机械制造技术课程设计-拨叉[831006]加工工艺及钻25孔夹具设计

1、设计说明书题目：拨叉的工艺规程及夹具设计学 生：学 号：专 业：班 级：指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。拨叉加工工艺规程及其夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产

2、生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸加V信 sheji1120或扣 3346389411ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowle

3、dge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological des

4、ign to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working proc

5、edure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection p

6、art as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the loca

7、lization, the error目 录ABSTRCT3序 言1一 零件的分析21.1 零件的结构分析21.2 零件的工艺分析21.3 零件的工艺要求2二 毛坯的确定42.1确定毛坯的制造形式42.2毛坯形状及尺寸4三 拟定加工工艺路线53.1 基准的选择53.1.1粗基准选择53.1.2 精基准的选择53.2 制定工艺路线6四 切削用量及工时计算9工序：粗铣40的顶端面9工序：钻，扩，铰25孔10工序：粗铣75的顶端面11工序：粗铣75的底端面12工序：粗镗55的孔13工序：粗铣40×32的端面14工序：粗铣距中心17mm的端面15工序：粗铣宽16mm的槽16工序：精铣40的顶

8、端面16工序：精铣75的顶端面17工序：精铣75的底端面18工序：精镗55孔19工序：精铣40×32的端面20工序：精铣宽16mm的槽21工序：铣断21五 夹具设计235.1问题的提出235.2定位基准的选择235.3切削力和夹紧力的计算245.4定位误差分析245.5夹具设计及操作的简要说明24总 结26致 谢28参 考 文 献29序 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

9、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。拨叉的加工工艺规程及其夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，

10、其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一 零件的分析 1.1 零件的结构分析此拨叉零件是有40的圆柱，长78mm, 25mm的孔，肋板8mm，直径75的半圆，厚度为12mm及宽16，长40mm的槽组成。1.2 零件的工艺分析拨叉的工艺有2组加工面的分别为1：以顶端面为基准的加工面，这组加工面包括铣底端面铣75的上下端面2：以顶端面为基准的加工面，这组加工面主要是其他的孔和端面。1.3 零件的工艺要求加工精度：40的底端面，直径75的上下端面及凹槽其精度要求为Ra3.2,粗精加工即可满足要求。25的通孔，其精度要求为Ra1.6,需要钻24的孔，扩24.85的孔，铰25的孔。位置精度分析：凹槽相

11、对与40的圆柱的中心，其垂直度为0.08，上下端面相对于40的圆柱中心，其垂直度为0.1二 毛坯的确定2.1确定毛坯的制造形式拨叉零件的材料HT200，HT200的可铸性好，因此可用铸造的方法因为是成批生产，采用砂型铸造的方法生产铸件毛坯，既可以提高生产率，又可以提高精度而且加工余量小等优点。2.2毛坯形状及尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术及成本的限制，以及产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通

12、过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位及形状有关。 三 拟定加工工艺路线3.1 基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。3.1.1粗基准选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、

13、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基

14、准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取内孔和端面为定位基准，利用心轴为定位元件。3.1.2 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：1)为了保证零件各个加工面都能分配到足够的加工余量，应选加工余量最小的面为精基准。2)为了保证零件上加工面与不加工面的相对位置要求，应选不加工面为粗基准。当零件上有几个加工面，应选与加工面的相对位置要求高的不加工面为精基准。3)为了保证零件上重要表面加工余量均匀，应选重要表面为粗基准。零件上有些重要工作表面，精度很高，为了达到加工精度要求，在粗加工时就应使其加工余量尽量均匀。4)为了使定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、

15、平整光洁面作粗基准。作为粗基准的面应无铸造飞边和铸造浇冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夹具装夹时，还应使夹具结构简单，操作方便。5) 精基准应尽量避免重复使用，特别是在同一尺寸方向上只允许装夹使用一次。因粗基准是毛面，表面粗糙、形状误差大，如果二次装夹使用同一精基准，两次装夹中加工出的表面就会产生较大的相互位置误差。以25孔为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.2 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。通过仔细考虑零

16、件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一1铸造铸造2处理时效处理3铣粗铣40的顶端面4钻钻扩铰25的孔5铣粗铣75的顶端面6铣粗铣75的底端面7镗粗镗55的孔8铣粗铣40×32两侧表面9铣粗铣距中心17mm的端面10铣粗铣宽16mm的槽11检检验尺寸，到加工要求12铣精铣40的顶端面13铣精铣75的顶端面14铣精铣75的底端面15镗精镗55孔16铣精铣40×32两侧表面17铣精铣宽16mm的槽18铣铣断19检验检验20入库入库方案二1铸造铸造2处理时效处理3钻钻扩铰25的孔4铣粗铣40的顶端面5铣粗铣75的顶端面6铣粗铣75的底端面7镗粗镗55的孔8铣粗铣40×

17、;32两侧表面9铣粗铣距中心17mm的端面10铣粗铣宽16mm的槽11检检验尺寸，到加工要求12铣精铣40的顶端面13铣精铣75的顶端面14铣精铣75的底端面15镗精镗55孔16铣精铣40×32两侧表面17铣精铣宽16mm的槽18铣铣断19检验检验20入库入库工艺方案一和方案二的区别在于方案二先钻孔，再铣端面，违背了先面后孔的原则，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工艺的基本原则，更好地保证了工件的加工精度，综合考虑我们选择方案一具体的工艺路线如下1铸造铸造2处理时效处理3铣粗铣40的顶端面4钻钻扩铰25的孔5铣粗铣75的顶端面6铣粗铣75的底端面7镗粗镗55的孔8铣粗铣40

18、×32两侧表面9铣粗铣距中心17mm的端面10铣粗铣宽16mm的槽11检检验尺寸，到加工要求12铣精铣40的顶端面13铣精铣75的顶端面14铣精铣75的底端面15镗精镗55孔16铣精铣40×32两侧表面17铣精铣宽16mm的槽18铣铣断19检验检验20入库入库四 切削用量及工时计算工序：粗铣40的顶端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取725当725r

19、/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：钻，扩，铰25孔工步一钻孔至24确定进给量的确定：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工11孔时属于低刚度零件，故进给量的确定应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据Z525立式钻床说明书，取，因此实际切削速度计算为切削工时计算：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按钻床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考

20、文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量的确定和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序：粗铣75的顶端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取490当490r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：粗铣75的底端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣

21、削深度 因为加工余量不大，一次加工完成8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取490当490r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：粗镗55的孔机床：镗床刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册1表2.4-66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-66，取机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度，代入（式3.7）得：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：则：本工序用的时间：工

22、序：粗铣40×32的端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成11） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1225当1225r/min时按机床标准选取12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：粗铣距中心17mm的端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量13） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成14） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣

23、床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1500当1500r/min时按机床标准选取15） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：粗铣宽16mm的槽1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式锥柄立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量16） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成17） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1500当1500r/min时按机床标准选取18） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣40的顶端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式

24、面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量19） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成20） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取590当590r/min时按机床标准选取21） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣75的顶端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量22） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成23） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取380当38

25、0r/min时按机床标准选取24） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣75的底端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量25） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成26） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取380当380r/min时按机床标准选取27） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精镗55孔1.加工条件工件材料：HT200，时效处理，砂型铸造加工要求：镗孔55mm机 床：卧式镗床T616刀 具：弯头镗刀2.计算切削用量查简明手册表4.2-

26、19和4.2-20,4.2-21得 =25mm/min =0.07mm/z =9.6mm根据T616镗床说明书，取=125 r/min切削工时：L=2mm工序：精铣40×32的端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量28） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成29） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取725当725r/min时按机床标准选取30） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：精铣宽16mm的槽1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式

27、锥柄立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量31） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成32） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1225当1225r/min时按机床标准选取33） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序：铣断1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式直柄立铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量34） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成35） 决定每次进给量及切削速度 根据X5012型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取2720

28、当2720r/min时按机床标准选取36） 计算工时切削工时：，则机动工时为五 夹具设计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。由指导老师的分配工序的钻扩铰25孔的钻床夹具。5.1问题的提出 本夹具主要用于钻扩铰25孔，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。5.2定位基准的选择基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据基准的不同功能，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。2. 工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准

29、按用途不同，又分为装配基准、测量基准、工序基准和定位基准。（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。（2）测量基准测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。（3）工序基准在加工工序中，用以确定本工序被加工表面家工后的尺寸、形状及位置的基准，称为工序基准。（4）定位基准工件定位时所采用的基准，称为定位基准。本道工序加工25孔，精度不高，因此我们采用已加工好的55孔定位，因为孔径自身较小，切削力较小，因此不在采用其他的辅助定位，开口垫圈的压紧力即可以满足要求。5.3切削力和夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力

30、 式（5-2）钻削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。5.4定位误差分析本工序选用的工件以圆孔在心轴上定位，心轴为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。在重力作用下定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下，见下图。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 定位销外圆直径公差（mm）。5.5夹具设计及操作的简要说明使用心轴定位

31、，开口垫圈的压紧力即可指定可靠的卡紧力。同时我们采用快换钻套，当导向的钻套磨损后，我们松开螺钉可以快速地换下钻套。保证导向的精度，这样就大大的提高了生产效率，适合于大批量生产。总 结这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,铸炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的铸炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践