机械制造技术课程设计-拨叉-1零件加工工艺及钻φ15孔夹具设计【全套图纸】 .doc

机械制造技术基础课程设计说明书 题目： 拨叉-1零件机械加工工艺规程钻15孔夹具设计系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 6011201152 姓 名 指导教师 2014年9月9日设计任务书设计题目：拨叉-1零件批量生产机械加工工艺过程设计及 钻15h8孔 夹具设计设计内容与要求：1. 制定 拨叉 零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2. 对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3. 确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4. 确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5. 对两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量；6设计钻床夹具，绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具元件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；7对 孙舰航 同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：立式铣床x51k，x52k；卧式铣床x61w，x62w；立式钻床z525；立式钻床z515；台式钻床z4115；外圆磨床mg1416，mg1432；内圆磨床mg2110，mg2120；平面磨床m7120；插床b5025；拉床l6106设计小组：组长：成员： 指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评摘 要机械制造技术基础课程设计是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，要求学生应做到：1能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。2提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。关键词：拨叉；综合运用；分析和解决;熟练运用;提高结构设计能力;夹紧机构目 录第一章 零件分析及工艺规划11.1 零件图11.2 零件的结构特点21.3 零件毛坯与生产纲领21.4 零件各加工表面及技术要求21.5 定位基准的选择21.6 拟定机械加工工艺路线31.7 机械加工工艺过程卡3第二章 工序设计42.1 毛坯的确定及尺寸公差42.2 拨叉总余量的确定42.3 机床及刀具的选择42.4 工序参数的计算42.4.1 钻15h8孔工步参数确定42.4.2 粗铰15h8孔工步参数确定52.4.3 精铰15h8孔工步参数确定52.4.4 时间定额5第三章 夹具设计73.1 问题的提出73.2 定位基准的选择73.3 切削力及夹紧力计算73.4 定位误差分析83.5夹具设计及操作简要说明83.6 设计专用夹具零件装配图8第四章 自我总结10参考文献11附录错误！未定义书签。工艺过程卡错误！未定义书签。工序卡1错误！未定义书签。工序卡2错误！未定义书签。15天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第一章 零件分析及工艺规划1.1 零件图图1.1 零件图 图1-2 三维图1.2 零件的结构特点全套图纸，加153893706该零件是以15h8孔套在轴上，并用销钉经h12孔与轴定位的，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，就可实现变速箱的变速功能，从而实现拖拉机的变速。拨叉的主要工作表面为操纵箱及拨叉两端面。主要配合面为15h8孔、5h12孔和拨叉脚内侧而50h12。该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时有一定的强度、刚度和韧度。外形不规则，刚性较差易变形1.3 零件毛坯与生产纲领零件材料为qt400-18，大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，所以毛坯选用金属模砂型机器制造型铸造成形。查表的总体毛坯余量为单边1.4mm。1.4 零件各加工表面及技术要求序号加工表面基本尺寸（mm）公差等级（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）加工方法1拨叉头左右端面36未注公差6.3粗铣215h8孔15it8+0.02701.6钻粗铰精铰3拨叉脚两端面7it11-0.15-0.250.13.2粗铣半精铣4拨叉脚内侧面50it12+0.2503.2粗铣半精铣5操纵槽13it12+0.203.2粗铣半精铣66h12孔6it12+0.1200.26.3钻扩表1-1 零件各加工表面及技术要求1.5 定位基准的选择根据“基准重合”和“基准统一”的原则,以拨叉头的外圆及端面为粗基准，以15h8孔及其端面为精基准。1.6 拟定机械加工工艺路线根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册，得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表1-2 拟定机械加工工艺路线工序号内容设备工序号内容设备10粗铣拨叉头右端面铣床60粗铣拨叉脚内侧面铣床20粗铣拨叉头左端面铣床70半精铣铣拨叉脚内侧面铣床30钻，粗铰，精铰15h8孔钻床80粗铣操纵槽铣床40粗铣拨叉脚左右端面铣床90半精铣操纵槽铣床50半精铣铣拨叉脚左右端面铣床100钻，扩6h12孔钻床1.7 机械加工工艺过程卡见附录天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第二章 工序设计2.1 毛坯的确定及尺寸公差毛坯材料qt40018，为球墨铸铁，零件批量生产。查表毛坯铸件公差等级812级，选择8级，对应尺寸公差1mm。2.2 拨叉总余量的确定因为拨叉1最大尺寸位于63mm100mm范围内，且球墨铸铁机器造型加工余量等级为eg，选择g。查表得总加工余量为1.4mm。2.3 机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（70x90）且本身工序所需经济精度等级it12，床钻z525，功率2.8kw，根据所钻孔，钻头选用高速钢麻花钻。2.4 工序参数的计算2.4.1 钻15h8孔工步参数确定刀具选择高速钢麻花钻；量具选择内径千分尺；进给量： 初切削速度： 背吃到量： 转速：查资料选取转速 2.4.2 粗铰15h8孔工步参数确定刀具选择高速钢麻花钻；量具选择内径千分尺；进给量： 初切削速度： 背吃到量： 转速：查资料选取转速 2.4.3 精铰15h8孔工步参数确定刀具选择高速钢麻花钻；量具选择内径千分尺；进给量： 初切削速度： 背吃到量： 转速：查资料选取转速 2.4.4 时间定额 根据 t=tj+tf+tb+tx, tj=l+l1+l2f, l1=0.5(d-d2-ae2)查表得l=20mm，l2取3mm，ae=7mm，d=40mm。又根据公式f=fzn算得f=470.4mm/min。所以最后算得tj=3s。因为tf选取等于0.2倍的tj,故tf=0.6s。且tb和tx都取0.04(tb+tx),求得tx+tb=0.15s。综上所得 t1=3.75s。第三章 夹具设计3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻15孔，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。因此我们以15孔外圆和顶面，侧面为定位基准。3.2 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。15的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择15孔外圆和顶面，侧面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以v型块，手柄，挡销作为定位元件。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的手柄作为夹紧机构。3.3 切削力及夹紧力计算 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 式（3-1）钻削力矩 式（3-2）式中：d=15mm 代入公式（3-1）和（3-2）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。3.4 定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为固定v型块和挡销销及其手柄，孔与销间隙配合。（2） 工件的工序基准为孔外圆，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： td=dmax-dmin 本工序采用一固定v型块，一挡销定位，用手柄夹紧，即可满足定位要求。3.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用手柄夹紧机构。3.6 设计专用夹具零件装配图图3-1 二维正视装配图图3-2 二维俯视装配图第四章 自我总结本次设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和autocad等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。本次设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。课程设计是本科毕业前的非常难得的理论与实践相结合的机会，通过本次设计，对拨叉的加工工艺及其夹具设计分析，对工艺和夹具、刀具设计有了进一步认识，从书上的理论知识转换到实际运用，是一个漫长而艰苦的过程，在设计过程中遇到了很多自己不能独立解决的问题，在老师的指导下，问题得以一一解决。三周的设计让我们学到了很多东西，这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通。零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺过程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。在这次设计中，我学会了如何设计、如何计算，如何合作。这次的课程设计可以说是综合了我们的所有智慧，同时还得到了指导老师的大力支持和帮助。虽然在设计中由于自身的水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，但是，最重要的是我们得到了锻炼，为毕业设计积累了不少经验，这也是最大的收获。在此，谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程m.北京：机械工业出版社.2004.2张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础m.北京：高等教育出版社.2007. 3刘长青.机械制造技术课程设计指导m.武汉：华中科技大学出版社.2007. 4崇凯.机械制造技术基础课程设计指南m.北京：化学工业出版社.2006.5王启平.机床夹具设计m.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.2005.6徐海枝.机械加工工艺编制m.北京：北京理工大学出版社.2009.7李洪.机械加工艺手册m.北京：北京出版社.1990.天津大学仁爱学院机械加工工艺过程卡产品名称零件名称材 料毛 坯机械工程系拨叉qt40018铸造工序号工序名称工 序 内 容 及 要 求机 床夹 具刀 具量 具备 注1粗铣拨叉头右端面粗铣拨叉头右端面，保证尺寸36mm,ra6.3立式铣床x51专用夹具端铣刀游标卡尺2粗铣拨叉头左端面粗铣拨叉头左端面，保证尺寸36mm,ra6.3立式铣床x51专用夹具端铣刀游标卡尺3钻，粗铰，精铰15h8孔1）钻15h8孔，保证尺寸14mm；2）粗铰15h8孔,保证尺寸14.95mm；3）精铰15h8孔至15mm15.027mm,ra1.6台钻z525专用夹具1） 直柄麻花钻头2） 机用铰刀内径千分尺4粗铣拨叉脚左右端面粗铣拨叉脚左右端面,保证两端面厚度7.5mm,ra6.3卧式双面铣床x61专用夹具套式面铣刀游标卡尺5半精铣拨叉脚左右端面半精铣拨叉脚左右端面保证两端面厚度6.75mm6.85mm,ra3.2，卧式双面铣床x61专用夹具套式面铣刀游标卡尺6粗铣拨叉脚内侧面粗铣拨叉脚内侧面,保证两拨叉脚间距49.3mm, ra6.3卧式双面铣床x61专用夹具高速钢整体面铣刀游标卡尺7半精铣拨叉脚内侧面半精铣拨叉脚内侧面,保证两拨叉脚间距50mm50.25mm, ra3.2卧式双面铣床x61专用夹具高速钢整体面铣刀游标卡尺8粗铣操纵槽粗铣操纵槽,保证槽宽11.5mm, ra6.3立式铣床x5012专用夹具高速钢立铣刀卡规，深度游标尺9半精铣操纵槽半精铣操纵槽, 保证槽宽13mm13.2mm, ra3.2立式铣床x5012专用夹具高速钢立铣刀卡规，深度游标尺10钻，扩6h12孔1）钻6h12孔，保证内径5.5mm；2）扩6h12孔，保证内径6mm6.12mm, ra6.3台钻z525专用夹具1）钻