拨叉831008的工艺规程及铣Φ50端面的工装夹具设计（校正版）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计说明书 题目： 拨叉 831008 的工艺规程及 铣 50端面 的 工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 831008 加工工艺规程及其 铣面 的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。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 件的工艺分析 2 二、确定生产类型 3 三、确定毛坯 3 定毛坯种类 3 定铸件加工余量及形状 3 四、工艺规程设计 4 择定位基准 4 定工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 5 定切削用量及时间定额 7 五 、夹具设计 19 题的提出 19 具设计 19 削力及夹紧力计算 19 定位误差分析 21 向键与对刀装置设计 22 具设计及操作简要说明 25 总 结 26 致 谢 27 参考文献 28 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 共 32 页 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 831008 的加工工艺规程及其 铣 端面 的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，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 32 页 一、零件的分析 件的作用 题目所给的零件是 床的拨叉 831008。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20孔与操纵机构 相连， 下方的 50半孔则是用于与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。两件零件铸为一体，加工时分开。 件的工艺分析 零件的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、小头孔 20以及与此孔相通的 8的锥孔、 纹孔 。 2、大头半圆孔 50。 3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 32 页 二、确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000 件 /年，零件的质量是 ，查机械制造工艺设计简明手册第 2 页表 确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主 ，大量采用专用工装。 三、确定毛坯 定毛坯种类： 零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 用铸件尺寸公差等级为 定铸件加工余量及形状： 查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 用加工余量为，并查表 定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 简 图 加工面代号 基 本 尺 寸 加工余量等级 加工 余量 说 明 0 H 2 孔降一级双侧加工 0 H 5 单侧加工 2 H 5 单侧加工 2 H 5 单侧加工 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 32 页 四、工艺规程设计 择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合 ”原则和 “基准统一 ”原则，以粗 加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 定工艺路线 : 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 01 粗铣 20、 50下端面，以 粗基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 02 粗铣 20上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 03 粗铣 50上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 04 钻、扩 20孔，以 32外圆和 基准，采用 式钻床加专用夹具； 工序 05 粗镗 50 孔，以 定位基准，采用 式镗床加专买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 32 页 用夹具； 工序 06 铣斜肩，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 07 精铣 20下端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 08 精铣 20上端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 32 外圆为基准，采用 工序 10 精铣 50端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 11 半精镗 50 孔，以 定位基准，采用 式镗床加专用夹具； 工序 12 钻、铰 8锥孔，以 零件中线为基准，采用 式钻床加专用夹具； 工序 13 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准，采用 工序 14 铣断，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺； 工序 16 终检。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 : 1、圆柱表面工序尺寸： 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 32 页 加工 表面 加工 内容 加工余量 精度等级 工序 尺寸 表面粗 糙度 工序余量 最小 最大 50 铸件 粗镗 精镗 20 钻 18 8 扩 铰 铰 、平面工序尺寸： 工序号 工序 内容 加工 余量 基本 尺寸 经济 精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 铸件 01 粗铣 20孔下端面 2 2 粗铣 20孔上端面 2 3 粗铣 50孔上端面 2 0 7 精铣 20孔下端面 0 8 精铣 20孔 0 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 32 页 上端面 10 精铣 50孔端面 定切削用量及时间定额： 工序 01 粗铣 20、 50下端 面，以 粗基准。 1. 加工条件 工件材料： b =170240造 ;工件尺寸： 2mm，l=176加工要求：粗铣 20孔下端面，加工余量 4机床： 式铣床； 刀具： 质合金端铣刀。铣削宽度 0,深度 ,齿数 z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 刀具直径 25根据切削用量手册（后简称切削手册）表 择刀具前角 0 0后角 0 8，副后角 0=10，刃倾角 ： s= 10,主偏角 0,过渡刃 0,副偏角 5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 因为余量较小，故选择 次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 用质合金端铣刀加工，机床功率为 简明手 册表 51 立式铣床）时： z 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 32 页 故选择： z。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 于铣刀直径 25刀具使用寿命 T=180简明手册表 4）计算切削速度 每分钟进给量 据切削手册表 25Z=12， 8m/50r/71mm/修正系数为： 削速度计算公式为： 其中 2 ， ， 245 2.015.035.0 2. 032.0m ， ， z /， 12Z ，将以上数据代入公式： m i n/mv c 确定机床主轴转速： m i n/3 6 11 0 0 0 rd vn 。 根据简明手册表 择 00r/90mm/此，实际进给 量和每分钟进给量为： 00001000 m/18m/f zc=v fc/90/30012 mm/z=z 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 32 页 5)校验机床功率 根据切削手册表 似为 据机床使用说明书，主轴允许功率 校验合格。最终确定 :00r/90mm/s， 18m/z。 6）计算基本工时 L/ L=l+ y+， l=176查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： y+=40： L/ 176+40)/390= 工序 02 粗铣 20上端面，以 定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序 01。 工序 03 粗铣 50上端面，以 定位基准 刀具： 质合金端铣刀， 10,400 机床： 式铣床 根据切削手册查得， ,/。根据简明手册表 得 ， 取 ： 00 ，故实际切削速度 ： m 00401000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为 ： m 903001013.0 查说明书，取 m 00 计算切削 基本 工时 ： 2107272 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 32 页 因此 ， m 4 钻、扩 20孔，以 32外圆和 基准，保证垂直度误差不超过 的精度达到 1. 选择钻头 根据切削手册表 择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 8头采用双锥后磨横刀，后角 o 12，二重刃长度 刀长b=2 l=4带长度 ， 1002 ， 30 （ 1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查切削手册， ，由切削手册表 数为 ： ) 按钻头强度选择 :查切削手册表 头允许进给量为：； 按机床进给机构强度选择 ：查切削手册表 床进给机构允许轴向力为 8330N 时，进给量为 。 以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：r 。根据简明手册表 最终选择进给量。 由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 32 页 根据切削手册表 出 ,钻孔时轴向力 500N，轴向力修正系数为 500N。根据 式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为 8830N 所选进给量可用。 （ 2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 命 （ 3）切削速度 查切削手册表 削速度计算公式为： （ m/ 其中， v ， 80 ， 25.0 125.0m ， 9 055.0 22.0f ，查得修正系数： 0.1 85.0 0.1故实际的切削速度： m 5.0 mv c （ 4）检验机床扭矩及功率 查切削手册表 f9m，修正系数均为 m。 查机床使用说明书： m。 查切削手册表 头消耗功率： 查机床使用说明书， 。 由于 M ，P ，故切削用量可用，即： ， m 72 c ， mv c 3、计算工时 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 32 页 m 30 m 4、扩孔至 切削手册表 孔进给量为： ，并由机床使用说明书最终选定进给量为： 。 根据资料，切削速度 钻，其中 钻v 为用钻头钻同样尺寸实心孔时 的 切 削 速 度 ， 故 ： m 4.0 ，m 9 rn s ， 根 据 机 床 使 用 说 明 书 选 取 ： 7 。 基本工时 ： m 5 粗 车 50孔，以 定位基准。 机床： 车 床 边余量 ,5.2 可一次切除，则 根据简明手册 得，取 。根据简明手册 得 ，取 ： 00 。 计算切削基本工时： m 212 6 铣斜肩，以 定位基准。 刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床： 式铣床 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 32 页 根据简明手册查得： 1663 。根据切削手册查得： ,/10.0 因此： m 3663 271 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，取： 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00631000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为： m 601001610.0 根据切削手册表 得 ,取： m 65 。 计算切削基本工时： 2 因此： m 7 精铣 20下端面，以 基准。 刀具： 质合金端铣刀； 机床： 式铣床； 查切削手册表 给量 为 ： m .0 ，r 参考有关手册，确定 24 ，采用 质合金端铣刀，12,125 w ，则： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 32 页 m 16125 1241 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，根据简明手册表 00 rn w ，故实际切削速度： m i n/001251000 当 00 rn w 时 ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 ：m 800300125.0 ，取为 980mm/工序切削时间为： 25176222 序 08 精铣 20上端面，以 基准。 切削用量同工序 07 精铣时 2 50 基本工时： 9 粗铰、精铰 20孔，以 32外圆为基准。 （ 1）粗铰至 刀具：专用铰刀 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的 进给量为 z,进给量取r，机床主轴转速取为 140r/其切削速度为： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 32 页 m 7.8 。 机动时切削工时， 830 l =38 m 838 ) 精铰至 刀具： w 20 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 f r，机床主轴转速取为： 140r/其切削速度为： m .8 机动时切削工时， 830l =38mm m 838 0 精铣 50端面，以 基准。 机床： 式铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶 齿 螺旋形刀片），由切削手册表 得： ， m ,40 ,即 27m/此， m 14402710001000 。现采用 式铣床，取 10 rn w ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 m i n/ ， 查机床使用说明书，取 m 00 。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 32 页 铣削基本工时： m 272 t t m 工序 11 半精 车 50孔，以 定位基准。 单边余量 ,可一次切除，则 由切削手册表 得，进给量 ,/5.0 r。由切削手册表 得， 00 ，则： m 375010010001000 rd 查简明手册表 为 630r/ 加工基本工时： m 2 钻、铰 8锥孔，以 零件中线为基准。 刀具：专用刀具 机床： 式钻床 确定进给量 f ：根据切削手册表 得， ，查 床使用说明书，现取 。查切削手册表 7 ，计算 机床主轴转速： m 71 0 0 01 0 0 0 rd 按机床选取 80所以实际切削速度为： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 32 页 m 计算切削基本工时： m 6 3 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准 （ 1）钻螺纹底孔 床： 式钻床 刀具：高速钢麻花钻 根据切削手册查得，进给量为 f z,现取f=z， v=17m/： m 710001000 rd 查简明手册表 60 rn w 。所以实际切削速度为： m 计算切削基本工时： m 6 2）攻螺纹 床： 式钻床 刀具：丝锥 P=1削用量选为： m ，机床主轴转速为：18 rn s ，按机床使用说明书选取： 72 ，则 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 32 页 .5 ；机动时， 046 ，计算切削基本工时： m 21 10 nf lt m 工序 14 铣断，以 基准。 选择锯片铣刀， d=160l=4齿， Z=40 采用 式铣床 查切削手册，选择进给量为： ,切削速度为：7 ，则： m 4160 271 0 0 01 0 0 0 rd 根据简明手册表 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00801000 此时工作台每分钟进给量 m 00100401.0 查切削手册表 好有 m 00 。 计算切削基本工时： m 072 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 32 页 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。并设计工序 V铣 50 孔端面 的夹具。本夹具将用于 式 铣床，刀具为高速钢 端铣刀 。 题的提出 本夹具主要用来 铣 50 端面 ，该 端面与其他面没有任何关系。 在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 具设计 定位基准选择 由零件图可知， 铣 50 端面 ， 因为是粗加工，用 32 的端面和外圆用一个固定 型块夹紧定位。 削力及夹紧力计算 （ 1）刀具 ： 采用端铣刀 50z=24,用 1把锯片铣刀保证同时安装在主轴上面中间用隔套把两把铣刀隔开，保证两把铣刀之间距离为 7样就可以一次铣出两个面，并且尺寸易保证。 机床： 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式，可得 F= 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 20 页 共 32 页 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在 内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=15料 45 钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 32 页 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 定位误差分析 工件的工序基准为孔心，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： 本工序采用一活动 V 型块，一挡快定位，工件始终靠近挡块的一面。但是，由于此道工序后还有精加工，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。 。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 22 页 共 32 页 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上 定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80 定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=25向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键 数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称 允差 d 允差 4d 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 23 页 共 32 页 尺寸 公称尺寸 允差D 25 0 14 6 15 6 24 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。 由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工，所以选用圆形对刀块 。 圆形对刀块 的结构和尺寸如图所示： 图 对刀块 图 对刀块尺寸如下 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 24 页 共 32 页 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标记 四周倒圆图 平塞尺 图 塞尺尺寸为： 表 平塞尺 尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 25 页 共 32 页 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。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。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，使用快速螺旋夹紧机构。 买文档