵是為了保證刀具相對工件有一個正確位臵，以保證工序加工要求。銑床夾具上調刀最方便的方法是在夾具上安裝一個對刀裝臵（通常為對刀塊）。圖2-96所示的銑槽口夾具，為保證對稱性及深度要求，采用了一個直角對刀塊。設計時應使對刀塊的工作面（對刀面）與定位元件的工作面有位臵尺寸精度要求，其公差一般取相應工序尺寸公差的1/3—1/5。對刀面相對定位元件的位臵尺寸，由于對刀時銑刀與對刀面之間留有一定的空隙（為避免刀具直接與對刀塊接觸），計算時必須加以考慮。

三、夾具總圖的繪制

在上述確定工件定位，夾緊方案，選擇和設計相應定位元件和夾緊裝臵，以及選取和設計夾具的其他元件之后，即可進行夾具總圖的繪制。接頭零件銑槽口工序夾具總圖如圖3.7所示。

在夾具總圖上應標注的五類尺寸為： 工件定位孔與定位銷4的配合尺寸為

對刀元件的對刀面與定位元件中心線及工作面間的位臵尺寸為 及

夾具定位鍵 與夾具底座的配合尺寸為

夾具內部的配合尺寸為：定位銷4與支座2的配合尺寸為；擋銷20與支座2的配合尺寸為；軸銷9與滑塊13的配合尺寸為；軸銷9與連接軸5的配合尺寸為；鉤形壓板1與支座2的配合尺寸為

夾具的外廓尺寸為mm 在夾具總圖上應標注的技術條件為：

定位銷4和擋銷20的位臵尺寸為和；定位平面與夾具體底面的平行度公差為0.05mm。

對刀塊的側對刀塊相對于兩定位鍵18鍘面的平行度公差為等。

夾具總圖繪制完畢，還應在夾具設計說明書中，就夾具的使用，維護和注意事項等給予簡要地說明。

附錄1 課程設計說明書

例一 CA6140車床撥叉機械加工工藝規程及工藝裝備設計:

序言

大三下學期我們進行了《機械制造基礎》課的學習，并且也進行過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業設計之前對所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,我們進行了本次課程設計。

通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。另外，在設計過程中，經過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助，我順利完成了本次設計任務。

由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。

一、零件的分析(一)零件的作用

題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機構相連，二下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。(二)零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：

1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔

2、大頭半圓孔Φ50

3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規的加工工藝均可保證。

二、確定毛坯

1、確定毛坯種類：

零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。

2、確定鑄件加工余量及形狀：

查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：

簡

圖

加工面代號

基 本 尺

加工余量等級

加工余量

說

明

寸

D1 D2

T2 T3 T4 50 30 12 12

H H H H H

10?2 3.5?2 5 5

孔降一級雙側加工 孔降一級雙側加工

單側加工 單側加工 單側加工

3、繪制鑄件毛坯圖

三、工藝規程設計

(一)選擇定位基準：

粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。

精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。

（二）制定工藝路線

根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：

工序Ⅰ 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅱ 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅲ 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅳ 鉆、擴Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序Ⅴ 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準，采用T616臥式鏜床加專用夾具；

工序Ⅵ 銑斜肩，以D1和T2為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅶ 精銑Φ20下端面，以T2為基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅷ 精銑Φ20上端面，以T1為基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅸ 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序Ⅹ 精銑Φ50端面，以D1為基準，采用X51立式銑床加專用夾具；

工序Ⅺ 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準，采用T616臥式鏜床加專用夾具；

工序Ⅻ 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序ⅩⅢ 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；

工序ⅩⅣ 銑斷，以D1為基準，采用X60臥式銑床加專用夾具； 工序ⅩⅤ 去毛刺； 工序ⅩⅥ 終檢。

（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定

1、圓柱表面工序尺寸：

前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：

加工表面 加工內容

加工余量

精度等級

工序尺寸

表面粗 糙度

工序余量 最小

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093 φ50IT12（D2）鑄件 粗鏜 半精鏜

7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

?43?2.8

?0.250 ?470?0.100 ?500?0.110 ?180?0.084 ?19.80?0.033 ?19.940?0.021 ?200

φ20IT7（D1）鉆 擴 粗鉸 精鉸

2、平面工序尺寸：

工序號

01 鑄件 粗銑φ20孔下端面

02 03 07 08 10 粗銑φ20孔上端面 粗銑φ50孔上端面 精銑φ20孔下端面 精銑φ20孔上端面 精銑φ50孔端面 1.0×2

12.0

1.0

30.0

1.0

31.0

4.0

14.0

4.0

32.0

5.0 4.0

36.0

CT12 12 工序內容 加工余量

基本尺寸

經濟精度

工序尺寸偏差

最小

1.5

工序余量

最大

7.75

?2.5

0?0.25

0?0.25

1.5 1.8 0.75 0.75 0.951

7.75 6.38 1.283 1.283 1.016

0?0.1800?0.0330?0.033?0.016?0.0163、確定切削用量及時間定額：

工序Ⅰ

粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準 1.加工條件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑φ20孔下端面，加工余量4mm;機床：X51立式銑床；

刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數z=12,故根據《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）確定切削深度ap

因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz

由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時：

fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準

根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據《簡明手冊》表3.8）。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據《切削手冊》表3.16，當d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：

vc?cvd0qvkv pvmTapxvfzyvaeuvzxv?0.15，yv?0.35，其中 ae?72mm，ap?4mm，Cv?245，qv?0.2，uv?0.2kv?kMv?kSv?1.0?0.8?0.8，pv?0，m?0.32，T?180min，fz?0.18mm/z，Z?12，將以上數據代入公式： vc?245?125?0.2?0.8?142m/min

1800.32?4?0.15?0.08?0.35?72?0.2?12確定機床主軸轉速：

ns?1000vc?361r/mi。n ?dw根據《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為： vc=?d0n=3.14?125?300m/min=118m/min 10001000f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率

根據《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序Ⅱ

粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準，；

切削用量和時間定額及其計算過程同工序Ⅰ。工序Ⅲ 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準 刀具：YG6硬質合金端銑刀，d0?40mm,z?6 機床：X51立式銑床 根據《切削手冊》查的，fz?0.13mm/z,ap?4mm

現采用X51立式銑床，根據《簡明手冊》4.2-36查得取nw?300r/min，故實際切削速度

v??dwnw1000???40?3001000?37.7m/min

當nw?300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為

fm?fz?z?nw?0.13?10?300?390mm/min

查說明書，取計算切削工時 fm?400mm/min

L?72?y???72?10?82mm

因此tm?Lf?m82?0.205min 390工序Ⅳ

鉆、擴Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT10。1.選擇鉆頭

根據《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度l1?1.5mm，2??100°，??30°

2.選擇切削用量

（1）確定進給量 按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，ld?3018?1.67?3，由《切削手冊》表

f?0.43~0.53mm/r，2.7,系數為0.5,則：

f?(0.43~0.53)?0.5?(0.215~0.265)mm/r

按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進給量為：f?2.0mm/r；

按機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為f?0.93mm/r。

以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量f?0.22mm/r。

由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。

根據《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數為1.0，故Ff=2500N。根據Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命

后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命T?45min．

（3）切削速度

查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：

cvd0zvvc?mxvTapfyvkv

（m/min）

其中，Cv?9.5，d0?18mm，zv?0.25，m?0.125，ap?9，xv?0，yv?0.55，f?0.22，查得修正系數：kTv?1.0，=，klv?0.85，ktv?1.0，故實際的切削速度：

9.5?180.25vc?0.125?0.85?9.5m/min 0.5560?1?0.2

2（4）檢驗機床扭矩及功率

查《切削手冊》表2.20，當f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數均為1.0，故MC=31.78 N?m。查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。

查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書，PCEE?2.8?0.81?2.26kw。

由于Mc?Mm，P?P，故切削用量可用，即：

f?0.22mm/r，n?nc?272r/min，vc?15.4m/min

3、計算工時

tm?L30?8??0.64min nf272?0.224、擴孔至Φ19.8

查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：f床使用說明書最終選定進給量為：f根據資料，切削速度 時的切削速度，故

?0.7~0.8mm/r，并由機

?0.81mm/r。

v?0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔

v?0.4?9.5?3.8m/min

ns?1000?3.8?61.1r/min

19.8??nw?97r/min根據機床使用說明書選取

基本工時 t?。

L?y??30?8??0.48min

97?0.8197?0.81工序Ⅴ

粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準 機床：T68臥式鏜床 單邊余量z?2.5mm,ap?2.5mm

由《簡明手冊》4.2-20查得取

f?0.52mm/r

由《簡明手冊》4.2-21查得取

n?200r/min 計算切削工時

tm?Lf?m12?2?1?0.13min

200?0.52工序Ⅵ

銑斜肩，以D1和T2為定位基準

刀具：硬質合金三面刃銑刀 機床：X51立式銑床

根據《簡明手冊》查得：dw?63mm，Z?16。根據《切削手冊》查得：fz?0.10mm/z,因此：

ns?1000v?dw?1000?27?136r/min ??63現采用X51立式銑床，取：nw?100r/min，故實際切削速度為：

v??dwnw1000???63?1001000?19.8m/min

當nw?300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為：

fm?fz?Z?nw?0.10?16?100?160mm/min

根據《切削手冊》表4.2-37查得,取：fm?165mm/min。

計算切削基本工時：

L?l?y???12.5?25?37.5mm

因此：tm?L37.5??0.0.227min fm165工序Ⅶ

精銑Φ20下端面，以T2為基準

刀具：YG6硬質合金端銑刀； 機床：X51立式銑床；

查《切削手冊》表3.5，進給量fz?0.5~1.0mm/min，取為0.5mm/r 參考有關手冊，確定v?124m/min，采用YG6硬質合金端銑刀，dw?125mm,z?12，則：

ns?1000v?dw?1000?124?316r/min

??125現采用X51立式銑床，根據《簡明手冊》表4.2-36，取nw?300r/min 故實際切削速度：

當v??dwnw1000???125?3001000?117.75m/min

nw?300r/min時，工作臺每分鐘進給量：

980mm/min fm?fz?z?nw?0.5?12?300?1800mm/min，取為本工序切削時間為：t?2tm?2l176?125?2??0.62min

980fm工序Ⅷ

精銑Φ20上端面，以T1為基準

切削用量同工序Ⅶ 精銑時y???d0?125mm 基本工時：tm?l176?125??0.31

980fm工序Ⅸ

粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準，（1）粗鉸至?19.94mm

刀具：專用鉸刀 機床：Z525立式鉆床

根據有關手冊的規定，鉸刀的進給量為fz?0.8～1.2mm/z,進給量取fz?0.81mm/r，機床主軸轉速取為nw=140r/min，則其切削速度為：

v?n?d?8.77m/min。

機動時切削工時，l?30?8=38mm，tm?3838??0.34min ?f140?0.81nw(2)精鉸至?20mm

刀具：dw?20mm 機床：Z525立式鉆床

根據有關手冊的規定，鉸刀的進給量取f?0.48mm/r，機床主軸轉速取為：nw=140r/min，則其切削速度為：v?n?d?8.8m/min

機動時切削工時，l?30?8=38mm tm?3838??0.57min ?f140?0.48nw工序Ⅹ 精銑Φ50端面，以D1為基準。

機床：X51立式銑床

刀具：硬質合金立銑刀（鑲螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：ns?1000vd?40,z?6,fz?0.08mm/min?,v?0.45m/s即27m/min，因此，X51立式銑床，取

nw?210r/min，?dw1000?27?214r/min。現采用??40工作臺每分鐘進給量fm應為：

fm?fz?z?nw?0.08?6?210?100.8mm/min

查機床使用說明書，取

fm?100mm/min。

銑削基本工時：tm?72?12?0.84min

1002tm?0.84?2?1.68min

工序Ⅺ 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準。

單邊余量z?1.0mm,可一次切除，則

ap?1.0mm。

由《切削手冊》表1.6查得，進給量

fz?0.25~0.40mm/r,取為0.27mm/r。由《切削手冊》表1.1查得，v?100m/min，則：

nw?1000v?dw?1000?100?637r/min ??50查《簡明手冊》表4.2-20，nw取為630r/min。

加工基本工時：t?l12??0.038min ?f630?0.5nw工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準。

刀具：專用刀具 機床：Z525立式鉆床

確定進給量f：根據《切削手冊》表2.7查得，f?0.22~0.26mm/r，查Z525機床使用說明書，現取f?0.22mm/r。查《切削手冊》表2.15，v?17m/min，計算機床主軸轉速：

ns?1000v?dw?1000?17?694r/min ??7.8按機床選取nw?680/min，所以實際切削速度為：

v??dwnw1000???7.8?6801000fm?16.66m/min 6?4?0.066min

680?0.22計算切削基本工時：tm?l?y???工序Ⅲ 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準（1）鉆螺紋底孔?4.8mm 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆

根據《切削手冊》查得，進給量為f?0.18～0.22mm/z,現取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：

ns?1000v?dw?1000?17?1128r/min ??4.8查《簡明手冊》表4.2-15，取nw?960r/min。所以實際切削速度為：v??dwnw1000???4.8?9601000?14.48m/min

6?4?0.047min

960?0.22計算切削基本工時：tm?l?y???fm（2）攻螺紋M6 機床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M6，P=1mm 切削用量選為：v?0.1m/s?6m/min，機床主軸轉速為：ns?318r/min，按機床使用說明書選取：nw?272r/min，則 v?5.1m/min；機動時，l?6?4?10mm，計算切削基本工時：

tm?l10??0.04min f?n1?272工序ⅩⅣ

銑斷，以D1為基準。選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40 采用X61臥式銑床，查《簡明手冊》，選擇進給量為：f?0.10mm/z,切削速度為：v?27m/min，則：

ns?1000v?dw?1000?27?54r/min ??160根據《簡明手冊》表4.2-39，取nw?100r/min，故實際切削速度為：v??dwnw1000???80?1001000?50.2m/min

此時工作臺每分鐘進給量fm應為：

fm?fzZnw?0.1?40?100?400mm/min

查《簡明手冊》表4.2-40，剛好有fm?400mm/min。

計算切削基本工時：

tm?l?y??72?30??0.255min 400fm

四、夾具設計

為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與老師協商，決定設計第14道工序——銑斷的銑床夾具。本夾具將用于X61臥式銑床，刀具為鋸片銑刀。(一)問題的提出

本夾具主要用來銑斷工件，使之分離成為兩個零件，由于本道工序已經是加工的最后階段，而且是中批量生產，因此要保證加工的精度，所以，本道工序加工時，主要應該考慮如何提高精度，在此基礎上在一定程度上提高勞動生產率，降低勞動強度。

(二)夾具設計

1、定位基準選擇

考慮工件的加工結構，可以采用“一面兩銷”的定位方式。如果以?20孔的下端面作為定位基準，由于距加工表面較遠，易引起較大的誤差，因此采用兩個?20mm的孔作為兩銷的位置，而以?72的端面作為主要定位面。

同時考慮到生產率要求不是很高，故可以采用手動夾緊。

2、切削力及夾緊力計算

刀具：鋸片銑刀，?160mm，B=3，中齒，Z=40 由《切削手冊》表3.28查得切削力公式F?CafqwdnFpz0FxFyFuFaezF

C其中，qdF?F?30,xF?1.0,y?0.65,uF?0.83,wF?0,FF0?0.83,z?40ap?12mm,ae?4mm,?160mm,0.65

fz?0.10mm/z30?12?0.1?40.83?400.83160?151N

其中，水平分力：FH?1.1F?1.1?151?166N

垂直分力：FV?0.3F?0.3?151?45N

在計算切削力時必須把安全系數考慮在內，安全系數K?K1K2K3K4 其中，K1為基本安全系數1.5；

KK2為加工性質系數為1.1； 為刀具鈍化系數為1.1；

所以，K為斷續切削系數為1.1。

F??KFH?1.5?1.1?1.1?1.1?166?301

為克服水平切削力，實際夾緊力N應為

N(f1?其中1f2)?KFH

f,f2分別為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數，f1?f2?0.25。則

N?301?602N 0.5此時N大于所需的550N的夾緊力，故本夾具可以安全工作。

3、定位誤差分析

前幾道工序中已經使工件尺寸達到要求，零件中兩端孔尺寸為?20??0.0210mm，與定位銷的配合尺寸為?20H7，由相關手冊查得，定位n6?0.028銷尺寸為?20?0.015，因此可以求得其最大間隙為max?0.021?0.015?0.006mm，滿足精度要求。所以能滿足精度要求.4．夾具設計及操作的簡要說明

如前所述，由于是中批量生產，故采用手動夾緊即可滿足要求。由于本工序處于加工的最后階段，故對精度有較高的要求，必須保證刀具與工件的相對位置精度。

夾具裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件的加工之前很好地對刀（與塞尺配合使用）；同時夾具體底面的一對定位鍵可以使整個夾具在機床工作臺上有一個正確的安裝位置，以有利于銑削加工。

夾具裝配圖及夾具體零件圖分別見圖。

參考文獻: 趙家奇,機械制造工藝學課程設計指導書2版 機械工業出版社,2000.10.艾興,肖詩綱主編,切削用量簡明手3版 機械工業出版社,1997.8 曾志新,呂明主編,機械制造技術基礎.武漢理工出版社,2001.7 李益民主編,機械制造工藝設計簡明手冊 機械工業出版社,1993.4 王明珠主編,工程制圖學及計算機繪圖——國防工業出版社,1998.3。

例二CA6140車床撥叉機械加工工藝規程及工藝裝備設計:

序言

機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業課的知識，理論聯系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續課程的學習大好基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。

一、零件的分析

(一)零件的作用

題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機構相連，二下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。(二)零件的工藝分析

零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：

1、小頭孔Φ20以及與此孔相通的Φ8的錐孔、M6螺紋孔。

2、大頭半圓孔Φ50。

3、撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規的加工工藝均可保證。

二、確定生產類型

已知此撥叉零件的生產綱領為5000件/年，零件的質量是1.0Kg/個，查《機械制造工藝設計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。

三、確定毛坯

1、確定毛坯種類：

零件材料為HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-12。

2、確定鑄件加工余量及形狀：

查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 簡

圖

加工面代號 D1 D2 T2

T3 T4

基 本 尺 寸 20 50 30 12 12

加工余量等級 H H H H H

加工 余量

說

明

10?2 3.5?2 5 5 5

孔降一級雙側加工 孔降一級雙側加工 單側加工 單側加工 單側加工

3、繪制鑄件零件圖

四、工藝規程設計

(一)選擇定位基準： 1 粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。(二)制定工藝路線: 根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第20頁表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：

工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面，以T2為粗基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序03 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序04 鉆、擴Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 工序05 粗鏜Φ50孔，以D1為定位基準，采用T616臥式鏜床加專用夾具； 工序06 銑斜肩，以D1和T2為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序07 精銑Φ20下端面，以T2為基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序08 精銑Φ20上端面，以T1為基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序09 粗鉸、精鉸Φ20孔，以T2和Φ32外圓為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；

工序10 精銑Φ50端面，以D1為基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 工序11 半精鏜Φ50孔，以D1做定位基準，采用T616臥式鏜床加專用夾具； 工序12 鉆、鉸Φ8錐孔，以T1和零件中線為基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 工序13 鉆M6底孔，攻螺紋，以T1和零件中線為基準，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；

工序14 銑斷，以D1為基準，采用X60臥式銑床加專用夾具； 工序15 去毛刺； 工序16 終檢。

（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:

1、圓柱表面工序尺寸：

前面根據資料已初步確定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：

加工 表面

φ50IT12（D2）加工 內容 鑄件 粗鏜 半精鏜 鉆 擴 粗鉸 精鉸

加工余量 7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

精度等級 CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

工序 尺寸

表面粗 糙度

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

工序余量 最小

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093

?43?2.8

?0.250 ?470?0.100 ?500?0.110 ?180?0.084 ?19.80?0.033 ?19.940?0.021 ?200

φ20IT7（D1）

2、平面工序尺寸：

工序號

01 工序 內容 鑄件 粗銑φ20孔下端面

02 粗銑φ20孔

4.0

32.0

0?0.25

加工 余量 5.0 4.0

基本 尺寸

經濟 精度 CT12

工序尺寸偏差

工序余量 最小

1.5

最大

7.75

?2.5

0?0.25

36.0 12

1.5 7.75 上端面

03 粗銑φ50孔上端面

07 精銑φ20孔下端面

08 精銑φ20孔上端面 精銑φ50孔端面

1.0×2

12.0

?0.016?0.0164.0 14.0 12

0?0.180

1.8 6.38

1.0 31.0 8

0?0.033

0.75 1.283

1.0 30.0 8

0?0.033

0.75 1.283

0.951 1.016

3、確定切削用量及時間定額： 工序01 粗銑Φ20、Φ50下端面1.加工條件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗銑Φ20孔下端面，加工余量4mm;機床：X51立式銑床；

刀具：YG6硬質合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數z=12,故根據《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角：

λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）確定切削深度ap

因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz

由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時：

fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準

根據《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據《簡明手冊》表3.8）。

T2為粗基準。4）計算切削速度vc和每分鐘進給量vf 根據《切削手冊》表3.16，當d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：

vc?Tmcvd0qvpkv

apxvfzyvaeuvzv其中 ae?72mm，ap?4mm，Cv?245，qv?0.2，xv?0.15，yv?0.35，kv?kMv?kSv?1.0?0.8?0.8，uv?0.2，pv?0，m?0.32，T?180min，fz?0.18mm/z，Z?12，將以上數據代入公式：

vc?245?125?0.2?0.81800.32?4?0.15?0.08?0.35?72?0.2?12

?142m/min確定機床主軸轉速： ns?1000vc?361r/min。?dw根據《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進給量和每分鐘進給量為：

vc=?d0n3.14?125?3001000=

1000m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率

根據《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）計算基本工時

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手冊》表3.26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序02 粗銑Φ20上端面，以T1為定位基準。

切削用量和時間定額及其計算過程同工序01。工序03 粗銑Φ50上端面，以T4為定位基準

刀具：YG6硬質合金端銑刀，d0?40mm,Z?10 機床：X51立式銑床 根據《切削手冊》查得，fz?0.13mm/z,ap?4mm。根據《簡明手冊》表4.2-36查得，取：nw?300r/min，故實際切削速度：

v??dwnw1000???40?3001000?37.7m/min

當nw?300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為：

fm?fz?Z?nw?0.13?10?300?390mm/min

查說明書，取fm?400mm/min

計算切削基本工時：

L?72?y???72?10?82mm

因此，tm?L82??0.205min fm390工序04 鉆、擴Φ20孔，以Φ32外圓和T2為基準，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT10。1.選擇鉆頭

根據《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，??30°

l1?1.5mm，2??100°2.選擇切削用量

（1）確定進給量

按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，f?0.43~0.53mm/r，ld?30?1.67?3，由《切削手冊》表2.7,系數為0.5,則： 18f?(0.43~0.53)?0.5?(0.215~0.265)mm/r

按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進給量為：f?2.0mm/r； 按機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構允許軸向力為8330N時，進給量為f?0.93mm/r。

以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量f?0.22mm/r。

第五篇：機械制造技術基礎課程設計任務書

“機械制造技術基礎”課程設計任務書

設計者：劉宇學號：0612100102設計題目：閥蓋工藝文件編制（批量1萬件/年）

內容要求：

一、工藝文件編制（批量1萬件/年）

1、根據零件圖對零件進行工藝分析；

2、計算零件的生產綱領，確定生產類型；

3、確定毛坯的種類和制造方法；

4、確實毛坯的尺寸和公差；

5、擬定加工路線；

6、確實各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差；

7、選擇各工序的機床設備及刀具、量具等工藝裝備；

8、編制工藝文件；

9、列出參考文獻資料目錄；

二、夾具設計

1、選擇零件某道加工工序進行夾具設計；

2、確定夾具的結構方案；

3、繪制夾具裝配圖；

三、設計要求

1、說明書按“要求”中樣例書寫

正文，宋體小四；

公式用Mathtype編輯器或Word自帶編輯器編輯，前后段空半行，字

體12；變量為斜體，Times New Roman；長度等單位用正體小四，Times

New Roman；

表格標題及內容字體為五號，或按表格適當縮小；

2、夾具設計圖紙

圖紙：只繪制夾具的裝配圖；建議用CAXA繪制，便于公差配合標注

和選取）

完整填寫：標注各件配合尺寸，夾具體外形尺寸、明細表、技術要求、標題欄；

3、設計完成交紙質文檔，其中含有圖紙1份（可縮小在兩頁A4紙）；

交電子文檔和圖紙，以“學號+姓名”為文件夾，如：060209張曉。

4、注意：所有的電子文檔和圖紙不得上傳至網絡或交流。