机械制造技术基础课程设计-拨叉零件的机械加工工艺规程及钻2φ10H7孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“拨叉”零件的机械加工工艺 规程及钻、铰 2*10h7 孔的工艺装备 设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械自动化 05-6 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008.7.01 一、设计题目一、设计题目 设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及钻、铰 2*10h7 孔的工艺装备设计。 二、设计要求二、设计要求 设计的要求包括如下几个部分： 1绘制零件图。 1 张 2. 绘制零件毛坯图。 1 张 3编制零件的机械加工工艺卡片。 1 套 4机械加工工艺过程卡片 1 套 5. 绘制夹具零件图 1 张 6. 绘制夹具装配图 1 张 7编写课程设计说明书（约 60008000 字） 。 1 份 说明书主要包括以下内容（章节） （1） 目录 （2） 摘要（中外文对照的，各占一页） （3） 零件工艺性分析 （4） 机械加工工艺规程设计 （5） 指定工序的专用机床夹具设计 （6） 体会与展望 （7） 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，15 条以上) 三、上交材料三、上交材料 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3.机械加工工艺过程卡片 1 张 4.零件的机械加工工艺卡片 1 张 5.夹具装配图 1 张 6.夹具零件图 1 张 7.设计说明书 1 份 四、进度安排四、进度安排 1.第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。 2.第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法 和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟 通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 2021 天，答辩 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 摘摘 要要 这次课程设计的是车床拨叉零件的机械加工工艺规程及 相关工序的专用夹具。零件的加工工艺规程和专用夹具的设 计是最重要的设计，夹具设计的质量，对生产率，加工成本 以及生产安全等都有直接的影响，这次机床夹具设计过程一 般分为四个阶段：设计前的准备。拟定夹具结构方案，绘制 草图。绘制夹具总图。绘制夹具零件图。上述这些内容将在 后部分详细介绍，而前部分主要是针对拨叉零件的分析与研 究，包括零件的作用及工艺分析 ，确定毛坯的制造形式及 基准的选择，制订工艺路线机械加工余量，工序尺寸及毛坯 尺寸的确定。对零件的分析十分必要，专用夹具设计的成功 与否与零件的分析的关系密切. 由于本人设计水平所限和时间比较仓促，错误和欠妥之 处恳请老师批评指正。 abstract the course is designed lathe bocha parts of the machining process planning and related processes for the fixture. part of the processing procedures and the design of dedicated fixture is the most important design, fixture design quality, productivity, production and processing costs of security have a direct impact on this machine fixture design process generally divided into four stages: design before preparation. fixture of the development programme, drawing the draft. drawing the map fixture. drawing fixture parts map. these elements will be detailed in part ii, and the first part is mainly directed against bocha parts of analysis and research, including the role of spare parts and technical analysis to determine the rough form of manufacturing base and the choice of routes developed mechanical jiagongyuliang , the size and processes determine the rough size. part of the analysis is very necessary for the success of the fixture design and analysis of the parts of the close relationship, which is to put the first part of the reason. since i design constraints and the time of hasty, errors and irregularities in the urge 。 目录目录 序言 1 1、零件的工艺分析及生产类型的确定 . 2 1.1 零件的工艺分析 2 1.2 确定毛坯的制造形式 2 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 . 3 2.1 毛坯的种类、特点及应用 3 2.2 选择毛坯 4 2.3.确定机械加工余量 . 4 2.4 确定毛坯尺寸 4 3、选择加工方法，制定工艺路线 5 3.1 定位基准的选择 5 3.2 零件表面加工方法的选择 5 3.3 制定工艺路线 . 6 4 工序设计 8 4.1 选择加工设备与工艺装备 8 4.2 确定工序尺寸（工序 7） 8 5、确定切削用量及基本时间（工序 7） . 9 5.1 切削用量的计算 9 5.2 基本时间 tm的计算 . 9 6、夹具设计 11 6.1 定位方案 11 6.2.夹紧机构 . 11 6.3.导向装置 . 11 6.4.夹具与机床连接元件 11 6.5.夹具体 . 11 7、设计体会 12 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 序言序言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和一 部分专业课后进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合 运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践 知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用 夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计 及未来从事的工作打下了良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位 老师多加指教。 1、零件的工艺分析及生产类型的确定、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的工艺分析就是通过对零件图纸的分析研究，判断该零件的 结构和技术要求是否合理，是否符合工艺性要求。 （1） ：审查零件图纸 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的 视图正确，完整，尺寸，公差及技术要求齐全。 （2） ：零件的结构工艺性分析 该零件比较简单，没有较复杂的 结构和较高的加工要求。主要的加工有各个表面的铣削，螺纹孔和孔 及弧平面的加工等。各个待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不难 获得，需要加工的螺纹孔为 m12，孔为5、20、9.8、10 的孔 的尺寸精度要求。这些都是有数据可以供参考的，这个零件的工艺性 较好。 1.2 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 qt200。考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，故选择铸件毛坯。 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2.1 毛坯的种类、特点及应用毛坯的种类、特点及应用 表表 2.1 常用毛坯的种类、特点及应用常用毛坯的种类、特点及应用 毛 坯 种 类 成 形 方 法 对 原 材 料 工 艺 性 能 要 求 适 用 材 料 适 宜 形 状 优点 缺点 应用 铸 件 液 态 成 形 流 动 性 好 ， 收 缩 率 小 铸 铁 、铸 钢 、有 色金 属 形 状 不 限 ， 可 相 当 复 杂 不 受 金 属 种 类 、 零 件 尺 寸 、 形 状 和 质 量 的 限 制 ， 适 应 性 广 ； 毛 坯 与 零 件 形 状 相 近 ， 切 削 加 工 量 少 ， 材 料 利 用 率 高 ， 成 本 低 。 砂 型 铸 造 生 产 周 期短。 铸 件 组 织 粗大，力学性 能差。砂型铸 造生产率 低、 铸件精度低 、 表面 质量 差 灰 铸 铁 件 用 于 受力不 大，或承压 为主的零件 ，或要 求减振 、耐磨 的零 件；球墨 铸铁 件用 于 受 力 较 大 的 零 件；铸钢 件用于承 受 重 载 而 形 状 复 杂的大中 型零件。 锻 件 固 态 塑 性 变 形 成 形 塑性 好 ， 变 形 抗 力 小 中 碳钢 及合 金结 构 钢 自 由 锻 件 简 单 ， 模 锻 件 可 较 复 杂 锻 件 组 织 致 密 ， 晶 粒 细 小 ， 力 学 性 能 好 ， 使 流 线 沿 零 件 外 形 轮 廓 连 续 分 布 可 提 高 锻 件 使 用 性 能和寿命 ， 材 料 利 用 率低，生产成 本高，自由锻 件精度低 ，表 面较 粗糙 ，模 锻 件 精 度 中 等，表面 质量 较好，生产周 期长 承受重载荷 、动 载 荷 及 复 杂 载 荷 的重要零件 ，如主 轴、 传动轴 、 齿轮 、 曲轴 等 型 材 用 轧 制 、 拉 拔 、 挤 压等方 法 ， 使 固 态 金 属 通 过 塑 性 变 形 成 形 碳 钢 、合 金 钢 、 有色 金 属 简 单 ， 一 般 为 圆 形 或 平 面 根 据 零 件 选 合 适 的 型 材 毛 坯 可 减 少 加 工 工 时 ， 材 料 利 用 率 高 ； 组 织 致 密 ， 力 学 性能好 零 件 的 表 面 质 量 取 决 于切削 方法 ； 对 性 能 要 求 高的零件 ，若 纤 维 流 线 不 合乎要求 时， 需改用锻件 中、小型简单 零 件 冲 压 件 经 冷 塑 性 变 形 成 形 塑 性 好 ， 变 形 抗 力 小 低 碳钢 和有 色金 属薄 板 可 较 复 杂 组 织 细 密 ， 利 用 冷 变 形 强 化 ， 可 提 高 强 度 和 硬 度，结构 刚性好； 冲 压 件 结 构 轻 巧 ， 精 度 高 、 表 面 质 量 好 ， 材 料 利 用 率 较 高 ， 成 本低 冷 冲 模 的 制造成本高， 生产 周期长； 取 料 时 注 意 流 线 的 合 理 分布 低碳钢、有色金属 薄板 成形的零件 ， 适于大批、大量生 产 焊 接 件 利 用 金 属 的 熔 化 或 原 子 扩 散 作 用 ， 形 成 永 久 性 的 连 接 强 度 高 ， 塑 性 好 ， 液 态 下 化 学 稳 定 性 好 低 碳钢 和低 合金 结构 钢 形 状 不 受 限 制 材 料 利 用 率 高 ， 生 产 准 备 周 期 短 ； 接 头 力 学 性 能 可 达 到 或 接 近母材 精度 较低， 接 头 处 表 面 粗糙；生产率 中、 低 主 要 用 于 低 碳 钢、低合金高 强度 结构 钢、不锈钢及 铝 合 金 的 各 种 金 属结构 件、或组 合 件及 修补旧 零件 粉 末 冶 金 件 通 过 制 粉 、 压 制 、 烧 结 等 工 序 生 产 材 料 和 零 件 大 小 和 形 状 受 限 制 少 无 切 屑 加 工 ， 能 生 产 有 特 殊 性 能 的 材 料 和 制品 粉 末 成 本 高，模具费用 高。制品的强 度 和 韧 性 较 差 大 批 生 产 含 油 轴 承 、 高 熔 点 材 料、硬质合金和铁 基合 金零件 等 2.2 选择毛坯选择毛坯 该零件材料为 hq200，为使零件有较好的力学性能，保证零件工 作可靠，故采用铸造成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也 是应该的。 2.3.确定机械加工余量确定机械加工余量 总加工余量：在由毛坯变成成品的过程中，在工件加工表面上切 除的金属层的总厚度。 工序加工余量：完成某一工序时，从某一表面上所切除的金属层 厚度。总加工余量等于各工序加工余量之和。 根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表得，单边余 量在厚度方向为 1.5-2.0mm，水平方向亦为 1.5-2.0mm。铸件孔的单 面余量查表得 2.0mm. 2.4 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 3、选择加工方法，制定工艺路线、选择加工方法，制定工艺路线 3.1 定位基准的选择定位基准的选择 粗基准的选择：若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均 匀，则应选择该表面为粗基准。 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有 表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表 面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高 的表面为粗基准。 选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、 冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠一般只使用毛坯表面作一 次粗基准，以后不再重复使用。 选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸 精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。根据此壳体的技术要求选 择工件上端面和右端面作为精基准。零件上许多表面都可以采用它们 作基准进行加工，符合基准统一原则，符合基准重合原则 应尽量选 择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引 起的定位误差。保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单， 工人操作简便。 所以选择60 圆盘的下表面为粗基准，20h7 的孔为精基准。 3.2 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 （1）粗铣60 圆盘的下表面。 公差等级为 it7，表 面粗糙度为 ra1.6，需进行粗铣。 （2）粗铣76 弧内30 上表面 为未注公差尺寸，根 据 gb 1800-79 规定起公差等级按 it14，需进行粗铣。 （3）钻、扩、粗铰、精铰20h7 的孔 公差等级为 it7，表 面粗糙度为 ra1.6 需钻和铰。 （4）钻、扩、粗铰、精铰30 的孔 公差等级为 it9，表 面粗糙度为 ra2.5 需钻和铰。 （5）粗铣76 内弧两侧 为未注公差尺寸，根 据 gb 1800-79 规定起公差等级按 it14，需进行粗铣。 （6）粗铣拨叉两叉脚内外 为未注公差尺寸，根 据 gb 1800- 79 规定起公差等级按 it14，需进行粗铣。 （7）钻、铰10h7 的两个孔。 公差等级为 it8，表 面粗糙度为 ra1.6，需钻和铰。 （8）粗铣20 圆柱体的下两端面 公差等级为 it7，表 面粗糙度为 ra3.2，需进行粗铣。 （9）钻、铰9.8h9 的孔 公差等级为 it8，表 面粗糙度为 ra3.2，需钻和铰。 （10）车一的内螺纹 （11）粗铣左端凹槽 表面粗糙度为 12.5， 需要粗铣 （12）粗铣20 圆柱体的上端面。 表面粗糙度为 3.2 需 要粗铣 （13）钻、铰10h7 的孔 公差等级为 it7，表 面粗糙度为 ra1.6，需钻和铰。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线 （1）粗铣60 圆盘的下端面。 （2）粗铣76 弧内30 上表面 （3）钻、扩、粗铰、精铰20h7 的孔 （4）钻、扩、粗铰、精铰30 的孔 （ （5）粗铣76 内弧两侧 （6）粗铣拨叉两叉头内外侧 （7）钻、铰10h7 的两个孔。 （8）粗铣20 圆柱体的下两端面 （9）钻、铰9.8h9 的孔 （10）车一的内螺纹 （11）粗铣左端凹槽 （12）粗铣20 圆柱体的上端面。 （13）钻、铰10h7 的孔 （14） 清洗。 （15）终检 4 工序设计工序设计 4.1 选择加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备 1 粗 铣 60 圆 盘 的 下 端 面。 x62 卧式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 2 粗铣76 弧内30 上表 面 x62 卧式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 3 钻、扩、粗铰、精铰 20h7 的孔 x62 卧式铣床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、 专用夹具 4 钻、扩、粗铰、精铰 30 的孔 z525 组合钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、 专用夹具 5 粗铣76 内弧两侧 x62 卧式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 6 粗 铣 拨 叉 两 叉 头 内 外 侧。 x62 卧式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 7 钻、 铰10h7 的两个孔。 z525 组合钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、 专用夹具 8 粗铣20 圆柱体的下两 端面。 z525 组合钻床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 9 钻、铰9.8h9 的孔 清洗机 10 车一的内螺纹 ca6140 车刀、游标卡尺、专用夹具 11 粗铣左端凹槽 x62 卧式铣床 刀、游标卡尺、专用夹具 12 粗铣20 圆柱体的上端 面。 x62 卧式铣床 刀、游标卡尺、专用夹具 13 钻、铰10h7 的孔 z525 组合钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺、 专用夹具 14 清洗 清洗机 15 终检 塞规、百分表、卡尺等 4.2 确定工序尺寸（工序确定工序尺寸（工序 7） 由表可查得钻孔余量 z 钻=9.8mm，10mm 的孔粗铰余量 z=0.16 精铰=0.04mm；查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰： it9；钻：it12；根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步 的公差值分别为，精铰：0.036mm；钻：0.150mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 10.16 +0.036 0mm；钻孔：10 +0.0150 0mm. 5、确定切削用量及基本时间（工序、确定切削用量及基本时间（工序 7） 5.1 切削用量的计算切削用量的计算 （1）钻孔工步 被吃刀量的确定 取 ap=9.8mm。 进 给 量 的 确 定 由 表 ， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 f=0.12mm/r。 切削速度的计算 由表，按工件材料为 qt200 的条件选取， 切削速度 v 可取为 22m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头 转速 n=700.6r/min,参照表所列 z525 型立式钻床的主轴转速， 取转速 n=960r/min.再将此转速代入公式， 可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=30.1m/min. (2)精铰工步 被吃刀量的确定 取 ap=0.02mm。 进 给 量 的 确 定 由 表 ， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 f=0.30mm/r。 切削速度的计算 由表，切削速度 v 可取为 5m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=159.3 r/min,参照表所列 z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=195 r/min.再将此转速代入公 式，可求出该工序的实际切削速度 v=nd/1000=6.1m/min. 5.2 基本时间基本时间 tm的计算的计算 （ 1 ） 钻 孔 工 步 根 据 表 ， 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求 得 。 式 中l=10mm;l2=1mm;l1=(d/2) cotkr+(12)=（9.8mm/2）cot54+1mm=4.56mm;f= 0.12mm/r;n= 960r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间 tj=(10mm+1mm+4.56mm)/(0.12mm/r960r/min)=0.13min=8.1s。 （2） 精铰工步 根据表，可由公式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求 得 该 工 序 的 基 本 时 间 。 l1、 l2由 表 按kr=15 、 ap=(d-d)/2=(10mm-9.8mm)/2=0.1mm 的条件查得 l1=0.37mm；l2=15mm； 而 l=10mm；f=0.3mm/r; n=195r/min.将上述结果代入公式，则该工序 基 本 时 间tj= （ 10mm+0.37mm+15mm ） / （ 0.3mm/r 195r/min ） =0.43min=26s。 6、夹具设计、夹具设计 6.1 定位方案定位方案 工件以一端面和20h7 孔为定位基准， 采用平面和定位销组合定 位方案，其中平面限制 3 个自由度、短圆柱销限制 2 个自由度，共限 制了五个自由度。然后在定位平面上加一个削边销来限制饶 z 轴旋转 的自由度，所有六个自由度都被限制了。 6.2.夹紧机构夹紧机构 为提高生产率要求，通过气压缸可以满足。采用固定式 v 形块夹 紧机构，通过进气孔进气实现对工件的夹紧。且活塞杆端与 v 形块采 用销铰接，起主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动，由于 夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。 6.3.导向装导向装置置 采用可换钻套作为导向装置，选用 jb/t 8045.2-1999。钻套高度 h=7mm，排削间隙 h=4mm. 6.4.夹具夹具与与机机床连接元床连接元件件 在夹具体上设计座耳，用 t 形螺栓固定。 6.5.夹具夹具体体 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销 在安装时垂直度在20 范围内允差 0.1mm. 7、设计体会、设计体会 在这次设计中，我深切体会到了基础的重要性.我综合应用了所 学专业知识,培养了自主动手能力.将理论与实际结合起来.在设计过 程中,我遇到了很多的困难什么都不会，压力很大,出现过很多的错误, 经过我自己查阅资料、和同学一起讨论、与老师一起研究，终于把大 概的思路弄清了。首先我们要熟悉零件和了解其作用，根据零件的性 质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后 拟定壳体的工艺