机械制造技术课程设计-拨叉-1零件加工工艺及铣拨叉口两端面夹具设计【全套图纸UG三维】.doc

机械制造技术基础课程设计说明书题目：拨叉-1零件机械加工工艺规程铣拨叉口两端面夹具设计系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 6011201141 姓 名 指导教师 2014年 9月10 日摘 要机械制造技术基础课程设计是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。全套图纸UG三维，加153893706本次我的课程设计题目是铣拨叉口面夹具设计，我会根据零件分析，铸造零件、加工工艺、以及工序设计，夹具设计方面完成我的题目。首先铸造毛坯，根据辅导资料，确定加工余量。我组要加工的拨叉是一种形状不规则，轮廓较复杂的零件；首先我们根据要加工表面及其确定各表面的加工方法，然后确定粗基准、精基准；最后确定个加工表面的加工顺序。由于没有标准夹具能适用于本拨叉，所以我针对我个人要完成的工序设计专用夹具；首先找出零件的定位点，我选择用心轴贯穿拨叉头孔，对其4点定位，用心轴轴肩对拨叉头端面1点定位，再通过圆柱挡销对拨叉脚1点定位，6点完全定位。设计夹具的夹紧机构，用移动压板压紧拨叉脚，用六角螺母及开口垫片压紧拨叉头右端面。在设计过程中，要求学生应做到：1能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，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，保证零件的加工质量。2提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。3学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。关键词：拨叉；基准；定位；夹紧机构。目 录第一章零件分析及工艺规划11.1 零件图11.2 零件的结构特点21.3 零件毛坯与生产纲领21.4 零件各加工表面及技术要求21.5定位基准的选择31.6拟定机械加工工艺路线3第二章工序设计42.1毛坯的确定及尺寸公差42.2拨叉总余量的确定42.3机床及刀具的选择42.4工序参数的计算4第三章夹具设计63.1设计专用夹具零件装配图63.2 定位方式的选择73.3 夹紧装置73.4 对刀装置83.5 夹具体83.6 切削力和夹紧力的计算8第四章校正说明10第五章设计总结11参考文献13附录142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1-1二维图图1-2三维图1.2 零件的结构特点该零件是以15H8孔套在轴上，并用销钉经H12孔与轴定位的，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，就可实现变速箱的变速功能，从而实现拖拉机的变速。拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉两端面。主要配合面为15H8孔、5H12孔和拨叉脚内侧而50H12。该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时有一定的强度、刚度和韧度。外形不规则，刚性较差易变形。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。查表的总体毛坯余量为单边1.4mm。1.4 零件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（）加工方法1拨叉头左右端面36未注公差6.3粗铣215H8孔15IT8+0.02701.6钻粗铰精铰3拨叉脚两端面7IT11-0.15-0.250.13.2粗铣半精铣4拨叉脚内侧面50IT12+0.2503.2粗铣半精铣5操纵槽13IT12+0.203.2粗铣半精铣66H12孔6IT12+0.1200.26.3钻扩表1-1各加工表面及技术要求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15H8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加工方案工序号内容设备工序号内容设备10粗铣拨叉头右端面铣床60粗铣拨叉脚内侧面铣床20粗铣拨叉头左端面铣床70半精铣铣拨叉脚内侧面铣床30钻，粗铰，精铰15H8孔钻床80粗铣操纵槽铣床40粗铣拨叉脚左右端面铣床90半精铣操纵槽铣床50半精铣铣拨叉脚左右端面铣床100钻，扩6H12孔钻床第二章 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8级，对应尺寸公差1mm。2.2拨叉总余量的确定因为拨叉1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G。查表得总加工余量为1.4mm。2.3机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（70X90）且本身工序所需经济精度等级IT12，选用卧式万能铣床X61，功率4kw，根据所铣面，选用高速钢镶齿三面刃面铣刀，参数d=80,z=10。2.4工序参数的计算2.4.1 背吃刀量的确定根据尺寸链计算及查表得半精铣加工余量为0.7mm，且总加工余量为1.4mm，所以粗加工余量为0.7mm。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，查表选择进给量f=0.2mm/z，对应初估速度40mm/min。2.4.3 计算主轴转速因为 v初估值为40mm/min,d=80mm,所以求得n=159.15r/mm。根据所选机床标准转速，查表得n=160r/mm。2.4.4 铣削速度的计算根据上面公式及所求标准转速，求出该工序实际铣削速度v=40.21m/min。2.4.5 时间定额根据 , 查表得l=22mm，l2取3mm，ae=14mm，d=80mm。又根据公式算得F=320mm/min。所以最后算得tj=8.15s。因为tf选取等于0.2倍的tj,故tf=1.63s，可知作业时间为tj+tf=9.78s。且tb和tx分别取0.04(tj+tf),0.07(tj+tf)，求得tx+tb=1.07s。一次同时铣叉口两个端面，故t =10.85s。第三章 夹具设计3.1设计专用夹具零件装配图图3-1二维正视装配图图3-2二维俯视装配图图3-3三维左视图3.2 定位方式的选择本工序是工序4，粗铣拨叉口两端面；工件以拨叉头左端面1点定位，15内孔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。3.3 夹紧装置根据生产率的要求，运用手动压紧即可满足要求，如图所示，拨叉口采用标准移动压板以六角螺栓紧固；拨叉头以定位心轴定位，以六角螺母外加开口垫圈进行紧固。3.4 对刀装置采用标准直角对刀块，GB/T699-1999;通过对刀块，实现铣削前的对刀。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、导向的作用。3.6 切削力和夹紧力的计算刀具：高速钢三面刃面铣刀 do=80mm z=10切削用量:铣削力计算：由经验公式：查表 9.48 得其中：修正系数 z=10代入上式，可得 F=370.6N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5为加工性质系数1.1为刀具钝化系数1.1为断续切削系数1.1选用夹紧螺钉夹紧机由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取F=+G G为工件自重可知，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。第四章 校正说明杨勤标同学设计题目是铣操纵槽夹具设计；我对其夹具设计校正指出以下不当之处。1.直角对刀块有干扰加工面。2.部分标注不合理。3.技术要求字体不符合标准。4.剖面线线型过粗。 校正人：第五章 设计总结说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手整理自己的设计成果，漫漫回味这三周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消这三周的时间大致的安排是第一周做选定题目、背景调查、需求分析和概念设计，这个过程中我们在网上收集资料，选定方向，提出初步的方案，经过几次不断地反复修改和讨论，我们基本确定了题目和实现原理。第二周的任务就着重在详细设计。这个阶段我们分工明确，有条不紊，我想这是我最充实的几天，经过概念设计后我们对方案都认为有深刻的了解，可是真正落实到细节，我们低估了它的困难性，每一个零件的尺寸、定位都需要确定，从来没有体会到装配原来也这么的有技术含量，我们使用的机构类型比较多，这促使我对机械原理的理论知识有了新的理解，只有自己亲手设计东西才知道这其中的缘由，所以也真正认识到学好机械课程的重要性。我收获的另外一点或许是我对设计方法的认识，对CAD的认识，之前学过一些CAD软件，也跟老师做过一些建模和软件测试的项目，而真正这么完整的自己用CAD软件细致的表达出自己的设计思想还是第一次，CAD画图，最重要的是什么？对这个问题，每个人都有可能理解不同，但在我看来，最重要的是时时刻刻记住自己使用CAD画图的目的是什么。 我们进行工程设计，不管是什么专业、什么阶段，三维的或者二维的实际上都是要将某些设计思想或者是设计内容，表达、反映到设计文件上。而图，就是一种直观、准确、醒目、 易于交流的表达形式。所以我们完成的东西（不管是最终完成的设计文件，还是作为条件提交给其他专业的过程文件，一定需要能够很好的帮助我们表达自己的设计 思想、设计内容。 有了这个前提，我们就应该明白，好的计算机建模应该具有以下两个特征：清晰、准确。对要方案进行分解，定义出各个模块和机构，而将其中未解决的问题作为一个子任务放到下一层次中去解决。这样逐层、逐个地进行定义、设计和调试。 按自顶向下的方法设计时,我们首先要对所设计的系统要有一个全面的理解.然后从顶层开始,也就是从装配体开始连续地逐层向下分解,分解到到子装配，最终到每一个零件的参数和定位以及标准件的选择.这样设计速度明显会加快（这也是我们能这么短时间内完成建模的一个重要原因），而且各个模块之间相互独立，耦合性低，最终也不回出现各个模块之间运动矛盾或者干涉等问题出现。本次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。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。课程设计是本科毕业前的非常难得的理论与实践相结合的机会，通过本次设计，对拨叉的加工工艺及其夹具设计分析，对工艺和夹具、刀具设计有了进一步认识，从书上的理论知识转换到实际运用，是一个漫长而艰苦的过程，在设计过程中遇到了很多自己不能独立解决的问题，在老师的指导下，问题得以一一解决。三周的设计让我们学到了很多东西，这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通。零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺过程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。虽然在设计中由于自身的水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，但是，最重要的是我们得到了锻炼，为毕业设计积累了不少经验，这也是最大的收获。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M，北京：机械工业出版社，20042 张世昌，李旦，高航主编，机械制造技术基础M，北京：高等教育出版社，20073 刘长青主编，机械制造技术课程设计指导M，武汉：华中科技大学出版社，2007 4 崇凯主编，机械制造技术基础课程设计指南M，北京：化学工业出版社，20065 王启平主编，机床夹具设计M，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20056 徐海枝主编，机械加工工艺编制M，北京：北京理工大学出版社，20097 李洪主编，机械加工艺手册M,北京：北京出版社，1990附录附录一 机械加工工艺过程卡附录二 机械加工工序卡附录三 夹具体装配图2设计任务书设计题目：拨叉-1零件批量生产机械加工工艺过程设计及铣拨叉口两端面夹具设计。设计内容与要求：1制定 拨叉 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，计算时间定额