关 键 词：

零件 加工 工艺 规程 12 夹具 设计

资源描述：

【温馨提示】压缩包内含CAD图有预览点开可看。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图，可编辑，无水印，高清图，压缩包内文档可直接点开预览，需要原稿请自助充值下载，所见才能所得，请细心查看有疑问可以咨询QQ：11970985或197216396

内容简介：

课 程 设 计题 目：拨叉零件加工工艺规程及钻12孔的夹具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：3课程设计任务书一、设计题目 拨叉零件加工工艺规程及钻12孔的夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图 1张(2) 生产类型: 大批生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 工件的毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(6) 课程设计说明书(3000-4000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拔叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号5钻铰12H7的孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件2751205011设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床30251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件163.34s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/minmm/minmm/rmm机动辅助1钻孔11.0莫氏锥柄麻花钻，游标卡尺39214.50.111.8132s4.8s2粗铰11.95锥柄机用铰刀，内径千分尺973.60.50.1654s8.1s3精铰12H7的孔锥柄机用铰刀，内径千分尺973.60.50.0448s7.2s 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）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 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拔叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸27512050每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1粗铣粗铣顶、底端面金工立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具2半精铣半精铣顶、底端面120金工立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具3铣粗铣和精铣12孔的下端面28金工立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具4钻钻孔23.0粗铰24.8精铰25H7的孔金工立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺5钻钻孔11.0粗铰11.95精铰12H7的孔金工立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺6钻钻9.8粗铰9.96精铰10H8的孔金工立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺7去毛刺钳工台平锉8中检金工塞规，百分表，卡尺9校正拔叉脚金工手锤10清洗金工清洗机11终检金工塞规，百分表，卡尺 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）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 期摘要11、拨叉的工艺分析及生产类型的确定31.1、拨叉的用途31.2、拨叉的技术要求：31.3、审查拨叉的工艺性31.4、确定拨叉的生产类型32、确定毛胚、绘制毛胚简图42.1选择毛胚42.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量42.2.1公差等级42.2.2拨叉铸42.2.3绘制拨叉毛坯简图53、拟定拨叉工艺路线53.1、定位基准的选择53.1.1精基准的选择53.1.2粗基准的选择53.2 、表面加工方法的确定63.3、加工阶段的划分63.4、工序的集中与分散63.5、工序顺序的安排63.5.1机械加工工序63.5.2热处理工序73.5.3辅助工序73.6、确定工艺路线74、加工余量、工序尺寸和工差的确定85、切削用量、时间定额的计算85.1、切削用量的计算95.1.1钻孔工步95.1.2 粗铰工步95.1.3精铰工步95.2、时间定额的计算95.2.1基本时间tj的计算95.2.2辅助时间ta的计算105.2.3. 其他时间的计算105.2.4单件时间tdj的计算116.夹具设计116.1提出问题126.2设计思想136.3夹具设计136.3.1定位分析136.3.2切削力及夹紧力的计算136.3.3夹具操作说明156.3.4确定导向装置157. 体会与展望18158.参考文献17摘要这次设计的是拨叉。包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。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。最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次实际的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。Abstract What this design is the Striking Fork. Including detail drawing, semifinished materials chart, assembly drawing each, machine-finishing technological process card and with operation card each one. According to components nature and detail drawing various end surfaces roughness determination semifinished materials size and machining allowance. Finally draws up the Striking Forks craft road map, works out this work piece clamp plan, draws the jig assembly drawing.Machinery Manufacturing Technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the University, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important positionFor me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be engaged in the work of one of training, which tempered his analysis, problem-solving abilities. As capacity constraints, there are still many deficiencies in the design, ask teachers to give guidance.1、拨叉的工艺分析及生产类型的确定1.1、拨叉的用途拨叉主要用于零件的外部，起密封，阻挡灰尘的作用。故其在机器中只是起辅助作用，对机器的稳定运行影响不是很大，其在具体加工的时候，精度要求也不是很高，加工起来也十分容易。1.2、拨叉的技术要求：该拨叉的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)上端面0至-0.8mmIT93.2下端面0至-0.8mmIT93.210孔H8IT81.625孔H7IT70.812孔H7IT70.81.3、审查拨叉的工艺性该拨叉结构简单，形状普通件。主要加工表面有上端面，下端面，其次就是25孔，10孔及12孔，25孔的加工端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；该零件除主要加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的加工工艺性较好。1.4、确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=5000件/年，m=1件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式得：N=5000台/年X1件/台X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.75拨叉重量为1 kg，由表1-3知，拨叉属轻型零件；由表1-4知，该拨叉的生产类型为大批生产。2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1选择毛胚拨叉在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该拨叉的轮廓尺寸和形状亦不是很复杂，故采用砂型铸造。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量由表2-1至表2-5可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。2.2.1公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。2.2.2拨叉铸简 图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明a120F1.5双侧加工b25F0.5钻孔c12F0.5钻孔d10F0.5钻孔造毛坯尺寸工差及加工余量2.2.3绘制拨叉毛坯简图3、拟定拨叉工艺路线3.1、定位基准的选择3.1.1精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求，选择拨叉下端面和25孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。25孔的轴线是设计基准，选用其作精基准定位拨叉的上端面和孔，实现了设计基准和工艺基准的重合。选用拨叉下端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准。3.1.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择拨叉上端面和25外圆面作为粗基准。采用25外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉下端面作为粗基准加工上端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2 、表面加工方法的确定 根据拨叉零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注上下端面 IT9 3.2粗车-半精车表1-612下端面 IT93.2粗车-半精车表1-625内圆 IT80.8钻孔半精镗（精扩）精镗（铰）表1-712圆孔IT80.8钻孔粗铰精铰表1-7 10圆孔IT91.6钻粗铰精铰表1-7、3.3、加工阶段的划分该拨叉加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉下端面和25孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣拨叉上端面，钻10和12的孔。在精加工阶段，完成拨叉上端面的精铣加工和10孔的钻-铰-精铰加工及12孔的加工。3.4、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准拨叉下端面和25孔。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉下端面，再加工25孔。3.5.2热处理工序 铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。3.5.3辅助工序 在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该拨叉工序的安排顺序为：在、热处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了拨叉的工艺路线。工 序 号 工 序 内 容设 备工 艺 装 备1粗铣顶、底端面立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具2半精铣顶、底端面120立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具3粗铣和半精铣12孔的下端面28立式铣床X51面铣刀，游标卡尺，专用夹具4钻孔23.0粗铰24.8精铰25H7的孔立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺5钻孔11.0粗铰11.95精铰12H7的孔立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺6钻9.8粗铰9.96精铰10H8的孔立式钻床Z525麻花钻，铰刀，内径千分尺7去毛刺钳工台平锉8中检塞规，百分表，卡尺9校正拔叉脚手锤10清洗清洗机11终检塞规，百分表，卡尺4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这只确定钻-铰-精铰12孔的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-28可查得，精铰余量Z精铰=0.04mm；粗铰余量Z粗铰=0.16mm;钻孔余量Z钻=11.8mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT10；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：0.015mm;粗铰：0.058mm;钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：1000+0.015mm;粗铰9.9600+0.058mm;钻：9.800+0.15mm,它们的相互关系如下图所示。5、切削用量、时间定额的计算在这只计算钻-铰-精铰12孔此工序的切削用量和时间定额。5.1、切削用量的计算5.1.1钻孔工步1）背吃刀量的确定 取ap=11.8mm.2) 进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，按铸铁硬度为200241HBS计算，切削速度v选取为12m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=389.96 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392 r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=14.5 m/min。5.1.2 粗铰工步 1）背吃刀量的确定 取ap=0.16mm。 2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.5mm/r。3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为2m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=63.95 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.6 m/min。5.1.3精铰工步1）背吃刀量的确定 取ap=0.04mm。2) 进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.5mm/r。3） 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为4m/min,由公式（5-1）n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=89r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min ,再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=3.6m/min。5.2、时间定额的计算5.2.1基本时间tj的计算（1） 钻孔工步根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=28mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=6.0mm; f=0.1mm/r;n=392mm/r.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。（2） 粗铰工步根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（9.96-9.8）/2=0.08的条件查得l1=0.37mm; l2=15mm; 而l=28mm; f=0.4mm/r; n=97r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(28mm+0.37mm+15mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.9min=54s。（3） 精铰工步同上，根据表5-41可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得该工步的基本时间。式中 l2、l1由表5-42按kr=15、ap=（D-d）/2=（10-9.96）/2=0.02的条件查得l1=0.19mm; l2=13mm; 而l=282mm; f=0.3 mm/r; n=140 r/min.。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(28mm+0.19mm+13mm) /(0.4mm/min x 97r/min)=0.8min=48s。5.2.2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间为：ta=0.15x32s=4.8s;粗铰工步的辅助时间为：ta=0.15x54s=8.1s;精铰工步的辅助时间为：ta=0.15x48s=7.2s;5.2.3. 其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间为：tb+tx =6%x(32s+4.8s)=2.208s;粗铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(54s+8.1s)=3.726s;精铰工步的其他时间为：tb+tx =6%x(48s+7.2s)=3.312s;5.2.4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为：钻孔工步tdj钻=32s+4.8s+2.208s=39.008s;粗铰工步tdj粗铰=54s+8.1s+3.726s=65.826s;精铰工步tdj精铰=48s+7.2s+3.312s=58.512s;因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰+tdj精铰=39.008s+65.826s+58.512s=163.346s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；一个面限制3个自由度，长圆柱销限制2个自由度，削边销限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀，排削通过钻套与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对12孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为IT7，表面粗糙度Ra0.8，钻、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计6.3.1定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工12孔时，采用拨叉下端面和25孔内圆柱面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.050mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm6.3.2切削力及夹紧力的计算刀具：9.8的麻花钻，10铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式： 式中 P钻削力t钻削深度,12mmS每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 9.8mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =758（N）钻孔的扭矩： 式中 S每转进给量, 0.1mmD麻花钻直径, 9.8mmHB布氏硬度，140HBS=8200(NM)铰孔时的切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得钻削力计算公式：式中 P切削力t钻削深度, 12mmS每转进给量, 0.4mmD铰孔钻直径, 10mmHB布氏硬度，140HBS 所以 = 73（N）铰孔的扭矩： 式中 t钻削深度, 12mmS每转进给量, 0.4mmD铰刀直径, 10mmHB布氏硬度，140HBS =600（NM）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺