机械制造技术课程设计-拨叉-3零件加工工艺及铣拨叉口两端面夹具设计【全套图纸】.doc

机械制造技术基础课程设计说明书 题目： 拨叉-3 零件机械加工工艺规程 （铣拨叉口两端面）系 名 机械工程系 专 业 机械设计制作及其自动化 学 号 姓 名 指导教师 2014年 9月 11日设计任务书设计题目：拨叉零件批量生产机械加工工艺过程设计及 拨叉-3 拨叉口两端面 夹具设计设计内容与要求：1. 制定 拨叉-3 零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2. 对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3. 确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4. 确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5. 对两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量；6设计拨叉-3 拨叉口两端面夹具，绘制夹具装配图；7对同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：普通车床C6125，CM6125，C6132，C6140；数控车床CK6125，CK6132，CK6140；立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；工具铣床X8120；立式钻床Z5125；台式钻床Z4115；外圆磨床MG1416，MG1432；内圆磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；卧式镗床T6150；锯床G605设计小组：组长：成员： 指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评 摘 要 本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计夹具：铣床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体的设计及加工精度等方面的分析。 本设计铣床夹具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拨叉零件拨叉口两端面工序的加工。其具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。因此，对夹具知识的认识和学习以及设计新式的适合实际生产的夹具在今天显得尤为重要起来。全套图纸，加153893706关键词：铣床夹具；设计；高效 目 录 第一章 零件分析 1 1.1 零件图 1 1.2 零件的结构特点 2 1.3 零件毛坯及生产纲领 2 1.4 零件各加工表面及技术要求 2 1.5 定位基准的选择 2 1.6 拟定机械加工工艺路线 3 第二章 工艺规划设计 3 2.1 毛坯的确定及尺寸公差 4 2.2 拨叉总余量确定 4 2.3 机床及刀具的选择 4 2.4 工序参数的计算 4第三章 夹具设计 6 3.1 设计专用夹具零件图 6 3.2 夹具的用途和原理 6 3.3 定位方式的选择 6 3.4 加紧方式 7 3.5 夹具体 7 3.6 铣削力和夹紧力计算 7 3.7 定位键的选择 8 3.8 定位误差分析 8 3.9 夹具操作的简要说明 8第四章 校验 9第五章 设计总结 10参考文献 11附录 111 天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第一章 零件分析及工艺规划1.1 零件图 图1-1 拨叉-3二维图 图1-2 拨叉-3三维图1.2 零件的结构特点 该零件是车床的拨叉，它位于车床主运动变速机构中，拨动滑移齿轮移动，使主轴获得不同速度，拨叉的20H7孔与操作机构的轴相连，叉脚的60mm圆弧与叉头两端面是与所拨动滑移齿轮的槽接触，通过操作机构的力拨动下方滑移齿轮移动到不同的啮合位置，实现变速。 1.3 零件毛坯与生产纲领 零件材料为QT400-18，大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，所以毛坯选用金属模砂型机器制造型铸造成形。查表得总体毛坯余量为单边1.7mm。1.4 零件各加工表面及技术要求表1-1各加工表面及技术要求序号加工表面基本尺寸（mm）公差等级（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1拨叉头左右端 面40 未注公差3.22拨叉口左右端面 20IT100-0.10.13.23拨叉口内表面 60IT13+0.6+0.13.24拨叉脚底面 2IT120-0.13.25 20内孔20IT7+0.02101.66 8内孔8 未注公差 1.5定位基准的选择根据“基准重合”和“基准统一”的原则,以拨叉头的外圆及端面为粗基准，以20H7孔及其端面为精基准。1.6拟定机械加工工艺路线根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册，得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序号工序名称工序内容设备01铸造两件合铸02热处理退火03粗铣拨叉头左端面粗铣拨叉头左端面铣床04粗铣拨叉头右端面粗铣拨叉头右端面05半精铣拨叉头左端面精铣拨叉头左端面06半精铣拨叉头右端面精铣拨叉头右端面07钻，扩，铰孔20内孔钻床08粗车拨叉口粗车拨叉口60内圆面 铣床09半精车拨叉口半精车拨叉口60内圆面10铣断将合铸件从中间铣断10 粗铣拨叉口左右端面11半精铣拨叉口左右端面13精铣拨叉脚底面精铣拨叉脚底面14钻，扩，铰孔拨叉头8通孔钻床15去毛刺16中检17校正拨叉脚18清洗19终检20入库工艺过程卡见附录第2章 工序设计2.1毛坯的确定及尺寸公差 毛坯材料QT40018，为球墨铸铁，零件批量生产。查表毛坯铸件公差等级812级，选择10级，对应尺寸公差2.82.2拨叉总余量的确定 因为拨叉3最大尺寸位于63mm100mm范围内，且球墨铸铁机器造型加工余量等级为EG，选择F。查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-3及表2-4计算得总加工余量为1.8mm。2.3机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需经济精度等级IT12，选用卧式铣床X61W，根据所加工两端面，选用高速套式面铣刀。2.4工序参数的计算2.4.1 背吃刀量的确定 根据查表得粗铣加工余量为1mm，即粗铣背吃刀量为1mm且总加工余量为1.8mm，所以半精铣加工余量为0.8mm，即半精铣背吃刀量为0.8mm。2.4.2 进给量的选择 根据加工方法和机床选择以及刀具参数，查表5-9和表4-19选择粗车进给量f=0.2mm/r2.4.3 计算主轴转速根据 ，查表5-9，选v=40m/min,算得n=159r/min，查表4-19取n=160r/min2.4.4 铣削速度的计算 根据上式公式得v=40.2m/min。2.4.5 时间定额的确定 根据 t=tj+tf+tb+tx, tj=1+l1+l2, 根据零件尺寸得l=36mm，l2取1mm，n=160r/min。算得tj=12s。因为tf选取等于0.15倍的tj,故tf=1.8s。且tx+tb,取0.06(tj+tf),求得tx+tb=0.324s，故t =14.6s第三章 夹具设计3.1设计专用夹具零件图图3-1夹具二维图3.2夹具的用途和原理3.2.1 夹具的用途 该夹具是铣拨叉口两端面夹具，用来大批量生产时加工拨叉口厚度20mm。3.2.2 工作原理 铸造一个夹具体，圆柱心轴于夹具体过盈配合，采用偏心压板进行夹紧，实现加工拨叉口两端面。3.3 定位方式的选择本工序是工序10，粗铣拨叉口两端面，所以采用拨叉头左端面1点定位，20孔4点定位，以及两拨叉脚1点定位，限制6个自由度，完全定位。3.4夹紧装置 根据生产率的要求，运用手动压紧即可满足要求，如图3-1所示，扳动手柄即可实现加紧。3.5 夹具体 夹具体属于一体铸造，其作用将各定位夹紧元件有机的结合在一起，实现定位、夹紧、的作用。3.6 铣削力和夹紧力的计算 刀具：高速钢套式面铣刀(见切削手册表3.28) 其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0， d0=40，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=12 F=54.54.50.90.180.742812/(402550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算铣削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数:K=K1K2K3K4。（查表 9.48 ） 其中：K1=1.5K2=1.1K3=1.1K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8(N)实际加紧力为F加=KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6(N)其中U1和U2为夹具定位面和加紧面上的摩擦系数，U1=U2=0.025 圆偏心在任一夹紧位置等效于一直线楔，所以夹紧力计算与斜楔夹紧相似。又从斜楔夹紧力计算公式知，角越大，产生的夹紧力越小，所以当 maxa时，夹紧力最小：(FW)min=2FQL/Dtg（maxa+2j）+tg1j(FW)min最小夹紧力(N)；FQ原始作用力(N)L手柄至偏心的距离(mm)；1圆偏心与工件的摩擦角()；2圆偏心与转轴的摩擦角()；D圆偏心轮直径(mm)；代入式中求出(FW)min=2160.1(N)729.6(N)计算结果符合夹紧力要求，故本夹具可安全工作。心轴取材料为Q235查表得Q235的许用弯曲应力为：158Mpa弯曲应力=M/Wz=32FL/3.14d3=99.4320.028/3.14(0.022)2=2.67Mpa远小于许用弯曲应力158Mpa3.7 定位键的选择根据X61卧式铣床工作台T形槽宽B=14mm。选择定位键规格为B14h6 JB/T8016-1999。3.8定位误差分析由于左端面是靠着夹具体上的，在误差允许的情况下，肯定会产生相应的误差，所以应该尽量底面与垂直面提高垂直度，以减小误差。3.9夹具操作的简要说明 如夹具图所示，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。第四章 校对说明本人对许超同学进行设计任务的校对，指出其中的不当之处，并让其改正之处有： 1.固定手柄压紧螺钉应该按照标准尺寸去画。 2.粗实线和细实线应明显区分开 3.字号应该按照国标去设置 4.部分剖面图过于杂乱或不完整 第五章 自我总结 在经过三周的设计之后，使我们了解到了有关机械制造技术基础的一些知识，切身地体会到了从毛坯到成品的一个工艺设计过程，从而对于本课程有一个较为清晰的轮廓印象，以及我们小组之间一起讨论研究，得出结论的过程，都是非常难得的，更是加深了同学之间的友谊。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次输出轴夹具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了输出轴夹具设计等课程所学的内容，掌握输出轴夹具设计的方法和步骤，掌握输出轴夹具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计夹具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样.这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。参考文献1邹青主编.机械制造技术基础