车床拨叉(钻扩φ22孔)课程设计夹具设计说明书

1、机械制 造 技 术 基础课 程 设 计 说 明 书设计题目：制定CA614诉床拨叉的加工工艺，设计钻小22孑L的钻床夹具需全套资料.加的:1169457812设计者：指导教师： TOC o 1-5 h z 目录机械自造工艺及夹具课程设计任务书 .3序言4零件的分析.4零件的作用 4.5工艺规程设计 TOC o 1-5 h z 确定毛坯的制造形式 .5基准面的选择.5制定工艺路线.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6确定切削用量及基本工时 .7夹具设计.12问题提出12夹具设计.12参考文献 .13机械自造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定CA614诉床拨叉的加工工艺，设计钻 小22

2、孔的钻床夹具设计要求：中批量生产 手动夹紧通用工艺装备设计时间： 2006.9.112006.9.29设计内容：1、熟悉零件图；2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）；4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）；5、绘制夹具总装图；6、绘制夹具零件图；7、说明书班级：机械 03-1 班学生：指导教师：系 主 任：年月日I_ii序言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设

3、计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。（一）零件的作用：题目所给白零件是CA614诉床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽 距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm勺筋板支撑，零件中部有25产的花键孔，上平面分别有 M8的螺纹孔和5mm勺锥孔.，所有技术要求都是为了机床 总体装配.。（二）零件的工艺分析:本零件可从零件图中可知，它有三组加工面，而有位置要求，还有两组孔，也有 位置和精度要求1、零件左端面，它是毛坯铸造出

4、来之后等待加工的第一个面，此面将作为初 基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铳、半精铳的加工方 式，即节省时间又能达到技术要求。2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的 孔加工，为达到题目要求我们采取粗铳、半精铳的加工方式，表面粗糙度为3.2最终达到要求。3、以顶面为基准加工，25心俎的花键孔，此面表面粗糙度为 6.3。采用钻，扩即达到要求。4、18mm勺槽加工，此槽侧面粗糙度为 3.2,底面粗糙度为6.3即采取粗铳、 半精铳，两步工序能达到要求。5、加工M8螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为 （|）6.7,考虑到工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序

5、6、加工M5锥孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工的适 当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式。由零件要求可知，零件的材料为 HT20Q考虑到本零件在具体工作的受力情 况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型 铸造是提高效率节省成本的最佳方法。（二）基准面的选择基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以 是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚 者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完

6、成加工任务。粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加 工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重 合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目我们以的孔为精基准，基本满足要求。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等 技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工 序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。工艺路线方案:工序：1/、铸造;2/、时效处理；3/、粗铳、半精铳左端面；4/、粗铳、半精铳顶面；钻、扩022孔；5/、钻

7、、扩022孔；6/、车426倒角7/、拉花键孔；8/、铳 18mm曹；9/、钻M8底孔小6.7、攻丝M&配钻M5锥孔10/、去刺11/、检验。机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为 HT20cl硬度HB170-200,毛坯重量约为1kg,生产类 型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下。（批量生产）根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺 寸及毛坯尺寸确定如下：.零件端面：6-此面是粗基准，是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册表 92及公式（6-16）计算底面加工余量。e=C式中e余量值；AjfJL i n ix铸件的最大尺寸；A 加工

8、表面最大尺寸；C 系数e=0.55 义80gx75=2.5mm满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93的要求。. 顶面.3080面:因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为e=3mm满足机械加工工艺设计实用手册表 6-93的要求。3、中间毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为IT7 IT8之间，根据机械加工工艺设计 实用手册确定尺寸和余量。钻孔：小20扩孔：小22e=2mm4、小25花键孔以小22孔为基准拉孔e=3mm5.铳18mm曹毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 e=18mm6、M8螺纹孔毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知M8底孔为6.7为零件满足要求确定尺寸

9、余量如下。钻M8底孔小6.7 ;攻丝 M&e= 1.3mm确定切削用量及基本工时1、工序出：铳端面a/加工条件：机床：X62WM式铳床刀具：高速钢圆柱铳刀GB1106-85其中 d=80mm, L=82mm , l=22mmb/计算切削用量：叫 =2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f= 0.20 6 =由切削用量手册表9.4-8可知：vt =0.34m/snt=1.35r/svft=1.70m/s各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有 V=034x0.69x0.8=0.19m/sV=1.35x0.69x0,8=0.75r/sV=1,70 x

10、0.69x0.8=0.94mm/svfc=1.0mm/s由 X62WL床取nt=0.792r/s=47.5r/min所以实际切削速度v=trdnl(H)i)=0.20m/s=12m/minafc.=J 三 0,2 I mm/ z 门产.确定主轴转速：l1+l2=17mm l=75mmn=tOOv 研 =7r/s=420r/min切削工时：_ 4 * = 925 = 1.53 min1Rr2、工序IV:铳20+10平面加工条件：机床：X52K立式铳床刀具：高速钢立铳刀其中d=32mm, z=6 .计算切削用量：=3mm由机械加工工艺实用手册表 15-52af=0.08mm/z由机械加工工艺实用手

11、册表 15-55v=0.3m/s=18m/minlOOOvn =“ jui11 K3,l4x 32=3r/s(179r/min)按机床选取：n = 2X0 r / min = 4.67 r ! sd n10003 J4m 32 M 3 J 710000.3 1 7m/ 5切入切出l=80mm/尸 10/nml2 =2御阴vf = d/z= .52 nun I 切削工时:/, + /, + / 80+10+2i-2- =1 (Hminvf 1 523、工序VI钻，扩小22孑L钻小20孔a/加工条件：机床：Z525立时钻床.刀具：麻花钻其中 d=20mm,.b/计算切削用量:=20mm由机械加工工

12、艺手册表15-53 ,表15-37可知:.f=0.36mm/rv=0.35m/s确定主轴转速:n=.334r/min按机床选取:实际机床选取：v=1000-0.4 I/jj/ s切入 切出l=80mm切削工时:(J,62 mina/加工条件：机床：Z525立时钻床.刀具：扩孔钻 其中d=22mm,.b/计算切削用量：%=2mm由机械加工工艺手册表15-53 ,表15-37可知：.f=0.81mm/rv=0.14m/s确定主轴转速：n=lOOOr皿=.121.5r/min.按机床选取：= 1 40 r / in i 门实际机床选取：v=0 J 6 07 / s 】。00切削工时：=4 + (1

13、= minrJj 。/ .、拉花键孔ZhJyr 15x80*1,2x1.4、fj := 013 m *lOOOx1000 x3.6x0,06x7. 铳18mm曹a/加工条件：机床：x62w卧式铳.床.刀具：直齿三面刃铳刀其中d=80mm, z=18b/计算切削用量： % =18mm由机械加工工艺手册表 15-53 ,表15-55可知:.af=0.20mm/zv=0.3m/s确定主轴转速：n=1哂=71.6r/min按机床选取：n = 7 5/ min实际机床选取：v=fma100()0,314/n/ 5切削工时:1.16 min.钻M8螺纹孔钻M8螺纹底孔小6.7孔.a/加工条件：机床：Z52

14、5立时钻床.刀具：麻花钻 其中d=6.7mm,.b/计算切削用量：=6.7mm由机械加工工艺手册表15-53 ,表15-37可知:.f=0.13mm/rv=0.35m/s确定主轴转速：n=1哂=.998r/min按机床选取：nr / m i n实际机床选取：v=0.3 4 n? / s 1000切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm切削工时:=0.1 2 min(2) 攻丝M8a/加工条件：机床：Z525立时钻床.刀具：机用丝锥其中d=8mm,.b/计算切削用量：=1.3mm由机械加工工艺手册表15-53 ,表15-37可知:.f=1mm/r v=0.12m/s确定主轴转速： n=lO

15、OOr现=286r/min.按机床选取：-272 r / min实际机床选取：v=1OOU切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm切削工时：j =十十=0.06min3钻扩22+0.28 mm工序夹具设计任务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，决定设计第 3 道工序钻、扩花键底孔的立式钻床夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为高速钢麻花钻头，来对工件进行加 工。本夹具主要用来钻扩 22+0.28 mm,由于采用高速钢麻花钻头，一次切削， 所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度定位方案及定位装置的设计计算定位方案的确定根据

16、加工工序及零件图可知，要加工 22+0.28 mm,要确保所加工的孔和毛 坯圆柱的同轴度问题，即定心。在垂直于加工方向上，不能产生移动和转动。沿加工方向上，由于 40外圆 有一部分与肋板相交，不为规则外圆柱面，形状特殊，所以也得限制其沿加工方向的移动和转动。最终采取的定位方位为工件以40外圆柱面和端面A定位基准，在 V 形块和支撑板上实现五点定位。用快速螺旋夹紧机构推动 V 形块压头夹紧工件。满足六点定位原理，限制了工件6 个自由度，属于完全定位。定位元件及装置设计定位元件的选择，包括其结构尺寸形状及布置形式等，主要决定于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用状况。根据加工工序和零件图可知，

17、以外圆柱面定位采用固定 V 形块，其对中性好，能使工件的定位基准轴线在V 形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，并且安装方便。选用活动 V 形块，可用于夹紧机构中，起到取消一个自由度的作用。用支承板对端面 A底面定位。支承板用螺钉紧固在夹具体上。但考 虑到加工工序，采用两块扇形支承板同心相对固定。装配后，应磨平工作表面，以 保证等局性。定位误差的分析计算使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的 定位密切相关。由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差成为定 位误差。在加工时，夹具相对刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动，因 此可以认为加

18、工表面的位置是固定的。在这种情况下，加工表面对其工序基准的位 置误差，必然是工序基准的位置变动所起的。所以，定位误差也就是工件定位时工 序基准（一批工件的）沿加工要求方向上的位置的最大变动量，即工序基准位置的 最大变动量在加工尺寸方向上的投影。根据金属切削机床夹具设计手册表 3-1, “V形块的尺寸及定位误差的计 算”可知，常用的V形块工作角度为90。由定位误差公式Ay= 0.707 x（D-d）（其中 A定位圆直径白中间尺寸，d定位圆直径的最小值）得mm引导元件设计引导装置是在钻、链类机床上加工孔和孔系时做刀具导向用。借助于引导元 件可提高被加工孔的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。应此

19、选择可换钻套，其便于磨损后快速更换。根据机床夹具设计手册图 2-1-46可知可换钻套 具体参数。夹紧方案及装置的设计计算夹紧方案的确定为了保证在切削力、离心力、惯性力等外力的作用下，工件仍能在夹具中保 持由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动或位移，一般在夹具结构中都必 须设置一定的夹紧装置，将工件可靠地夹紧。通过活动V形块连接到快速螺旋夹具机构上，可是工件保持既定位置，即在切削力的作用下，工件不应离开定位支承。夹紧力大小的分析计算根据机床夹具设计手册表1-2-7可知，用高速钢刀具钻削材料为灰铸铁 （190HBS直径为 22+0.28 mm的孔的切削力计算公式为R * 419 DsKf）切削扭矩计算公式为D一钻头直径，22 mms一每转进给量，0.81 mm/r勺一修正系数，0.9计算出R = 7OO9.lfi.V=77.28 Mm根据机床夹具设计手册表1-2-11可知，工件以外圆定位中，V形块定位V形块夹紧的实际所需夹紧力计算公式为K k Ai x sni22M防止工件转动:防止工件移动:安全系数,，其余为1.0)I一工件与V形块间的圆周方向摩擦系数，查表 1-2-12取0.2一工件与V形块间的轴向摩擦系数,查表1-2-12取0.2X x A/ x sin -* - 2N经过计算可知,防止工