夹具工艺装备课程设计说明书

1、工艺装备设计说明书设计题目： 连杆零件的机械加工工艺过程 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 指导教师： 学生姓名： 学 号： 目 录前言-11. 零件分析-22. 毛坯的制造-23. 定位基准的选择-44. 工艺规程设计 -55. 零件的分析与计算-66. 夹具设计-97. 心得体会-118. 参考文献-12 前 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重

2、要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件下方的孔与操作机构相连，而上方的半孔则是用于所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速拨叉是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔与侧面有精度要求，此外还有小头孔上的槽要就精加工，对精度有一定的要求，所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽两侧面有平行度公差和对称

3、度公差要求等。因为零件的吃饭精度，几何形状尺寸精度和祥和位置精度，以及给表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此他们的加工必须保持精度要求。一 零件分析 如下图所示的连杆零件，材料为QT40-17，毛坯为锻造件，要在其右侧钻M6的通孔，要求设计生产所需的夹具。 图1零件分析：此零件为一连杆，它的各个尺寸如上图所示,总的长度方向上的尺寸为93mm，高度方向总尺寸为20mm，宽度方向为22 mm，本次主要是对连杆右端7 mm孔及螺纹底孔5的加工进行设计，孔通常都采用钻床进行加工，所以本次设计的主要任务是在其它各个部位都已加工好的前提条件下，运用钻床夹具的有关知识来设

4、计加工左孔的夹具。（一）零件的作用 题目给的是杠杆的设计，它的一般作用是用来固定、支撑，要求零件的要求要配合其符合的要求。二毛坯的的锻造 1.确定毛坯的制造形式根据零件材料HT200,确定毛坯为灰铸铁，生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于7mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。三定位基准的选择使用夹具安装工件时，首先要使工件在夹具中占有正确的位置，即工件的定位。通过工件的定位，使得每一个被加工的工件重复放置到夹具体中都能准确占据由定位元件规定的同一个位置，对一批工件来说，每个工件放置到夹具中都能准确占据同一位置。（一）、定位

5、原理工件的定位就是采取适当的约束措施来限制工件的某些自由度，使得工件在该方向上有确定的位置。即沿三个互相垂直的坐标轴的移动自由度，以及围绕这三个坐标轴的转动自由度，如图2-1所示。用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度，称为六点定位。图2-1 物体在空间具有六个自由度工件在夹具中定位时，往往是利用工件上的几个表面与夹具体上的几个定位元件相接触，来限制工件的几个自由度。具体的定位可能有以下两种情况：1.正常的定位情况 根据工件的加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被正确的定位情况。它可以是完全定位，也可以是不完全定位。若需要将工件的六个自由度全部限制，定位时正好限制了六个自由度，则为

6、完全定位。若需要限制的自由度少于六个，定位时正好限制了这几个自由度，则为不完全定位。2.非正常的定位情况 包括欠定位和过定位（或者重复定位），欠定位是要限制的自由度没有被全部限制的情况，过定位就是某个自由度被两个或者是两个以上的约束重复限制了的情况。欠定位不能保证位置精度，是不允许的。过定位一般是不允许的，因为它可能会造成一些不良的后果，如工件与定位元件的接触点不稳定，使一批工件的位置一致性较差；会增加工件及夹具的夹紧变形；也可能导致部分工件不能顺利地与定位元件接触来实现定位。因此，通常应该采取措施避免过定位。但有时采用这种形式的定位也有一定的好处，这是只要工件定位基准和夹具定位元件都具有较高

7、的形状和位置精度，过定位是允许的。（二）、选择合理的定位基准1.定位基准必须与工艺基准重合，并尽量与设计基准重合，以减小定位误差，获得最大加工允许，降低夹具制造精度。当定位基准与工艺基准或设计基准不重合时，需进行必要的加工尺寸及其允差的换算。2. 择工件上最大的平面，最长的圆柱面或圆柱轴线为定位基准，以提高定位精度，并使定位稳定、可靠。3. 择定位元件时，要防止出现超定位现象。4. 工件各加工工序中，力求采用同一基准，并避免因基准更换而降低工件各表面相互位置的准确度。5. 铸、锻件以毛坯面作为第一道工序的基准时，应选择比较光滑的表面作基准面，避开冒口、浇口或分型面等凸起的不平整的部位。四 工艺

8、规程设计 （一）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。（1）粗基面的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆作为粗基准。（2）精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，

9、称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择8的孔和12的孔作为精基准。（二）制定机械加工工艺路线 工序I 铸造毛坯。 工序II 同时铣大小端面。选用X5025铣床。 工序III 同时铣另一大小端面。选用X5025铣床。 工序IV 钻铰12H8孔并倒角。选用Z5125立式钻床。工序V 钻铰8H9孔并倒角。选用Z5125立式钻床。 工序VI 钻7孔和螺纹底孔5。选用Z5125立式钻床。 工序VII 铣2mm槽。选用X6026卧式铣床。 工序VIII攻螺纹M6。选用Z5125立式钻床。 工

10、序IX 检查图库。五零件的分析与计算 要加工的杠杆共有两个加工表面，有一定的位置要求。分析如下工序： 以12mm孔为精基准，钻螺纹底孔5mm，攻M6螺纹。1. 选择钻头选择高速麻花钻，攻螺纹的时候，确定螺纹底孔的直径的公式是： d =D - Pd 底孔直径D 公称直径P 螺距查表可知M6的螺纹距为1mm ，所以预制孔是5mm其直径为do =5 mm。钻头几何形状: 查切削用量简明手册表 2.1 2.2得到：钻头为标准钻头 后角o=16° 二重刃长度2=120° ao=45° =30°2选择切削用量（1） 绝对进给量查切削用量简明手册 选择f =0.18

11、0.22mm/r按钻头强度选择f =0.60mm/r 按机床强度选择f =0.53mm/r但是由于零件的工艺要求所使，选择最终机床的已有进给量f =0.18 0.22mm/r (2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度 查切削用量简明手册 由表2.12可以查出其为0.5 0.8 ，寿命T 为20min （3）切削速度由表2.15，当HT200的硬度HBS为200217，进给量f=0.22mm/r,标注钻头，钻头直径小于8时，切削速度vc=18mm/r。修正系数 ktv=1.0 kmv=1.0 ktv=1.0 kxv=1.0 k1v=1.0 kapv=1.0 ，故 v =vckv=18×

12、;1.0×1.0×1.0×1.0×1.0×1.0=18mm/r =查切削用量简明手册机床实际转速nc=1360r/min故实际的切削速度 （4） 攻螺纹M6选用机床：Z525立式钻床选用刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，计算切削基本工时：. 计算基本工时螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。其余几步数据见工艺卡片。 六夹具设计经过老师的制定，决定设计钻M6孔的钻床夹具设计。本夹具将用于Z525立式钻床。道具则选择为高速麻花钻。（1） 工艺要求

13、由于我们看到的零件图上面没有提出具体的零件精度要求，所以我们定为是自由公差，而且定位要求也比较的低，因此，我们考虑了螺栓卡紧机构的夹紧定位，所以，我们本步的重点也应是卡紧上面的选择与设计。（2） 卡具的设计1. 选择定位基准看到了零件图，我们选择了以12mm的孔作为基准，而且我们可以使用一个面和一个削边销再加上一个长销柱去做定位，竖直的把零件放置在其上，限制了3个自由度，而长销柱的夹紧又限制了两个自由度，剩余的一个在面上的转动的自由度则被一个削边销所限制了，从而使工件完全定位。2.切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 扭矩 由于扭矩很小，计算时可忽略

14、。卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N由于卡紧力很小，所以我们可以使用螺旋定位。3.夹具的说明我们所看到的钻套用于确定钻头的位置。七设计小结为期两周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我们在冯凭老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造技术基础、金属工艺学等课程的重要环节，使理论与实践更加接近，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历了两个阶段：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。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、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。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请老师、同学们批评指正！八参考文献1 曾志新机械制造技术基础武汉理工大