关 键 词：

k037 传动 轴突 机械 加工 工艺 规程 16 夹具 设计

资源描述：

K037-传动轴突缘叉机械加工工艺规程及钻φ16孔夹具设计,k037,传动,轴突,机械,加工,工艺,规程,16,夹具,设计

内容简介：

广东海洋大学2005届本科生课程设计机械制造技术课程设计说明书设计题目： 传动轴突缘叉（CA10B解放牌汽车） 零件的机械加工工艺规程及夹具设计目 录 1.设计任务书3 2.零件的分析4 2.1.零件的作用4 2.2.零件的工艺分析4 3.工艺规程设计5 3.1 确定毛坯的制造形式5 3.2基面的选择5 3.3制定工艺路线5 3.3.1工艺路线方案一5 3.3.2工艺路线方案二6 3.3.3工艺方案的比较与分析6 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定7 3.5确定切削用量及基本工时9 4.夹具设计19 4.1问题的提出19 4.2夹具设计19 4.2.1定位基准的选择20 4.2.2切削力及夹紧力计算20 4.2.3定位误差分析21 4.2.4夹具设计及操作的简要说明21 5.参考文献21 6.心得体会22论 文（设 计）任 务 书课程编号J1410018课程名称机械制造技术课程设计周数3实施地点班级人数32起止时间形式集中 分散指导教师论文（设计）进度安排12.28上午10点指导教师布置课程设计任务。明确设计任务， 阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。具体设计方法、步骤见机械制造技术基础课程设计指导教程和教材机械制造技术基础。另外主要参考书目：1机床专用夹具图册2机械制造装备设计3机械制造工艺设计简明手册4机械制造工艺学课程设计指导书5实用机械加工手册12.2912.30对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。12.311.11.4制定机械加工工艺路线，选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。1.5画出毛坯图，填写工艺过程卡，填写工序卡。1.6确定夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。1.71.8绘制夹具装配图。1.111.12绘制夹具零件图。1.131.15整理设计说明书。答辩、评定成绩。论文（设计）内容一、设计题目与要求 某个零件 零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年产量为5000件（大批生产），零件由指导教师指定。（零件参考图附后）二、设计内容1对零件进行工艺分析，画零件图；2确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6对夹具的一个零件设计零件图；7编写设计计算说明书。要求(包括纪律要求和报告书要求)设计工作要求提交：1零件图 1张（A4A3）2毛坯图 1张（A4A3）3机械加工工艺过程卡 1张4机械加工工序卡 1张5夹具结构设计装配图 1张（A1A0）6夹具结构设计零件图 2张（A4A1，夹具体+主要非标零件）7课程设计说明书 1份，参考广东大学毕业设计说明书撰写格式2、零件的分析 21零件的作用题目所给的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的突缘叉，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使汽车获得前进的动力。零件的两个叉头部位上有两个39的孔，用以与轴与十字轴相连，起联轴节的作用。 22零件的工艺分析CA10B传动轴上的突缘叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：1.以39为中心的加工表面这一组加工表面包括：39的孔及其倒角，尺寸为118的与两个孔39相垂直的平面，还有在平面上的两个M8螺孔。其中，主要加中表面为39的两个孔。 2.以95为中心的止口表面这一组加工表面包括：95止口外圆环表面，及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求：39两孔的同圆度公差为0.01；39两孔端面与39两孔中心联线的垂直度公差为0.1；39两孔中心联线与95止口端面的平行度公差为0.2；39两孔端面与95止口端面基准中心的对称度为0.15. 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 3、工艺规程设计 31确定毛坯的制造形式零件材料为45钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反行驶，零件在汽车行驶过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为5000件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这有利提高生产率、保证加工精度。 32基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。321粗基准的选择。根据保证加工表面加工余量合理分配的原则，如果要求保证工作某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准，现选取叉口作为粗基准，利用一圆环支承这两个叉耳作主要定位面，限制5个自由度，再以一定位销限制剩下的1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。 322精基准的选择。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。 33制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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。3.3.1工艺路线方案一工序一 粗铣39mm两耳孔外端面工序二 粗车95止口三个面及其倒角工序三 钻四个孔12及其倒角工序四 钻39mm两耳孔工序五 扩39mm两耳孔及倒角工序六 精车95止口三个面及其倒角工序七 精、细镗孔39及其倒角 工序八 磨39孔上两端面工序九 钻螺纹底孔4-M8mm工序十 攻螺纹4-M8工序十一 去毛刺工序十二 清洗工序十三 终检3.3.2工艺路线方案二工序一 粗、精车95止口三个面及其倒角工序二 粗铣39mm两耳孔外端面工序三 钻四个孔12及其倒角工序四 钻4个M8的螺纹孔工序五 攻螺纹4-M8工序六 钻39mm两耳孔工序七 扩39mm两耳孔及倒角工序八 精、细镗孔39及其倒角工序九 磨39耳孔上两端面工序十 去毛刺工序十一 清洗工序十二 终检3.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加39孔上两端面；而方案二则是先加工95止口三个面及其倒角。两比较可以看出，先加工39孔上两端面，是以止口平面的内孔及平面为定位的，能够保证工作某重要表面加工余量均匀，保证对称度、平行度要求，且定位及装夹都比较方便。再之，方案二钻螺纹孔在钻39孔之前，很容易受到钻大孔时的作用力而变形。综合考虑以上步骤，最后的加工路线确定如下:工序一 粗铣39两孔上两端面,以止口平面和39两孔外表面定位,选用X63卧式铣床加工。工序二 粗车95止口三个面及其倒角, 以39两孔上两端面及其V型表面和止口面定位,选用C620-1加工。工序三 钻法兰盘四个孔12， 选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序四 钻孔39，以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专用夹具加工。工序五 扩孔39及其倒角，以止口定位，选用选用Z535立式钻床及专用夹具加工。工序六 精车95止口三个面，以39两孔及其外端面定位,选用C620-1加工。工序七 精、细镗孔39及其倒角，以止口定位，选用T716A型卧式金刚镗床及专用夹具加工。工序八 磨39mm两耳孔外端面。工序九 钻叉部4个M8的螺纹底孔并倒角，选用Z535立式钻床及专用夹具加工，以止口定位。工序十 攻螺纹4-M8。工序十一 去毛刺。工序十二 清洗。工序十三 终检。 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B解放牌汽车传动轴突缘叉”，零件材料为45钢，硬度163196HB，毛坯重量约为2.5kg,生产类型大批量，模锻毛坯。据以上原始数据及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.95mm止口平面的加工余量及公差(1) 查机械制造工艺设计简明手册表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2,且零件表面粗糙度Ra为6.3,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-25，可得止口的加工余量为1.72.2,现取Z=2mm。则得95端面的加工余量为Z1=2+（33-31.5）=3.5mm，95止口台肩的加工余量为Z2=2+（105-95）/2=7mm，105端面的加工余量为Z3=2+（33-29）=5mm，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-14得其极限偏差为mm.(2) 查机械加工余量手册表5-25，可得端面精加工余量为1.6mm(3) 95止口台肩粗车加工余量为7-1.6=5.4mm，95端面粗车加工余量为3.5mm，105端面粗车加工余量为5-1.6=3.4mm。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公差95端面粗车3.5IT1131.5500.2295止口台肩粗车5.4IT1196.6500.22精车1.6IT8956.30.054105端面粗车3.4IT1130.6500.22精车1.6IT7296.30.0542. 两内孔39 mm (耳孔)毛坯为实心，不冲出孔，孔公差为0.027-（-0.010）=0.037mm，IT=8，两内孔精度要求界于查机械加工余量手册表5-17，确定工序尺寸及余量为：钻孔：37mm 2Z=12mm扩孔：38.7mm 2Z=1.7mm精镗：38.9mm 2Z=0.2mm细镗：39mm 2Z=0.1mm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公差39钻孔25IT11250.16钻孔12IT1137500.16扩孔1.7IT1038.76.30.10精镗0.2IT838.96.30.062细镗0.1IT7396.30.039 3.39二孔外端面加工余量及公差（20，50端面）。(1)查机械制造工艺设计简明手册表2.2-10中公式知,估算得锻件复杂系数S2，材质系数取M1, 按机械制造工艺设计简明手册表2.2-25,则二孔外端面的单边加工余量为1.7-2.2,现取Z=2mm.锻件的公差,按机械制造工艺设计简明手册表2.2-14,锻件偏差为mm.(2)查机械加工余量手册表5-27，可得磨削余量:单边Z=0.2,磨削公差0.039mm.(3)铣削余量:铣削的公称余量(单边)为:Z=2.0-0.2=1.8mm铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工公差为0.22mm。所以39二孔外端面加工余量及公差如下：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公差118mm毛坯21222.0粗铣1.8IT11118.46.30.22磨削0.2IT81186.30.039 3.5确定切削用量及基本工时 工序一：粗铣39mm两端面 1.加工条件工件材料：45钢加工要求：粗铣39mm两端面，粗糙度为Ra6.3机床：X62卧式铣床（查机械制造工艺设计简明手册表4.28）。刀具：镶齿套式铣刀，D=80mm, d=27,L=36mm,齿数为10（查机械制造工艺设计简明手册表3.137）2.计算切削用量粗铣39mm的端面，最大的加工余量为2mm,1）进给量：据金属切削速查速算手册表57，0.08mm/z0.15mm/z 现取0.12mm/z 2）切削速度：确定39.2m/min.(指导教材表59) 采用高速钢镶齿铣刀，80mm，齿数为10。则 1000/=159（r/min）现采用X62卧式铣床，根据机床使用说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.239），取 150r/min,故实际切削速度为 =37.68(m/min)当150r/min时，工作台的每分钟进给量应为=0.1210150180（mm/min）查（机械制造工艺设计简明手册表440），取=190mm/min,3. 切削工时： 查机械制造工艺设计简明手册表6.2-7知：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，可得出铣刀的行程mm,则机动工时为 t=120/190*=0.63min工序二：粗车95止口三个面及其倒角1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：粗车95止口三个面及其倒角机床：C620-1卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表4.27）刀具：成形车刀（查机械制造工艺设计简明手册表3.11）刀片材料：W18Cr4V2.计算切削用量 1）背吃刀量:由前面已知毛坯的加工余量为7mm，所以最大加余量为8.2mm,粗加工余量为5.4mm,据指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车.取,一次加工。2）进给量：据金属切削速查速算手册表5-29,当材料为碳钢时粗车=0.5-0.7mm/r.取=0.7mm/r3）切削速度：按金属切削速查速算手册表5-37,当材料为碳钢时粗车的速度为60-75m/min,取v=72m/min.3.确定机床主轴转速：4.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.21知: mm 5.粗车止口的倒角由于对倒角的精度要求不高，所以只需一次走刀工序三：钻法兰盘四个孔12mm由于对内孔的表面的精度要求很低，并且根据经济精度要求，所以可采用一次钻孔。1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：钻孔12，粗糙度为Ra=50.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）。刀具：高速钢麻花钻刀具（查机械制造工艺设计简明手册表3.15）。2.计算切削用量1）进给量：根据金属切削速查速算手册表5-56，当碳钢的强度为为0.52-0.70Gpa,12mm时，0.120.20mm/r。由于本零件在加工12mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 (0.120.20)0.75=0.090.15mm/r根据Z535机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.216），现取0.11mm/r2）切削速度：根据指导教程表522，查得切削速度20mm/min。所以 =530r/min根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215），取530r/min,故实际切削速度为 =20mm/min3）计算工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.25知:12mm 9mm 3mm=0.41min 所以加工4个法兰盘孔时间为： T=0.41*4=1.64min工序四：钻39mm二耳孔。1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：钻孔12.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）。刀具：莫氏柄麻花钻钻头（查机械制造工艺设计简明手册表3.16）。 2.确定进给量：根据金属切削速查速算手册表5-31,当钢的硬度800Mpa, =25mm时=0.4-0.6mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则=(0.4-0.6)0.75=0.3-0.45(mm/r)根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.216,现取=0.28mm/r.3.切削速度：根据指导教程表5-22，切削速度为：18-25m/min,取v=20m/min.所以 根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215）,取=250r/min,故实际切削速度为: =19.6r/min4.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.25知:l=27mm =17mm =3mm Tm1=0.56min以上为钻一个孔时的机动时间.故本工序的机动时间为Tm=2Tm1=2*0.6=1.2min工序五：扩39mm二耳孔及倒角。一. 扩39mm二耳孔1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：扩孔12.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）。刀具：套式扩孔钻（查机械制造工艺设计简明手册表3.110）。 2 .确定进给量f：根据金属切削速查速算手册表5-31,当材料为碳钢 =37mm时可得=0.9-1.2mm/r.由于本零件在加工孔的时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则=(0.9-1.2)0.75=0.675-0.9(mm/r)根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表4.216,现取=0.9mm/r.3 .切削速度：根据指导教程表5-24，切削速度为：v=56m/min.所以 根据机床说明书机械制造工艺设计简明手册表4.215,取=500r/min,故实际切削速度为: =58.09r/min4.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.25知:=19mm =9mm =3mm =0.07min以上为钻一个孔时的机动时间.故本工序的机动时间为 Tm=2Tm1=2*0.07=0.14min二.倒角2双面采用锪钻。为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与扩孔时相同： n=482r/min工序六 :精车95止口三个面1. 加工条件 加工要求：精车95止口三个面工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。 机床：C620-1卧式车床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）刀具：硬质合金车刀（查机械制造工艺设计简明手册表3.11）刀片材料：W18Cr4V2.计算切削用量1）背吃刀量:由前面已知：精加工余量为1.6mm,据指导教程表5-2,当材料为碳钢时精车.取,2）进给量：据指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车=0.1-0.3mm/r.取=0.2mm/r3）切削速度：按指导教程表5-2,当材料为碳钢时粗车的速度为60-75m/min,取v=120 m/min3.确定机床主轴转速4.切削工时，按机械制造工艺设计简明手册表6.21知: mm 工序七：精、细镗39mm二孔及其倒角一. 精镗39mm二孔及其倒角1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：精镗39mm二孔.机床：T716A镗床（查机械制造工艺设计简明手册表4.225）。刀具：YT30镗刀（查机械制造工艺设计简明手册表3.120）。2.背吃刀量：精镗孔至38.9mm,单边余量Z=0.1mm,一次镗去全部余量, 3.进给量: 由 机械制造工艺设计简明手册表4.45查知： 取=0.1mm/r4.切削速度：根据机械制造工艺设计简明手册表4.46,确定金刚镗床的切削速度为v=100m/min,则 由于T716A金刚镗床主轴转速为无级调速,故以上转速可以作为加工时使用的转速.5.切削工时:按机械制造工艺设计简明手册表6.21知:加个一个孔时l=19mm =3mm =5mm =3mm =0.37(min)所以加工两个孔时的机动时间为 =0.37*2=0.74(min)6.辅助时间tf的计算辅助时间tf与基本时间之间的关系tf=（0.150.2），取tf=0.17j，则该工序的辅助时间分别为： tf=20.740.2min=0.256min所以总时间为：t=+ tf=0.74+0.256min=1.536min 二.细镗39mm二孔及其倒角1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：细镗39mm二孔及其倒角.机床：T716A镗床。刀具：YT30镗刀。2.细镗孔至39mm.由于细镗与精镗孔共享一个镗杆,利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及加工时均与精镗相同 v=100m/min t=0.74min工序八：磨39mm二孔端面，保证尺寸118mm1.选择砂轮：见机械制造工艺设计简明手册表3.21到表3.211选择各表，结果为 WA46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为白刚玉，粒度为，硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127 (DBd)。2.切削用量的选择：见机械制造工艺设计简明手册表4.232知： 选择磨床为M7130型号。砂轮转速r/min(见机床说明书)，m/s。轴向进给量mm（双行程）工件速度m/min径向进给量mm/双行程3.切削工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.28知:当加工1个表面时 式中 加工长度73mm； 加工宽度，68mm； 单面加工余量，0.2mm； 系数，1.10； 工作台移动速度（m/min）； 工作台往返一次砂轮轴向进给时（mm）； 工作台往返一次砂轮径向进给量（mm） 当加工两端面时 工序九：钻螺纹底孔4-8mm.1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：钻螺纹底孔4-8mm.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）。刀具：直柄麻花钻（查机械制造工艺设计简明手册表3.15）。2.计算切削用量： 1）进给量：根据指导教程表522，当碳钢的强度为为0.52-0.70Gpa,6.7mm时，0.100.20mm/r。由于本零件在加工6.7mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 (0.100.20)0.75=0.090.15mm/r根据Z535机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.216），现取0.11mm/r2）切削速度：根据指导教程表522，查得切削速度=12m/min。所以 =570r/min根据机床说明书（机械制造工艺设计简明手册表4.215），取530r/min,故实际切削速度为 =13.3m/min3.计算工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.25知:24mm 9mm 3mm=0.6min 所以加工2个螺纹孔时间为： T=0.6*2=1.2min工序十:攻M8螺纹孔（取螺距为1mm）1.加工条件：工件材料：45钢，碳钢的强度为163196HBS、模锻。加工要求：攻螺纹底孔4-8mm.机床：Z535机床（查机械制造工艺设计简明手册表4.214）。刀具：丝锥。2.切削用量：1）进给量：因为螺距为1mm，所以1mm/r.2）切削速度：根据指导教程表538查得：9.0m/min.主轴转速：1000=1000=287r/min按机械制造工艺设计简明手册表4.215选取机床Z535转速为275r/min,则8.6m/min。3.机动工时：按机械制造工艺设计简明手册表6.214知: 10mm 9mm 0mm=0.15min 所以加工2个螺纹孔时间为： T=0.15*2=0.3min4、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。经过与指导老师协商，决定设计第七道工序精、细镗39孔。本夹具将用T716A型立式镗床。刀具为成形刀具。 4.1问题的提出本夹具主要用来精、细镗39孔，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。 4.2夹具设计4.2.1定位基准的选择由零件图可知，39上下两孔两者有同轴度的要求，选择95止口为基准，即用带有圆形孔的支承板套上止口来定位止口的一面加上一孔，再用2个压板来卡住工件（自由度限制数：5）配合辅助支承平面（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。4.2.2切削力及夹紧力计算切削力计算公式： （见金属切削机床夹具设计手册（后简称设计手册）表354）切削扭矩计算公式: (见设计手册表354式中 -切削扭矩（kgfmm）; -钻头直径为25（mm）-切削层的深度为19(mm)-轴向切削力（kgf）-每转进给量为0.28（mm）-修正系数，所以 （kgf） (kgfmm)在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数式中：为基本安全系数，取1.5； 为加工状态，取1.2； 为刀具钝化系数，取1.5； 为切削特点系数，取1.0； 为考虑夹紧动力稳定性系数，取1.3； 为考虑手动夹紧时手柄位置的系数，取1.2； 为考虑支承面接触情况的系数，取1.0；所以 （kgf）(kgfmm)夹紧力计算：螺旋夹紧机构所需夹紧扭矩的计算公式： （kgfmm）式中：-应加在螺旋夹紧机构上的夹紧扭矩（kgfmm） -夹紧力（kgf） -螺旋的平均半径，此为7（mm） -螺旋升角，此为6 -螺旋摩擦角，取10 -支承表面的摩擦系数，取0.20； -支承表面摩擦力矩的计算力臂（mm），随支承表面的形式而改变，此其值为7.8 所以（kgf）由于是两边夹紧，所以（kgf）4.2.3定位误差分析1）定位组件尺寸及公差的确定。工件的定位采用止口的一平面和圆孔（限制五个自由度）和一辅助支承平面（限制一个自由度），工件始终靠近夹具的圆环平面，在弹簧力的作用下，辅助支承平面顶向叉口的平面限制工作沿止口圆孔中心的转动，叉口平面与两孔中心线的垂直度公差为0.1mm,但加工是自由公差，故应当能满足定位要求。4.2.4夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，降低劳动强度。但是，通过计算夹紧力不是很大，故用手动夹紧就可以。这样可以节省设计，本夹具的成本和生产成本。卡具上设置有镗套，用于确定的镗刀位置。 镗床夹具的装配图及具体零件图分别见图纸。5、参考文献1 邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京:机械工业出版社,20042 袁哲俊主编.金属切削刀具.上海:上海科学技术出版社,19913 (美)Hiram E.Grant.夹具非标准夹紧装置.北京:机械工业出版社,19854 马贤智主编.实用机械加工手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,20025 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,19946 孙本绪主编.机械加工余量手册.国防工业出版社,19997 陈宏钧主编.编金属切削速查速算手册. 机械工业出版社，20036、心得体会机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。在设计过程中我们发现了许多在学习和应用知识的不足之出，尤其锻炼了我们结合实际综合考虑问题的思路和解决问题的能力。我深刻体会到基础知识必须要扎实才能有更好的学习和创造性的思维。对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美!。 最后，我们衷心的感谢老师的大力指导和帮助！还有在设计过程中支持和帮助过我的各位同学！2徐州师范大学机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称传动轴突缘叉零件名称传动轴突缘叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸铁毛坯外形尺寸每毛坯件数每 台 件 数备 注 工 序 号工 名序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备备注1铸造铸造，清理2热处理时效3铣粗,精铣底平面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀4铣粗,精铣95端上顶面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀5铣粗,精铣39孔端两平面X62W游标卡尺、硬质合金铣刀6铣铣三角槽X62W游标卡尺、硬质合金铣刀7钻钻孔,攻丝4M按装孔Z4012专用夹具、7钻头、M8丝攻8钻钻416孔Z4012专用夹具、16钻头9镗粗镗、精镗侧面39内孔T618游标卡尺、开式自锁夹紧镗刀10去毛刺去各部分锐边毛刺钳工台平板锉11终检终检检验台上1213141516 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）葛丽华标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期徐州师范大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称传动轴突缘叉零件名称传动轴突缘叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号8钻孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸造设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z4120夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002钻4-16孔专用夹具、16钻头681.4150.2710.41.343 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）葛丽华2目 录序 言 2第一节 专用夹具设计的基本要求 2第二节 专用夹具设计的规范化程序 3第三节 零件分析 93.1零件结构功用分析 103.2零件图纸分析 103.3主要技术条件 10第四节 钻416孔夹具设计 10第五节设计体会 13参考资料 15序言:夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。 第一节 专用夹具设计的基本要求 一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求： （1）保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。 （2）提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。（3）工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。 （4）使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。 （5）经济性好 专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。第二节 专用夹具设计的规范化程序 一、夹具设计规范化概述1夹具设计规范化的意义研究夹具设计规范化程序的主要目的在于：（1）保证设计质量，提高设计效率 夹具设计质量主要表现在：1）设计方案与生产纲领的适应性；2）高位设计与定位副设置的相容性；3）夹紧设计技术经济指标的先进性； 4）精度控制项目的完备性以及各控制项目公差数值规定的合理性；5）夹具结构设计的工艺性；6）夹具制造成本的经济性。有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理地进行工作，提高设计效率，缩短设计周期。（2）有利于计算机辅助设计 有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。利用计算机进行辅助设计，除了进行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限元法对零件的强度、刚度进行设计计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。（3）有利于初学者尽快掌握夹具设计的方法 近年来，关于夹具设计的理论研究和实践经验总结已日见完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平。2夹具设计精度的设计原则要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：（1）对一般精度的夹具1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。（2）对精密夹具 除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。二、夹具设计的规范程序工艺人员在编制零件的工艺规程时，便会提出相应的夹具设计任务书，经有关负责人批准后下达给夹具设计人员。夹具设计人员根据任务书提出的任务进行夹具结构设计。现将夹具结构设计的规范化程序具体分述如下。1明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料（1）仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。（2）了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。（3）了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求，了解工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择。（4）了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。（5）了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。（6）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。（7）准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。（8）收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又能结合本企业实际情况的合理部分。2确定夹具的结构方案 在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括： （1）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。 （2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。 （3）确定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。 （4）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。3绘制夹具总图 绘制夹具总图通常按以下步骤进行：（1）遵循国家制图标准，绘图比例应尽可能选取11，根据工件的大小时，也可用较大或较小的比例；通常选取操作位置为主视图，以便使所绘制的夹具总图具有良好的直观性；视图剖面应尽可能少，但必须能够清楚地表达夹具各部分的结构。（2）用双点划线绘出工件轮廓外形、定位基准和加工表面。将工件轮廓线视为“透明体”，并用网纹线表示出加工余量。（3）根据工件定位基准的类型和主次，选择合适的定位元件，合理布置定位点，以满足定位设计的相容性。（4）根据定位对夹紧的要求，按照夹紧五原则选择最佳夹紧状态及技术经济合理的夹紧系统，画出夹紧工件的状态。对空行和较大的夹紧机构，还应用双点划线画出放松位置，以表示出和其他部分的关系。（5）围绕工件的几个视图依次绘出对刀、导向元件以及定向键等。（6）最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装置连成一体。（7）确定并标注有关尺寸 夹具总图上应标注的有以下五类尺寸： 1）夹具的轮廓尺寸：即夹具的长、宽、高尺寸。若夹具上有可动部分，应包括可动部分极限位置所占的空间尺寸。 2）工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔在心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。3）夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。对于铣、刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻、镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间的位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。4）夹具内部的配合尺寸：它们与工件、机床、刀具无关，主要是为了保证夹具装置后能满足规定的使用要求。5）夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置的尺寸。对于车、磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣、刨床夹具，则是指夹具上的定向键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。标注尺寸时，常以夹具上的定位元件作为相互位置尺寸的基准。上述尺寸公差的确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀、导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/31/5；二是定位元件与夹具体的配合尺寸公差，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。（8）规定总图上应控制的精度项目，标注相关的技术条件 夹具的安装基面、定向键侧面以及与其相垂直的平面（称为三基面体系）是夹具的安装基准，也是夹具的测量基准，因而应该以此作为夹具的精度控制基准来标注技术条件。在夹具总图上应标注的技术条件（位置精度要求）有如下几个方面： 1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位置精度。 2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。 3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。 4）定位元件与导引元件的位置要求。 5）夹具在机床上安装时位置精度要求。上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数量应取工件相应技术要求所规定数值的1/31/5。当工件没注明要求时，夹具上的那些主要元件间的位置公差，可以按经验取为（1000.02）（1000.05）mm，或在全长上不大于0.030.05mm。（9）编制零件明细表 夹具总图上还应画出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。4夹具精度校核在夹具设计中，当结构方案拟定之后，应该对夹具的方案进行精度分析和估算；在夹具总图设计完成后，还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求，再进行一次复核。这是确保产品加工质量而必须进行的误差分析。5绘制夹具零件工作图 夹具总图绘制完毕后，对夹具上的非标准件要绘制零件工作图，并规定相应在的技术要求。零件工作图应严格遵照所规定的比例绘制。视图、投影应完整，尺寸要标注齐全，所标注的公差及技术条件应符合总图要求，加工精度及表面光洁度应选择合理。 在夹具设计图纸全部完毕后，还有待于精心制造和实践和使用来验证设计的科学性。经试用后，有时还可能要对原设计作必要的修改。因此，要获得一项完善的优秀的夹具设计，设计人员通常应参与夹具的制造、装配，鉴定和使用的全过程。6设计质量评估夹具设计质量评估，就是对夹具的磨损公差的大小和过程误差的留量这两项指标进行考核，以确保夹具的加工质量稳定和使用寿命。第三节 零件分析3.1零件结构功用分析：题目所给的零件是常见零件的一种拔叉类零件，它的应用范围很广。由于它们功用的不同，该类零件的结构和尺寸有着很大的差异，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为精度要求较高的孔及其平面，零件由内孔、外圆、端面等表面构成。3.2零件图纸分析：由零件图可知，该零件形状较为复杂、外形尺寸不大，可以采用铸造毛坯。由于该零件的两个39孔要求较高，它的表面质量直接影响工作状态，通常对其尺寸要求较高。一般为IT7-IT9。加工时两39孔的与其平面的垂直度要求较高.应该控制在0.05mm以内。3.3主要技术条件： 孔径精度：两39孔的孔径的尺寸误差和形状误差会影响到工作状态，因此对孔的要求较高，其孔的尺寸公差为IT7 主要平面的精度：由于39端面加工过程中常作为定位基面，则会影响孔的加工精度，因此须规定其加工要求。 416四孔对B,C面均有位置度