机械制造技术课程设计-拨叉的工艺规程及钻Φ25孔的工装夹具设计（全套图纸） .pdf

设计说明书设计说明书 题目：拨叉的工艺规程及钻25 孔的工装 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钻25 孔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。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstrct this 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 knowledge. 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 design 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 procedure, 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 part 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 localization, the error 目目 录录 序言序言1 一一. 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二二. 工艺规程设计工艺规程设计3 2.1 确定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的选择传 4 2.3 制定工艺路线 4 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 2.5 确定切削用量及基本工时6 三三 夹具设计夹具设计9 3.1 问题的提出9 3.2 定位基准的选择9 3.3 切削力及夹紧力计算9 3.4 定位误差分析10 3.5 夹具设计及操作简要说明10 总 结13 致 谢14 参考文献参考文献 15 第 1 页 共 20 页 序序 言言 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。 拨叉加工工艺规程及其钻25 孔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。 第 2 页 共 20 页 一、一、 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 题目所给的零件是车床的拨叉。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 25 孔与操纵机构相连， 二下方的 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。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的材料为 ht200，灰铸铁生产工艺简单，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： 2.2.1 小头孔以及与此孔相通的的螺纹孔 2.2.2 大头半圆孔 50 2.2.3 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 0.05mm， 小头孔上端面与其 中心线的垂直度误差为 0.05mm。 由上面分析可知， 可以粗加工拨叉底面， 然后以此作为粗基 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。 第 3 页 共 20 页 二二. 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，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。 零件材料为 ht200。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，生产类型为中批生产，故选择铸 件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 （后称指 导手册 ）选用铸件尺寸公差等级 ct9 级。 2.2 基面的选择的选择基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正 确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则， 不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大 批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面 的精加工至关重要。，依照粗基准的选择原则 （即当零件有不加工表面时， 应该以这些不加工表面作为粗基准， 若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置 精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 第 4 页 共 20 页 我们采用40端面和外圆 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与 工序基准不重合时， 应该进行尺寸换算， 这在以后还要专门计算， 此处不再重复。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 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。在生产纲领已确定 为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具， 并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效 果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣左端各个端面 工序：铣右端各个端面 工序：钻，扩，铰25 孔 工序：铣 m8 端面 工序：钻 m8 螺纹孔 工序：车 r25 内圆 工序：去毛刺 工序 x：终检，入库。 方案二 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣左端各个端面 工序：铣右端各个端面 第 5 页 共 20 页 工序：钻，扩，铰25 孔 工序：车 r25 内圆 工序：铣 m8 端面 工序：钻 m8 螺纹孔 工序：去毛刺 工序 x：终检，入库。 方案一和方案二的区别在于，方案一我们加工25 孔端面及 孔后， 然后加工 r25 内圆， 这样我们可以以加工好的25 孔和 r25 内圆作为定位基准，加工其余的面和孔。这样就为后续的加工提 供了基准，保证了加工的质量。 具体的加工路线如下 工序：铸造。 工序：时效处理 工序：铣左端各个端面 工序：铣右端各个端面 工序：钻，扩，铰25 孔 工序：车 r25 内圆 工序：铣 m8 端面 工序：钻 m8 螺纹孔 工序：去毛刺 工序 x：终检，入库。 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺， 分别确定各加工表面的加工 余量和工步如下： 1. 25mm的孔 钻孔24 扩孔： 24.8mm 铰孔：25 2. 叉口侧面 铣： 2z=3mm 第 6 页 共 20 页 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 iii：钻，扩，绞25 孔 工步一钻孔至24 确定进给量 f ：根据参考文献表 2- 7，当钢的 mpa b 800，mmd24 0 =时，rmf/47 . 0 39 . 0 =。由 于本零件在加工24 孔时属于低刚度零件，故进给量应 乘以系数 0.75，则 ()rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 = 根据 z525 机床说明书，现取rmmf/25 . 0 = 切削速度：根据参考文献表 2- 13 及表 2- 14，查得 切削速度min/24mv =所以 min/47.318 24 2410001000 r d v n w s = = 根据机床说明书，取min/375rnw=，故实际切削速度为 min/26.28 1000 37524 1000 m nd v ww = = 切削工时：mml40=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动 工时为 min5547 . 0 25 . 0 375 3940 21 = + = + = fn lll t w m 工步二：扩孔mm85.24 利用钻头将mm24孔扩大至mm85.24，根据有关手 第 7 页 共 20 页 册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 ()() rmm ff /87 . 0 585 . 0 75 . 0 65 . 0 8 . 12 . 18 . 12 . 1 = = 钻 根据机床说明书，选取rmmf/57 . 0 = min/4612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv= = = 钻 则主轴转速为min/346 .51rn =，并按车床说明书 取min/68rnw=，实际切削速度为 min/305 . 5 1000 6885.24 1000 m nd v ww = = 切削工时：mml40=，mml6 1 =，mml3 2 =，则机动 工时为 min2642 . 1 57 . 0 68 3640 21 = + = + = fn lll t w m 工步 3：铰mm25孔 根 据 参 考 文 献 表 2- 25 ，rmmf/4 . 02 . 0=， min/128mv =，得 min/65.254 8 . 169rns= 查参考文献表4.2- 2， 按机床实际进给量和实际转速， 取rmmf/35 . 0 =，min/198rnw=， 实 际 切 削 速 度 min/33. 9mv =。 切削工时：mml40=，mml9 1 =，mml3 2 =，则机动 工时为 第 8 页 共 20 页 min75 . 0 35 . 0 198 3940 21 = + = + = fn lll t w m 第 9 页 共 20 页 三、三、 夹具设计夹具设计 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，决定设计钻25 孔的钻床夹具。 3.1 问题的提出问题的提出 本夹具主要用于加工25 孔，粗糙度要求为 1.6，精度要求 较高，我们需要钻，扩，铰 3 个工步加工来完成，为此我们主要 考虑如何保证 3 次加工的同轴度上。 3.2 定位基准的选择定位基准的选择 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。我们采用 40 外圆及其端面作为定位基准， 采用一个固定 v 型块定位和一 个活动 v 型块定位和押金。 3.3 切削力及夹紧力计算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 6 . 08 . 0 26hbdff = 式（5-2） 钻削力矩 6 . 0 8 . 09 . 1 10hbfdt = 式（5-3） 第 10 页 共 20 页 式中：10.5dmm= ()() maxmaxmin 11 187187 149174 33 hbhbhbhb= 1 0.20fmm r=代入公式（5-2）和（5-3）得 0.80.6 26 10.5 0.201741664fn= 1.90.80.6 10 10.50.2017446379tn mm= 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 定位误差分析定位误差分析 (1)分析计算孔的深度尺寸 7 的定位误差： 用外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定 位工作面是 v 形块对称面，定位基准是外圆中心线，当工件外 圆直径发生变化时其中心线在 v 形块对称面上上下移动。定位 误差计算如下： jb=1/2t(d)=1/2x0.022=0.011 db=0.707(td)=0.707x0.022=0.016 dw=db- jb=0.005 （1） 分析计算孔中心线与侧板中心线的重合度误差： jb=0 db=0 dw=0 3.5 夹具设计及操作简要说明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活动 v 型块夹紧方 式。因为钻削力和夹紧力方向相同，所以一般的手动夹紧 就能达到本工序的要求。 第 11 页 共 20 页 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，使用活动 v 型块快速夹紧。 夹具装配图附图如下夹具装配图附图如下 夹具体附图如下夹具体附图如下 第 12 页 共 20 页 第 13 页 共 20 页 总总 结结 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。 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