机械工艺课程设计夹具

机械工艺课程设计夹具（共7篇）

机械工艺课程设计夹具 篇1

设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1)

一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工艺分析

二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„(4)2.1 定位基准的选择 2.2 重点工序的说明 2.3 制订工艺路线 2.4 机械加工余量的确定 2.5 确定切削用量及基本工时

三、夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„(14)3.1 问题的提出 3.2 夹具设计

四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„(17)

五 心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„（18）

机械制造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目： “CA6140车床拨叉零件”机械加工工艺规程及夹具

生产纲领:年产量为5000件

设计内容：1.零件图一张

2.毛坯图一张

3.机械加工工艺过程 工序卡片一张

4.机床夹具设计 每人一套

5．夹具零件图一张

6.课程设计说明书一份

23456

采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗铣右端面

粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。

切削工时

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精铣左端面

αfll1l2751753= =121.2s=2.02min

nwαfZ0.5220.2516ll1l2451753= =106.8s=1.78min

nwαfZ0.5220.2516=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

ll1l2751753= =302.92s=5.05min

nwαfZ0.5220.1016工序Ⅱ：钻、扩花键底孔 1）钻孔Ø 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000vπd=10000.35=5.57r/s(334r/min)w3.1420按机床选取 nw=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.35m/s 切削工时 l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=ll1l280102n= wf5.630.71=23s（0.4min）2）扩孔Ø 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000v10000.s=πd=175w3.1422=2.53r/s(151.8r/min)按机床选取 nw=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.16m/s 切削工时 l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1l2m=lln= 8031.5=35s wf2.271.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（参照表3—21）ns=1000vπd=10000.516=6.3r/s(378r/min)w3.1426 按机床选取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=ll1n= 2.02.5=14s（wf6.330.050.23min）

工序Ⅳ：拉花键孔

单面齿升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工时（表7—21）thlKm=1000vS

zZ式中：

h——单面余量1.5㎜（由Ø 22㎜—Ø 25㎜）； l——拉削表面长度80㎜；

——考虑标准部分的长度系数，取1.20； K——考虑机床返回行程的系数，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同时工作齿数 Z=L/t。t——拉刀齿距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

 Z=L/t=80/126齿

 t1.5801.201.40m=10003.60.066=0.15min(9s)工序Ⅴ：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

nv10000.30s=1000πd=w3.14175=0.546r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l2m=

n= 801753wαfZ0.50.1516=215s=3.58min 2）精铣台阶面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。n1000v10000.25s=

πd=w3.14175=0.455r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l280175m=

n= 3wαfZ0.50.0716=467s=7.7min）粗铣下表面保证尺寸75㎜

本工步的切削用量与工步1）的切削用量相同

112

三 夹具设计

3.1 问题的提出

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具 经过与指导老师协商，决定设计铣30x80面的铣床夹具。

3.2 夹具设计

1．定位基准的选择

由零件图可知，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。1．切削力和夹紧力计算

(1)刀具： 高速钢端铣刀 φ30mm z=6 机床： x51W型立式铣床

由[3] 所列公式 得 FCFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系数kv1.0

CF30 qF0.83 XF1.0

yF0.65 uF0.83 aP8 z=24 wF0

代入上式，可得 F=889.4N

因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数 K=K1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1 K4 为断续切削系数1.1 所以 FKF1775.7N

2.定位误差分析

由于30x80面尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。3．夹具设计及操作说明

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。

夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。

四、参考文献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计软件版V1.0，机械工业出版社，2004 4.互换性与测量技术基础，刘品 刘丽华主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2001年1月

5.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

6.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

7.机械工程手册 第8、9卷，机械工程手册、电机工程手册编委会，机械工业出版社出版，1982年

8.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 9.机械工艺装备设计实用手册，李庆寿主编，宁夏人民出版社出版，1991年 10.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

11.机床夹具设计，秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1998年 12.机械制造工艺学习题集，陈榕王树兜主编，福建科学技术出版社出版，1985年

13.机械制造工艺学课程设计指导书，赵家齐主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2002年

14.金属切削机床夹具设计手册 第二版，浦林祥主编，机械工业出版社出版，1995年12月

15.机械零件手册，天津大学机械零件教研室编，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得体会

为期三周的工艺、夹具课程设计结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要教学环节，使理论与实际更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经过了两个阶段。第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段中本人认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会如何查有关手册，选择加工余量、确定毛坯类型、形状、大小等，绘制出了毛坯图。为了可以更深刻清楚的完成本次课程设计向老师请教了很多关于夹具方面的知识，而且自己也参阅了很多夹具设计的资料。又根据毛坯图和零件图构想出两种工艺方案，比较确定其中较为合理的工艺方案来编制工艺。其中运用了基准选择、切削用量选择计算、时间定额等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况选定设备，填写了工艺文件。夹具设计阶段，运用工件定位、夹紧及零件结构设计等方面知识。

通过这次设计，我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具的设计的方法和步骤等。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。

总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独力思考问题、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

机械工艺课程设计夹具 篇2

有关《机制工艺与夹具设计》或者《机制工艺学》课程中,在介绍机械制造工艺设计和夹具设计前,一般都先介绍机械加工中获得尺寸精度的方法主要有以下几种:(1)试切法;(2)调整法;(3)定尺寸刀具法;(4)自动控制法。

对于“定尺寸刀具法”和“自动控制法”,按照有关定义,略加以解析,学生也都能比较容易理解。但是,对于用“调整法”加工获得机械零件加工尺寸精度,学生在学习的过程中,往往就很难理解或者理解不够深入。而对于这个问题理解不够深入的话,会直接影响到学生对机械制造工艺的设计、定位基准的选择、工艺尺寸链的解算、夹具设计的定位误差分析等等关键问题的认识。

2问题的实质

2.1“调整法加工获得机械加工尺寸精度”的含义“调整法加工获得机械加工尺寸精度”先将工件在机床或夹具中定位,调整好刀具与定位元件的相对位置,并在一批零件的加工过程中保持该位置不变,以保证工件被加工尺寸的方法。“调整法”适用于批量生产。调整法加工在批量生产时具有较高的生产率,影响调整法加工尺寸精度的因素主要有:测量误差、调整误差、定位误差等等。

2.2以往的教学方法前面已经提到,学习机械类的学生,一般都经历“金工实训”实习,但是这个实习是“单件生产”,学生在“金工实训”中使用的是用“试切法获得机械加工尺寸精度”。只有在批量生产时,才广泛使用“调整法加工获得机械加工尺寸精度”。而学校的实习实验基地,采用批量生产这种生产方式不太现实。只有批量生产的实际企业,才采用调整法。

如果老师照本宣科,学生就会感到十分抽象,很难理解。不理解这个问题,学生就很难掌握零件加工工艺规程编制的方法和零件机床夹具设计方法。所以一些学校的机制专业往往在开设“机械制造工艺”这门专业课之前或者之后,利用一周或两周时间安排学生到有关工厂参观实习的方式加以解决这个问题,其中批量生产方式中的“调整法”生产,就是其中的一个重要的知识点。但是,从实际效果来看收获甚少。原因是多方面的,一是受到工厂生产状况的限制,生的材料准备:准备三个(或者更多)如图1所示的零件套筒(也可以是替代品)和如图2所示的钻套模、钻头Ф8。为了学生便于理解,这三个套筒零件的长度尺寸可以故意夸大为:产忙的工厂不欢迎学生参观实习。生产不忙的工厂,没有批量生产,参观意义不大;二是每到工厂参观,过程十分紧张,学生老师都感觉十分疲劳。车间噪声一般都比较大,教师无法向每个学生讲解“调整法”加工的具体内容。所以很多学生都是“外行看热闹”。三是受到工厂生产限制,企业和教师都害怕学生发生意外事故,影响工厂生产安全。学生参观时一一走过,不允许停留。这种走马观花的参观实习实际上对机制工艺与夹具设计课程教学收益不大。本文提出用“模拟批量生产”的实验,解决这个问题,具体做法如下。

3解决的办法

3.1用实物模拟实验法,体现“调整法”加工方法(1)模拟实验的材料准备:准备三个(或者更多)如图1所示的零件套筒(也可以是替代品)和如图2所示的钻套模、钻头Ф8。为了学生便于理解,这三个套筒零件的长度尺寸可以故意夸大为:117;119;120mm。(2)假定套筒零件别的部位均以加工完毕,现在要钻孔Ф8,要求保证孔Ф8的中心到左端面A的距离为80±0.03mm。(3)首先让学生对钻模的轴向定位原件与钻套的中心尺寸进行“调整”,满足尺寸80±0.03mm的要求———解析“调整法”加工的含义:钻套的中心位置决定钻头的中心位置,夹具上定位基准A′端到钻套中心的距离可以取中间值80.00mm。然后在钻床上用钻模将工件逐一定位夹紧,“批量”地将工件1、2、3分别加工出来。接着要求学生将套筒零件的尺寸80±0.03mm测量出来,特别注意提醒学生测量时的基准是A端面。(4)让学生分析:为什么用“调整法”加工尺寸80±0.03mm,对于同一批零件,有的能保证,有的却不能保证?从而进一步说明“调整法”加工获得尺寸精度的方法,与调整误差、定位误差、定位基准、测量基准、定位基准、设计基准等的关系,让学生深刻理解机制工艺与夹具设计中的关键问题。同时可以进一步阐明设计工序图的要求、夹具总装图的要求等内容。

3.2模拟试验法的优点(1)通过三个(或几个)零件,就可以让学生比较直观地理解批量生产的生产方式。还可以在指导实验的过程中,仔细加以讲解,比去企业参观的效果明显。(2)能够通过本实验,使学生深刻理解“设计基准”、“定位基准”、“对刀基准”、“调刀尺寸”、“测量基准”、“定位元件”等等一系列的工艺和夹具设计的概念,引出“对刀误差”和“调整误差”等概念。(3)通过本实验,还能使学生掌握工序、工位的概念,工序图的要求、夹具设计要求等内容,意义深刻。

3.3模拟实验法的延伸———用软件编程模拟根据多年来教学体会,应该鼓励利用现代化的电化教学手段,改善教学方式。可以利用各种适用的软件,按照上述的实物模拟实验法,建模、动画等等处理,使学生理解“用调整法加工获得机械加工尺寸精度”,这也是虚拟实验教学的一种方法。

参考文献

[1]马晓录,阮竞兰,刘国锋,徐芸.素质教育背景下机械工程专业实习教学思考[J].科技咨询导报,2007,(16).

[2]关玉琴.机制专业实习教学改革的思考[J].内蒙古石油化工,2006,(1).

机械工艺课程设计夹具 篇3

【关键词】车床支架 机械加工 工艺 夹具 设计

在机械设计加工之中，任何产生品的加工都需要一定的工艺流程及夹具，只有制定合适的产品生产工艺流程以及使用合适的夹具，才能保证加工出来的产品质量。因此在车床C6140A支架的机械加工之前首先要制定合适的工艺流程，详细的确定加工之中每个工序需要的加工步骤，然后根据产品的要求设计机床切削深度，主轴转速以及切削速度，在设计好工序之后在进行夹具的设计。在一切工序及夹具设计完成之后，要严格按照工艺流程进行加工，只有这样才能保证车床C6140A支架的机械加工质量。

一、车床C6140A支架机械加工工艺设计

（一）车床C6140A支架机械加工工艺设计特点及要求

一般情况下车床C6140A支架的外形比较复杂，在设计加工之中对C6140A支架形状、尺寸以及位置的精度和机床表面的粗糙程度都有着比较高的要求，这就给C6140A支架设计加工时带来了很大的难度。因此在设计C6140A支架的加工工艺时在选择定位基准时要在最大程度上减少定位误差，在设计夹具时要选择合适的加紧方向与位置，避免出现加紧变形，对于车床C6140A支架的主要表面必须要粗加工与精加工分段进行，尽量保证产品要求的粗糙度。

（二）车床C6140A支架机械加工工艺设计

1.定位基准的选择

在C6140A支架机械加工工艺设计中，正确的选择定位基准非常重要，对于进行零件加工时，达到精度要求、保证产品质量、提高效率及其经济性都有着重大的意义，如果基准选择不合理加工工艺过程中就会出现问题，甚至会造成残品的出现，因此在选择定位基准时要遵循一定的原则。在定位基准中又分为粗基准与精基准两个方面，一般在加工中首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。所谓的粗基准就是指以毛坯面作定位基准，在选择时应该选择加工余量最小的面作为粗基准，以保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，同时还可以选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准，这样就可以便于工件定位可靠、夹紧，最后必须要注意粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次，如果重复使用可能会产生比较大的误差。在选择精基准时为避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合偏差，应该选用设计基准作为定位基准，并且要采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这样就可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，同时还能在很大程度上保证各加工表面的相互位置精度。

2.表面加工方法的确定

由于车床C6140A支架不同表面的粗糙度要求不同，所以在选择车床C6140A支架表面的加工方法时要根据不同的表面选用不同的加工方法。由于车床C6140A支架底面的表面与肋板内表面和圆柱孔上端面的表面粗糙度要求比较高，因此在加工时要先进行粗铣或者是半精铣，然后再进行精铣，同时机床支架肋板上的孔与圆柱孔的位置精度与表面粗糙度要求也比较高，因此在加工时要采用先粗镗再半精镗的加工方法。在机床上的沉头孔并没有位置精度与表面粗糙度要求，因此可以采用钻孔或者锪孔的加工方法，但是对于精度要求比较高的装配孔要先进行钻孔然后再精铰，进而完成其表面的加工。

3.热处理工序及辅助工序的安排

机械加工中离不开热处理，因此在制定车床C6140A支架机械加工工艺时必须要设计热处理工序及辅助工序的安排，首先是退火与正火工序，这道工序可以在很大程度上消除毛坯的内应力，避免组织出现不均匀现象，在一定程度上改善毛坯的切削性能，这道工序可以放在粗加工阶段前后，但是如果放在粗加工之前虽然能够在一定程度上提高粗坯的加工性能，但是不能消除粗加工所产生的内应力。退火与正火工序之后要设计淬火或渗碳淬火处理工序，通过这个工序，零件表面的硬度和耐磨性能够得到很大的提高，这个工序一般在精加工之前进行。最后还要设计表面处理的工序，通过对加工品的表面处理不仅仅能够增加其耐磨性与提高其抗腐蚀能力，同时还能增加机床的美观性，这个流程一般安排在工艺流程的最后进行。除了热处理工序之外，在工序设计中还要重视辅助工序的设计，一般情况下主要包括中间检验，最后检验，特种检验，清洗防锈与去毛刺等工序，通过这些辅助工序可以进一步保证产品的质量。

二、夹具设计

机床夹具其实就是在车床C6140A支架机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能就是实现对被加工工件的定位和夹紧，保证各个工序能够顺利进行，因此夹具的结构紧凑，操作迅速方便。夹具的设计是工艺设计与机械制造中的一项重要内容，它对机床性能的发挥与延伸、生产率的高低、生产成本的控制、工件的加工质量都有很大的影响，因此在设计之中必须要保证所设计的专用夹具既能保证工序的加工精度又能保证工序的生产节拍，同时夹具还要具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造和维修。

例如在对夹具中的夹紧装置进行设计时要保证夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动，手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性，同时又要保证夹紧力的方向应使定位基面与定位元件接触良好，保证工件定位准确可靠，还有夹紧力的方向应该与工件加工时受到的切削力、重力等的方向一致，以减小加紧力，最后还要保证夹具力的作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形。总而言之夹具的设计必须要根据加工的材料的不同而设计，只有这样才能设计出合适的夹具，才能在最大程度上保证加工产品的质量。

参考文献：

[1]吴拓.机床夹具设计[M].机械工业出版社，2009-7-1

[2]柯建宏.工艺综合课程设计[M].华中科技大学出版社，2006.

[3]孙波.机械制造工艺与过程综合设计实践设计指导[M].西安工业大学出版社，2010.9

[4]任东澜.C6140A支架和孔加工工序夹具设计研究[J].科技创新与生产力，2012， （5）

机械工艺课程设计夹具 篇4

学院:工学院 姓名: 学号: 班级:机制104班 指导教师:杨卫平二O一二年十二月 目录(自动生成的目录参考 绪论........................................................................................................................-11.2 超声加工相关技术概述..................................................................................-11.2.3 旋转超声加工技术................................................错误!未定义书签。1.3 超声加工技术的国内外研究现状........................................错误!未定义书签。

1.3.1 超声振动切削的研究进展....................................错误!未定义书签。1.3.2 超声复合加工的研究进展....................................错误!未定义书签。1.3.3 超声表面光整加工的研究进展............................错误!未定义书签。1.3.4 旋转超声加工的研究进展....................................错误!未定义书签。1.4 课题研究依据及本文所做的工作........................................错误!未定义书签。旋转超声磨削及其加工机理分析........................................................................-42.2 传统磨削中的材料去除机理................................................错误!未定义书签。

2.2.1 塑性材料的去除机理............................................错误!未定义书签。2.2.2 脆性材料的去除机理............................................错误!未定义书签。2.3 超声加工的材料去除机理....................................................错误!未定义书签。

2.3.1 传统超声加工中的材料去除机理........................错误!未定义书签。2.3.2 旋转超声加工中的材料去除机理........................错误!未定义书签。2.4 旋转超声磨削的材料去除机理............................................错误!未定义书签。

2.5 本章小结................................................................................错误!未定义书签。总结..........................................................................................错误!未定义书签。

参考文献........................................................................................错误!未定义书签。

致谢................................................................................................错误!未定义书签。

i 1 课程设计任务及要求 1.1 课程设计任务

机械制造工艺学课程设计要求学生在完成机械制造工艺学理论知识学习、进行了生产实习后,通过课程设计实践性教学环节,获得综合运用所学知识进行工艺规程及工艺装备设计的基本能力。主要锻炼学生能理论联系实际,正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量;根据保证工序质量要求,结合工程背景,提出工装设计任务并完成符合生产实际的工装设计;学会使用手册及图表资料,并掌握与本设计有关的各种资料的引用和标注。

本次课程设计任务: 某机床厂年生产CA6140车床5000台,请完成该车床上,零件号为831004、毛坯为铸件、材料为ZG45法兰盘的工艺规程设计及满足相应工序要求的夹具设计。零件技术要求如下图所示。

图1 CA6140车床法兰盘零件图 企业年生产纲领

⑴CA6140车床生产纲领为5000台/年,每台产品831004法兰盘数量1件;⑵831004法兰盘备品率为2%,废品率为0.4%。企业现有生产条件

⑴毛坯为外协件,生产条件可根据需要确定;⑵现可供选用的加工设备有: •车床:CA6140、C3163、C5140 •铣床:X5030A、X6132、X2010-30 •刨床:B6050、BC6063、B2010

•磨床:M1432、M2120、M7140、MT1040A •镗床:TX619T、TX6210、TPX6111B、TK4163 •钻床:Z525、ZX50、Z3050、Z4116 1.2 课程设计要求

学生必须按机械制造工艺学课程设计指导书要求,完成以下课程设计任务,主要包括以下几个部分: [1] 零件图一张

[2] 机械加工工艺卡片一套

[3] 课程设计说明书(不少于2000字一份 [4] 一人一个资料袋 附图:零件实物图

图2 CA6140车床831004法兰盘2 零件技术要求及其结构工艺性分析 2.1 零件技术要求

从设计任务中给定的零件图可知,该零件尺寸精度中,最高精度等级为IT6、最低精度为未注公差;形状精度均为未注公差;位置精度要求两侧平面相对φ20mm内孔轴心线端面跳动公差0.03mm、其余各几何要素间相互之间位置精度均为未注公差;各加工表面的表面粗糙度值(Ra最大6.3微米、最小值0.4微米;毛坯采用ZG45钢材料铸造而成;其形状是由简单的回转面、平面组合而成,几何特征如下图所示。其主要是在进给机构中起到连接件的作用。

图2 CA6140车床831004法兰盘三维图 2.2 零件的结构工艺性分析 2.2.1 传统超声加工技术

CA6140 车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 超声加工方法是近40 年来逐步发展的一种新型加工方法，它不仅能加工硬质合金、淬火钢等脆性金属材料，而且适合于半导体和不导电的非金属硬脆材料（如半导体硅片、玻璃、陶瓷

以及金属基碳化硅复合材料等）的精密加工和成形加工[1, 7, 8]。在难加工材料 和精密加工中，超声波加工方法具有普通加工无法比拟的工艺效果，具有广泛的应用范 围[1, 15]。1.传统超声加工的原理 传统超声加工是利用工件做超声振动，并沿工具头振动方向施加一定压力，通过液 体磨料来加工材料。如图 1-1 所示，其原理为：加工时，超声波发生器通过换能器产生 超声频振动，该振动振幅（约有 5μm）一般比较小，不能满足需求，需用变幅杆将换能 器的振动振幅放大后（振幅为 20~30μm），再传给工具。换能器 超声波发生器 超声振动 加压 工具 磨料喷嘴 工 件 变幅杆 磨料 工件 图 1-1 超声加工示意图 由于工具与工件间充满了液体（水或煤油）与磨料（如氧化铝或碳化硅等）混合的 悬浮液，且工具以很小的压力压在工件上。工作液中悬浮的磨粒在工具的超声振动下以 高速不断冲击工件加工表面，使该表面受到很大的压强而产生材料的变形，当应力超过 其强度极限时，材料将发生破坏而成粉末状去除。同时由于悬浮工作液的扰动，促使磨 料以高速抛磨工件的加工表面。此外，悬浮工作液受工具端部的超声振动而产生的“空 化”现象在工件表面形成液体空腔，促使液体渗入被加工材料的缝隙处，而空腔的瞬时 闭合又引起强烈的液压冲击，加快了工件材料的机械破除作用，并有利于加工区域磨料 悬浮液的均匀搅拌和磨蚀产物的排除。磨料悬浮液的循环流动使磨料不断更新，并带走 被粉碎下来的材料微粒，工具逐渐渗入到材料中，工具形状便复现在工件上。因此，超 声加工是磨粒在超声振动下的机械冲击和抛磨作用与超声空化作用的综合结果，其中磨 料的连续冲击和抛磨起着主要作用。2.传统超声加工的特点 由超声加工的原理和过程可以看出，超声加工具有如下特点：-2-CA6140 车床法兰盘机械加工工艺规程及夹具设计 1 由于超声加工是靠磨料及液体分子的不断冲击和空化作用来进行加工的，因此 适合加工各种硬脆材料，如玻璃、陶瓷、宝石、半导体等，尤其是电加工难以加工的导 电性能差的材料。2 由于去除工件材料主要依靠磨粒瞬时局部的冲击作用，故工件表面的宏观切削 力很小，切削应力、切削热更小，不会产生变形及烧伤。加工精度高，尺寸精度可达 0.01~0.02mm，表面粗糙度也较低，可以达到 Ra0.63~0.08um，很适于加工薄壁、窄缝、低刚度零件。3 工具可用较软的材料、做成较复杂的形状，且不需要工具和工件作比较复杂的 相对运动，便可加工各种复杂的型腔和型面。一般超声加工

机械工艺课程设计夹具 篇5

（“小轴”零件机械加工工艺规程及钻径向孔夹具设计）

班 级：08级机制一班 学 号：080101010010 姓 名：王 晓

课 程 名 称：机械制造工艺学 指 导 教 师：陈锦江

2011年07月

机械制造工艺学项目报告

机械加工工艺规程设计

王晓

(燕山大学 机械工程学院)摘要：

根据所学的机械加工方法与夹具知识的认识了解，进行对轴类零件的工艺规程设计并制定工艺卡片，通过设计小轴的机械加工工艺路线及其制造的经济性分析和某段工序所用夹具的设计，巩固所学理论知识，为下一步的深入了解与研究打下基础。

前言：

制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济与国防实力的体现，是国家工业化的关键。制造业的发展和其他行业一样，随着国际国内形势的变化，有高潮期也有低潮期，有高速期也有低速期，有国际特色也有民族特色，但必须要重视，且要持续不断的发展。

当前我国已经是一个制造大国，世界制造中心将可能要转移到我国，这对我国的制造业是一个机遇和挑战。要形成我们自己的世界制造中心就必须掌握先进制造技术，要有很高的制造技术水平，才能不受制于人，才能从制造大国成为制造强国。

1.项目的基本情况

1.1项目内容

机械制造工艺学项目报告

件数：1万6千件。毛坯：40Cr，棒料。具体尺寸见附图一。

要求：对小轴进行分析并做加工工艺设计，填写机械加工工艺卡，进行经济性分析，最后设计钻径向φ8孔的夹具。

1.2项目的背景与意义

机械加工工艺规程是规定产品或者零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应该执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种生产工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要而又严肃的工作。它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。

机械加工工艺规程作用非常大。首先，要根据机械加工工艺规程进行生产准备。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究;刀、夹、量具的设计制造或采购;设备改进与新设备的购置或定做等。这些工作必须根据根据机械加工工艺规程来展开；其次，机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检查的依据；再次，新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等。

机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面之间的相互之间的位置精度。使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且易实现多件、多工位加工。在现代机床夹具中，广泛采用气动、液动等机动夹紧装置，可使辅助时间进一步减少。在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。使用夹具还减轻了工人劳动强度，保证了生产安全。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。

1.3项目研究工作的主要思路

1.3.1“小轴”零件的机械加工工艺规程设计

1.阅读装配图和零件图； 2.工艺审查；

3.熟悉或者确定毛坯；

4.拟定机械加工工艺路线；

5.确定满足各工序要求的工艺装备；

6.确定各主要工序的技术要求和检验方法；

7.确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差； 8.确定切削用量；

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9.确定时间定额； 10.填写工艺文件。1.3.2工艺方案的经济性分析

1.计算时间定额

1.3.3钻径向φ8孔的夹具设计

1.研究原始资料，明确设计要求；

2.拟定夹具结构方案，绘制夹具结构简图； 3.绘制夹具总图，标注有关尺寸及技术要求

(1)精度与批量分析(2)确定夹具结构方案

1)确定定位方案，选择定位元件 2)确定导向装置 3)确定夹紧机构。

2.“小轴”机械加工方案的确定

2.1读图

根据图纸中钻孔的位置可以得出如下结论:“小轴”属于阶梯轴类，用于支承传动零件，且设有通油路，油进入纵向φ8孔，通过径向φ8孔进入V形槽，当轴转动时，整段轴以及轴上的支承件都到很好的润滑。而φ4.5的径向孔可以起到检查槽内是否充满油且可以排出油中杂质。

2.2工艺审查

中间段轴径标注错误，不应为40mm，而应该是45mm；同轴度的基准A没有标明。2.3熟悉毛坯

小轴的毛坯为40Cr，棒料，初步下料定为φ52×202。它价格便宜，经过调质后，可得到良好的综合力学性能。

2.4工艺路线的制定

主轴加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括铣端面、加工顶尖孔、粗车外圆等）；半精加工阶段（半精车外圆，钻通孔，车锥面、锥孔，钻大头端面各孔，精车外圆等）；精加工阶段（包括精铣键槽，粗、精磨外圆、锥面、锥孔等）。在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了主轴加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即粗车→调质（预备热处理）→半精车→精车→淬火-回火（最终热处理）→粗磨→精磨。

综上所述，主轴主要表面的加工顺序安排如下：

外圆表面粗加工（以顶尖孔定位）→外圆表面半精加工（以顶尖孔定位）→钻通孔（以半精加工过的外圆表面定位）→锥孔粗加工（以半精加工过的外圆表面定位，加工后配锥堵）→外圆表面精加工（以锥堵顶尖孔定位）→锥孔精加工（以精加工外圆面定位）。

当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。对主轴来说非主要表面指的是螺孔、键槽、螺纹等。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避

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免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过的表面。对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。主轴螺纹，因它与主轴支承轴颈之间有一定的同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火-回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后的变形，就不会影响螺纹的加工精度。2.4.1方案一：

（1）锯；下料φ52×202，40Cr。

（2）车；车φ40端面→打中心孔→车φ45端面（保证尺寸200）→打中心孔（3）热；调质处理

（4）车；安装一：车φ40外圆→车φ38退刀槽→粗车φ45外圆→车φ43退刀槽→精车φ40外圆→精车φ45外圆→右端倒角；

安装二：粗车φ50外圆→精车φ50外圆→左端倒角

（5）钻；安装一：钻轴向φ8孔→锪φ12H7孔→锪φ14H8孔；

安装二：钻径向φ4.5孔；

安装三：钻径向φ8孔

（6）钳；划键槽线，V形槽线（7）铣；铣键槽→铣三角沟槽

（8）热；高频淬火，350°~370°回火（9）磨；精磨φ40、φ

45、φ50外圆（10）查。检查零件是否合格 2.4.2方案二

(1)锯；下料φ52×202，40Cr。

(2)车；车φ40端面→打中心孔→车φ45端面（保证尺寸200）→打中心孔(3)热；调质处理

(4)车；安装一：车φ40外圆→车φ38退刀槽→粗车φ45外圆→车φ43退刀槽→精车φ40外圆→精车φ45外圆→右端倒角；

安装二：粗车φ50外圆→精车φ50外圆→左端倒角

安装三：绞轴向φ8孔→绞φ12H7孔→绞φ14H8孔；

安装四：绞径向φ4.5孔；

安装五：绞径向φ8孔(5)钳；划键槽线，V形槽线(6)铣；铣键槽→铣三角沟槽

(7)热；高频淬火，350°~370°回火(8)磨；精磨φ40、φ

45、φ50外圆(9)查。检查零件是否合格

2.3确定满足各工序要求的工艺装备

车部分工序：使用C20普通机床即可，分别需要外圆车刀，端面车刀，切断刀，45度刀。方案二还用到了铰刀；

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钻部分工序：由于轴比较小，使用台式钻床即可。所用刀具为麻花钻。

铣部分工序：使用XQ6125B或者CA6120普通铣床。所用刀具为键槽铣刀和90度成形铣刀（卧式铣床）；

磨部分工序：JPM250B手动平面磨床；

热处理部分：调质机和淬火机。

3.加工方案的比较与技术经济性分析

3.1加工方案的比较

方案一与方案二相比，区别之处在于两个φ8和φ4.5孔的加工方法。方案一使用台式钻床加工，方案二使用车床加工，通过工艺成本中计算，使用车床要比使用台式钻床成本高一些，时间定额大一些，所以综合各方面因素，方案一更经济。

3.2时间定额计算

调查计算结果见附表二 3.3经济性分析

根据我校金工厂调查情况，车床越大，耗电越多，加工费用越高。得到结果：C20车床费用大约为元15／小时，XQ6125B铣床费用大约为10元／小时，磨床费用大约25元／小时，台式钻床大约8元／小时，钳工10元／小时。热处理费用要高一些，且根据地域不同价钱不同，调质和淬火平均10元／kg。热处理费用为30元。根据附表二的时间定额，得到最后加工费用约120元。40Cr大约5000元／吨，小轴大约有3kg，价钱约15元，故成本为15元，总费用大约140元。

4.钻径向夹具设计

4.1工序分析与设计

设计钻径向φ8孔，此孔连接的是V形槽与轴向φ8孔，做通油路。通过金工厂调查知道，钻纵向φ8孔使用三爪卡盘即可，钻径向φ8孔需将小轴横向放置，底部放置长的定尺V型块进行定位，很简单，但是钻孔之前需要划线找正。大批大量生产则需要设计专门夹具（钻模）。下图为网络资源所得：

其中图（a）是夹具结构图，图（b）是所加工工件示例。轴类零件在V形块中定位，V形块也起着夹具体的作用。装在V型块右侧端面槽内ude轴向挡板5上的轴向定程螺钉8起轴向定位作用，以保证所钻孔轴线的轴向位置尺寸；压板支承4安装在V型块的侧面T形槽内，转动夹紧手柄2带动杠杆压板3夹紧。根据不同位置的需要，整个夹紧装置可沿T形槽轴向移动调节。装在V型块另一侧T形槽内的移动钻模板1，按加工孔轴线的轴向位置尺寸进行调解，并由螺母夹紧；若轴上径向孔不止一个，还可装上另外的附加移动钻模板7以满足加工要求。

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4．2图纸绘制

定位结果见附图三

5.项目设计的不足之处

600零件名称种类毛坯尺寸每料件数加工车间夹具刀具量具设备名称及编号工艺装备名称及编号零件图号棒料零件重量φ52×202（kg）每台件数（工厂名）机械加工过程工艺卡片产品名称及型号名称材料牌号性能工序号工序内容附图二——机械加工工艺卡

1.锯下料φ52×202，40Cr2.车车φ40端面→打中心孔→车φ45端面（保证尺寸200）→打中心孔3.热调质处理4.车50机械制造工艺学项目报告

抄写校对安装一：车φ40外圆→车φ38退刀槽→粗车φ45外圆→车φ43退刀槽→精车φ40外圆→精车φ45外圆→右端倒角；安装二：粗车φ50外圆→精车φ50外圆→左端倒角5.钻安装一：钻轴向φ8孔→锪φ12H7孔→锪φ14H8孔；安装二：钻径向φ4.5孔；安装三：钻径向φ8孔206.钳划键槽线，V形槽线1525303057.铣铣键槽→铣三角沟槽8.热高频淬火，350°~370°回火9.磨精磨φ40、φ

45、φ50外圆10.查检查零件是否合格更改内容编制审核批准 机械制造工艺学项目报告

机械工艺课程设计夹具 篇6

一、课程性质与目标

“机制工艺与夹具课程设计”是机械制造与自动化专业的一门必修的职业能力核心课程, 是培养从事机械制造工艺规程编制人员和机床专用夹具设计人员必须的技能课程。

课程的培养目标为:以培养工艺编制员和夹具设计员为根本目标, 即培养工艺装备设计人员, 根据工艺装备设计人员的职业岗位职责和相应职业资格证书的认证要求, 让学生全面学习机械制造工艺编制和工艺装备设计人员职业岗位所需的相关知识和技能, 具备从事机械制造工艺编制和工艺装备设计的职业能力。具体的知识目标、能力目标和素质目标的培养要求见表1。

二、课程设计的理念与思路

1. 课程设计理念

“机制工艺与夹具课程设计”课程总的设计理念是:学用一致, 工学一体, 培养学生的综合职业能力。工学结合的学习领域课程改革实现了课程体系和教学内容质的变化, 主要表现在三个方面:学科体系转化为工作体系, 学习过程转化为工作过程, 教师主体转化为学生主体。

2. 课程设计思路

课程设计的整个思路见图1所示, 具体有以下几点:

(1) 以就业市场调研为基础, 以职业为导向对课程进行设计。根据市场调研的岗位要求确定课程的教学内容, 而不是仅仅是一本教材。课程组通过对就业职业岗位及岗位群进行广泛调研, 通过调研就业岗位群的工作范围和技术领域, 课程组发现机械类企业在发展过程中, 对零件加工工艺编制、工装的选用与设计, 以及生产加工等方面的知识与技能要求越来越高。

(2) 以长江三角洲地区装备制造业为背景设计教学载体, 学习性的工作任务是以工艺编制、夹具设计为核心。

(3) 以真实的、典型的工作任务及其工作过程为依据, 整合、序化教学内容。科学设计学习领域的学习性工作任务, 同时进行校企合作, 达到校企融合, 使企业兼职教师直接参与课程设计开发和教学实施的全过程。

三、课程教学改革

1. 教学资源的建设

编制《机械制造工艺、夹具的资源库》, 其内容涵盖:机械制造工艺三维动画仿真多媒体课件, 机械制造工艺、夹具学习指导, 机械制造工艺、夹具习题集, 机械制造工艺与夹具设计电子讲稿, 机械制造工艺与夹具试题库, 机械制造工艺课程设计指导书, 机床夹具课程设计指导书。此外, 还要进行计算机辅助工艺设计软件的研制与开发, 以及夹具三维仿真装配及实物模型等辅助教学设施的开发, 以提高课程设计质量。

在课程的零件载体选取方面, 结合生产实习环节中常见的零件进行考察分析, 遴选出结构典型、难度适中的零件进行《机制工艺与夹具课程设计》题目的扩充和更新。尽量做到设计选题新颖、难度适中, 达到综合考察学生理论学习与实践能力的要求。

2. 教学内容的选取

“机制工艺与夹具课程设计”课程的教学内容选取源于真实的企业实际, 教学内容能够呈现长三角装备制造业的工作内容和工作形式。选取的工作任务为制造业中最典型的、并被广泛使用的;选取具有结构完整的工作过程, 即计划、实施和工作成果的检查与评价, 易于转换成学习性的工作任务。此外, 还参考机械加工通用工种职业资格中、高等级的国家职业标准来选择教学内容, 使学生能够在完成工作任务的过程中最大程度地获得课程相关的专业知识。根据上述要求, 将经过筛选的教学内容重构后划分为“确定典型零件的加工工艺路线、设计典型零件的专用夹具、分解专用夹具中的非标零件”等7项学习 (典型工作) 任务;7个学习项目构成两大学习情景, 即工艺编制学习情景及专用夹具学习情景。课程以典型轴类零件、套筒类零件、齿轮类零件、拨叉类零件等作为教学内容的载体。这些来自企业生产一线的典型零件, 经过教学化处理, 以体现学习内容的工学结合特征, 架构起理论与实践、知识与技能、学习与工作的桥梁。

3. 教学方法与教学手段的改革

本课程实践性很强, 是一门从实践中来到实践中去的课程。根据该课程和高职教育教学的特点, 改革传统教学方法, 教学中采取工学结合、项目引领、任务驱动、生产过程导向、理论联系实际, 融教学做一体化的教学模式, 同时将讨论式、案例式、情景式、项目引导、任务驱动式等多种教学方法相结合, 使学生牢固掌握课程的核心知识技能点。

改变以往课堂教学手段的单一性, 加大讲解力度、重点突出板书、工程样例分析、课堂讨论等多种教学手段, 引导学生掌握核心技能。利用多媒体和网络等先进教学手段, 重视学生自主学习能力的培养。教学针对具体工作任务展开, 学习过程在教学中占据核心地位, 教师只是学习过程的组织者, 充分体现以学生为主体的教学思路。通过多媒体教学, 更加贴合实际, 并大量使用教具, 增强学生的感性认识, 激发学生的学习热情, 丰富教学资源, 改善教学环境, 提高教学效果。

4. 实践教学建设

课程设计是实践教学的一项重要环节, 它是培养学生综合运用知识、查阅资料、制图、计算能力、设计能力的一次综合训练。加强与改革实践教学环节的形式和内容, 探索在机制工艺与夹具课程设计中培养学生的创新能力。课程设计内容与生产实际紧密相连, 及时编写《机制工艺与夹具课程设计指导书》, 重视工艺实习、夹具设计等实践性教学环节, 通过实践培养和提高学生的实践能力和创新能力。

在“机制工艺编制”实践教学环节, 创造条件, 增加工艺实习的课程内容。学生通过参观学习, 亲手编制工艺, 真正了解和掌握机械制造工艺基本的生产实际知识, 巩固已学过的理论知识, 使学生在现实的生产环境中, 了解典型零件制造的生产过程, 经历认识———实践———再认识的过程, 进而开阔眼界, 增长才干。

在“专用机床夹具设计”实践教学环节, 结合工厂的生产实际, 让同学们真题真做。首先, 学生根据自己掌握的专业知识构思机床夹具设计方案, 然后与企业的夹具实物进行比较, 并邀请相关的企业工程技术人员进行讲评, 同学们经过反复论证及技术经济分析, 最终确定出合理的设计方案。通过这种“教、做、学”一体化教学方式, 启迪了同学们的思维方式, 培养同学们综合应用所学知识解决实际工程问题的能力, 使同学们具有就业面宽、工作适应性强的特点, 增强了社会适应性与就业竞争力。

5. 成绩评定方式的改革

将成绩评定重点放在对学生的岗位职业能力综合考评上, 突出评定学生的理论知识运用和专业能力。在课程设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式, 公平、公正地对学生的课程设计给予合理的肯定和评定。

同时, 课程设计还结合阶段性的成果考核及过程性的成果考核, 即阶段性成果考核按照任务单元进行。课程单元明确了学生每个训练项目应达到的专业技能标准及相应的考核标准, 每个情景任务单元结束后按照标准对学生进行相应的考核。过程性考核更注重培养同学们的工作态度和团队协作意识, 这对于提高学生的职业能力素质水平, 具有很好的促进作用。

阶段性的成果考核主要以自评互评等方式完成。自评即在课程设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价, 找出不足进行改善, 争取取得更好的成绩。互评是以小组为单位, 由小组成员给出评定成绩, 课程结束前再由教师进行分组答辩。指导老师结合学生自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。在新的成绩评定机制激励下, 同学们更加积极主动地完成设计任务。

通过上述的改革思路、改革方案, 促使学生一方面更好地获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力, 另一方面能更好地巩固与扩大学生的工艺知识、结构设计知识。实现了课程教学内容与实际应用相衔接, 培养了学生从事工艺编制与夹具设计岗位工作的职业素养, 提高了学生的学习兴趣, 扩大了专业适应面, 增强了学生的就业竞争力。

摘要：文章从目前高职院校“机制工艺与夹具课程设计”专业课存在的问题入手, 从教学资源的建设、教学方法与教学手段的改革、实践教学建设等方面进行了分析, 提出了一些教学改革的思路及措施。

关键词：机制工艺与夹具,课程设计,教学改革

参考文献

[1]吴铁军.基于工作过程的高职“机械制造技术”课程改革[J].职教论坛, 2012, (3) .

[2]王新荣, 王俊发.“机械制造工艺与夹具设计”精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育, 2012, (29) .

[3]孙波, 李福援.“机械制造工程学课程设计”教学改革探讨[J].中国新技术新产品, 2009, (5) .

[4]郑德星, 阳程.机械制造工艺与夹具综合实践教学改革与探索[J].黑龙江教育 (高教研究与评估) , 2012, (8) .

典型壳体零件加工工艺及夹具设计 篇7

关键词：壳体零件；装夹设计；加工工艺

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2015）06-0089-02

在机械加工中，由机床、夹具、刀具与被加工工件一起构成了这一加工过程的一个整体，这一整体称为机械加工工艺系统。因而，分析机械加工精度的过程，也就是分析这一工艺系统在各种不同的工作条件下以各种不同方式反映工件的加工误差，而机床、夹具又是这一工艺系统的重要组成部分，复杂的零件常用数控加工以达到其各种技术要求，在加工零件之前必须进行工艺规划分析和设计，目的是希望得到使用数控机床后的最佳工艺制造流程，最大限度地提高生产效率。

对于壳体零件，采用数控加工，可有效提高零件质量，安装容易，改善传动性能，延长产品使用寿命，以下图典型零件为例介绍壳体零件的加工过程中的部分工艺。

一、壳体零件的技术要求分析

（1）如图一所示零件，要确保主视图位置公差26±0.02、55±0.02、9.5±0.02，主视图B面与￠15沉孔平面距离31.6±0.02，平行度0.02符合图纸要求。

（2）右视图￠18+0.02孔与￠11+0.02轴承孔有垂直度要求，所以二次装夹所用基准要保持相互垂直关系。

（3）右视图平面与￠11+0.02轴承孔中心有67±0.02位置公差要求。

（4）后视图孔位置与主视图孔位置有同位度要求。

二、在安排工艺流程中主要考虑的因素

（1） 选择最短的加工工艺流程。

（2） 尽量发挥机床的各种工艺特点，追求最大限度地发挥数控机床的综合加工能力特长（多工序集中的工艺特点），应在生产流程中配置最少的机床数量、最少的工艺装备和夹具。

（3）工序集中与工艺加工渐精原则的矛盾。

（4） 在对典型工件族工艺流程的安排中，应妥善安排各台机床和生产线的手工调整和检测等工作，即人工干预的影响。

三、关键装夹工具的解决方案

夹具的作用是使工件相对于机床和刀具具有一个正确的安装位置，因此，夹具的制造误差对工件的加工精度影响很大。一是基准不重合误差，在零件图上确定某一表面尺寸、形状、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确产生的误差，夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，其实际尺寸（或位置）都允许在规定的公差范围内变动。

加工此零件，首先要解决装夹问题，这是加工的前题和准备工作，必须要做好，也就是要制作一套工装夹具，是用来确保￠18+0.02孔与各位置公差达到图纸要求，下面对夹具进行设计。

夹具如图二所示（已省略安装螺丝及零件压紧螺丝），在夹具上设置了两个工位01和02，工位01的定位基准为图示的A、B、C三个平面，三平面于空间构成工位01的坐标标系。此工位的作用：一是用于加工主视图上螺孔，轴承孔，定位孔，通孔和台阶，二是用于加工后视图上的螺孔，定位及沉孔，工位02的定位基准是图示的A1、B1、C1三个平面，同样此平面于空间亦构成工位02的坐标系，其作用是用于加工上视图尺寸￠18+0.02孔，M5螺纹孔，平面到￠11+0.02轴承孔中心距离67±0.02，此夹具的制造关键在于保证两坐标系的平行与垂直关系，夹具制造完后，须经严格检验，方向投入生产加工使用。

四、主要加工工艺规划

（1）利用普通车床和普通铣床分别加工图三所示的件A和B，并组装成图三所示的毛坏。其中外圆￠132.mm车至尺寸，内圆为￠98. mm车至尺寸，壳体高度为55.3mm（图纸要求是55mm，留0.3mm余量），内圆￠125. mm台阶深16.3mm （图纸要求￠124.5+0.3+0.0，深度16. mm，分别留0.5 mm和0.3 mm余量），￠11+0.02孔在车床钻孔至￠10，此孔未精加工之前作为加工4个￠11工艺沉孔时压紧零件用。67±0.02尺寸留1-2mm余量。

（2）加工主视图所需尺寸，在机床上校正夹具的坐标方向并压紧夹具，把模板放置在01工位上压紧，再把壳体放置于模板上，以壳体外圆￠132 mm和镶件80mm尺寸定位工件，用一支M10内六角螺丝穿过壳体￠10通孔压紧零件（见图四），找出内圆￠125. mm中心为加工零点值X1Y1，并把其输入到数控机床内，首先加工4个￠11工艺沉孔，加工￠7通孔时，由于孔较深，为防止钻头拆断，必须采用G83啄钻方式。加工完4个￠11工艺沉孔后，用4支M6内六角螺丝穿过￠11沉孔压紧零件，拆去原先M10压紧螺丝。用中心钻分别定位M4螺纹孔，￠3+0.02孔￠9+0.02孔，中心钻选用英寸中心钻，选用该中心钻的特点是，定位孔时通过深度控制，一次把定位和孔口倒角加工完，减少孔口倒角工序。M4螺纹孔按钻底孔￠3.3后用M4丝攻攻牙，￠3+0.02￠9+0.02孔分别采用钻孔、粗镗、精镗，￠11+0.02孔已有￠10底孔，采用粗镗、精镗。粗镗时单边留0.15余量精镗，这样既可保证加工精度，亦能充分发挥加工中心的高效率性，在加工过程中，为防止铝屑粘刀，提高加工表面粗糙度，必须加冷却液，具体的切削参数，粗镗主轴1500r/m，进给速度50mm/m，精镗主轴转速2000 r/m，进给速度40 mm/m，完成孔的加工后，精铣B面与￠15沉孔平面，B面只有0.3 mm余量，采用￠20平刀一次精铣到尺寸，为避免在B面上留下进退刀痕迹，必须采用切线进退刀方式，切削参数主轴转速S1000 r/m，进给速度为200 mm/m，￠15沉孔平面加工采用￠8平刀一次精加工到尺寸，进刀和退刀也采用切线进刀和退刀方式，加工程式见附表程式0001。完成主视图所需加工尺寸后，利用加工中心Y方向读数测量出67±0.02的实际距离，计算出加工余量，为在02工件加工67±0.02作准备，测量方法是用￠10零位棒，在01工位的加工零点，也是￠11+0.02孔的中心Y向读数为零，再移动Y向工作台，使零位棒接触67±0.02侧面，Y向读数会显示实际距离，这样的测量方法只需用于首件加工，以后加工就不需要。

（3） 上视图尺寸的加工，把零件与模板构成的整体从工位01移置于工位02上（见图四），压紧后，X方向加工零点与01工位数值相同，Y方向加工零点定在￠18+0.02孔中心上。首先用￠16平刀粗铣67±0.02尺寸，加工时根据在01工位测量出67±0.02余量是多少，留0.3 mm余量精铣，粗铣完后用中心钻定位￠18+0.02孔和M5螺纹孔，M5螺纹孔的加工按钻底孔￠4.2后用M5丝攻攻牙，￠18+0.02孔的加工过程，分别采用￠12钻头钻孔，￠16平刀扩孔，￠17.7镗刀粗镗，￠18镗刀精镗，要注意的是，由于￠18+0.02孔较深，钻孔必须采用G83啄钻方式，以方便铝屑排出而防止钻头拆断。镗孔时，要采用刚性好的镗刀，镗孔完后用￠16平刀精铣67±0.02到尺寸。

（4）最后加工后视图面各孔，从02工位拆下模板和零件，把模板重新装夹在01工位上，用壳体外圆￠132和￠9+0.02孔定位后压紧。加工零点和主视图加工零点数值相同，首先用中心钻定位M6螺纹孔，￠5.5+0.02孔，￠11沉孔已加工￠7通孔，直接用￠11平刀扩孔，M6螺纹孔的加工按钻底孔￠5.1后用M6丝攻攻牙，￠5.5+0.02孔按钻底孔￠5.1后用￠5.5镗刀精镗到尺寸。

参考文献：

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[2]谭雪松.数控加工技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.

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