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零件
工艺
规程
40
端面
夹具
设计
- 资源描述：
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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铣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。
- 内容简介：
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机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 拨叉 零件名称 拨叉 共 1 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 4 铣 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 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 0 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 背吃刀量 进给次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 铣 40 端面 普通 端铣刀 ， 游标卡尺 255 1 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 拨叉 产品型 号 共 1 页 产品名称 机床 零件名 称 拨叉 第 1 页 材料牌号 铁 毛坯 种类 铸 件 毛坯 尺寸 毛坯件数 1 每台 件数 1 备注 工序号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铸造 铸造工件 铸造车间 游标卡尺 2 时效 时效处理 3 铣削 以 40 端面及外圆为定位基准 粗铣左端面 机加工 通端铣刀， 游标卡尺 4 铣削 以 40 端面及外圆为定位基准 粗铣右端面 机加工 通端铣刀， 游标卡尺 钻削 以 40 端面外圆为定位基准 钻，扩，绞 20 孔 机加工 用夹具、 钻头，扩孔钻，铰刀 6 铣削 以 40 端面， 20 孔为定位基准，铣宽 18 机加工 面刃铣刀，卡尺 7 拉削 以 40 端面， 20 孔为定位基准。拉宽 6 的键槽 机加工 拉刀，卡尺 8 铣削 以 20 孔和 40 端面为定位基准，铣 9 孔所在的凸台 机加工 铣刀。卡尺 9 钻削 以 20 孔和 40 端面，宽 36侧面为定位基准钻 9 深 10 的孔 机加工 度尺，锥柄麻花钻 10 钻削 以 20 孔和 40 端面，宽 36侧面为定位基准，钻 2 孔 机加工 尺，锥柄麻花钻 11 检验 检验 检验车间 塞规，卡尺等。 设计（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目：拨叉零件的工艺规程及铣 40 端面夹具设计 一、设计题目 题目：拨叉零件的工艺规程及铣 40端面夹具设计 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型 :中批或大批大量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1张 (2) 毛坯图 1张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片 (参附表 1) 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) 夹具体零件图 1张 (7) 课程设计说明书 (5000 8000 字 ) 1份 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 该生 设计 的过程 中 表现 ， 设计 内容 反映的基本概念 及计算 ，设计方案 ， 图 纸表达 ，说明书撰写 。 成 绩： 指导教师 日 期 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铣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。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 序言 1 1、零件分析 2 2 2 2、工艺规程设计 3 3 3 3 3、 机械加工余量、工序尺寸及毛 坯尺寸的确定 6 4、 确定切削用量及基本工时 7 5、夹具设计 14 14 15 16 6、总 结 16 7、致 谢 18 8、参考文献 19 1 序 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。 拨叉的加工工艺规程及其铣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。 2 1、 零件的分析 拨叉的作用，用于车床中，起变速的作用 拨叉有 2组加工面他们没有有位置度要求。 这两个加工面的分别为： 1，以外圆柱面为基准的加工面，这组加工面包括，左右端面，和 20的孔和键槽 2：以 20孔为基准的加工面，这组加工面主要是宽 18的槽，以 20孔和 40端面为定位基准，铣 9孔所在的凸台 , 9和 3 3 的孔。 2、 工艺规程设计 零件的材料为 据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保 证，生产率得到提高，否则，加工工艺过程中会问题百出。 粗基准的选择：对拨叉这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要，以零件的上端的不加工平面作为粗基准。 精基准的选择：根据基准重合原则，选取键槽孔及已加工的底面作为精基准。 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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以 下两种工艺方案： 方案一： 工序号 工序 名称 工 序 内 容 1 铸造 铸造工件 4 方案二： 2 时效 时效处理 3 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 粗铣左端面 4 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 粗铣右端面 5 钻削 以 40 端面外圆为定位基准 钻，扩，绞 20 孔 6 铣削 以 40 端面， 20孔为定位基准，铣宽 18 7 拉削 以 40 端面， 20孔为定位基准。拉宽 6的键槽 8 铣削 以 20 孔和 40端面为定位基准，铣 9孔所在的凸台 9 钻削 以 20 孔和 40 端面，宽 36侧面为定位基准钻 9深 10 的孔 10 钻削 以 20 孔和 40端面为定位基准，钻 3孔 11 检验 检验 工序 号 工序 名称 工 序 内 容 1 铸造 铸造工件 2 时效 时效处理 3 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 5 我们先做钻孔和拉键槽的话，不方便我们钻孔的夹具设计，同时也能更好地保证工件的位置度要求 具体的工艺路线如下： 粗铣左端面 4 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 粗铣右端面 5 拉削 以 40 端面， 20孔为定位基准。拉宽 6的键槽 6 铣削 以 40 端面， 20孔为定位基准，铣宽 18 7 钻削 以 40 端面外圆为定位基准 钻，扩，绞 20 孔 8 铣削 以 20 孔和 40端面为定位基准，铣 9孔所在的凸台 9 钻削 以 20 孔和 40 端面为定位基准钻 9深 10的孔 10 钻削 以 20 孔和 40端面为定位基准，钻 3孔 11 检验 检验 工序号 工序 名称 工 序 内 容 1 铸造 铸造工件 2 时效 时效处理 3 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 粗铣左端面 6 三、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 拨叉零件材料为 量为 产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。 1、 不加工表面毛坯尺寸 不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。 2、 拨叉的底面 由于横向拨叉底面要与其他接触面接触，同时又是 20 孔的4 铣削 以 40 端面外圆为定位基准 粗铣右端面 5 钻削 以 40 端面外圆为定位基准 钻，扩，绞 20 孔 6 铣削 以 40 端面， 20孔为定位基准，铣宽 18 7 拉削 以 40 端面， 20孔为定位基准。拉宽 6的键槽 8 铣削 以 20 孔和 40端面为定位基准，铣 9孔所在的凸台 9 钻削 以 20 孔和 40 端面，宽 36侧面为定位基准钻 9深 1010 钻削 以 20 孔和 40端面为定位基准，钻 3孔 11 检验 检验 7 中心线的基准。作为后序的基准，所以要进行精铣，根据表 2加工余量为 3、拨叉的轴孔 毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于 据表 2定工艺尺寸余量为 : 钻 ，扩，绞 720H 孔 钻孔： 2 扩孔： 铰孔： 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为 据表 2择其每一侧的加工余量为 1所以毛坯孔的加工总余量 Z=2 4、 右端面 由表 2面粗加工余量得到所加工平面的加工余量Z=3 4、 确定切削用量及基本工时 工序一：铣右端面 （ 1） 背吃刀量的 确定 粗铣右端面是以 40 左端面定位，=3 （ 2） 进给量的确定 由表 5择铣刀直径 0 ，齿数 Z=6，每齿进给量 z 。 （ 3） 铣削速度的计算 由表 5高速钢立铣铣刀、650削速度 v 可取为 42 m 。根据参考书上公式（ 5 ，可求得该工序铣刀转速， 8 1000n 7 . 3 8 r / m m mm 2 m 。参照表 451 型立式铣床的主轴转速，取转速 55 ，再将此转速带入公式（ 5可求得该工序的实际铣削速度m 0 0/ 。 （ 4） 基本时间 根据表 5面铣刀铣平面的基本时间计算公式 21 ，可求出该工序的基本时间。 已知加工平面 l=40 3 我们可以取 m i n/306m i n/255/6/ 将上式结果代入公式 l+l1+则该工序的基本时间 401306mm/ （ 5） 辅助时间 计算 根据第五章第二节所述，辅助时间 本工序的辅助时间 （ 6） 其他时间的计算 tb+%（ = 7） 单间时间 工序二：铣长 22宽 18 9 选用机床： 选择铣刀半径为 12数 Z=6 0 /f m m Zd， 180 0 0 42 8 0 0dn n 机机 机铣床工作台进给量： 横向基本工时： 工序三 钻 扩 绞 20 孔 切 削用量及基本工时的确定：钻 20，选用机床： 钻孔 19 选择 19速钢锥柄标准麻花钻 0 /f m m r机1 5 / m 硬度 200 217 10 m in/5 0 0 0 0 r/ m in/ 0 0 2 7 89 0 0 机3845f 21 机机扩孔 选择 速钢锥柄扩孔钻 扩孔钻扩 时的进给量 0 . 7 0 . 8 /f m m r ，并取0 /f m m r机 扩孔钻扩孔时的切削速度 11()23c 钻 1 4 / m 1 1 1 1( ) ( ) 1 4 7 4 . 7 ( / m i n )2 3 2 3 m 钻m i n )/1000n c （ ）（ 按机床选取 6 8 / m 0 0 0 0 机机基本工时： 机铰 20： 选择 20速钢锥柄机用铰刀 11 1 . 0 1 . 5 /f m m r ， 0 . 1 5 0 . 2 5pa m m， 4 8 / m i /f m m r机1000 1 0 0 0 ( 4 8 ) 5 1 1 0 2 ( / m i n )25 按机床选取 6 8 / m 基本工时： 1 拉宽 6 的键槽 卧式内拉床 序切削用量及基本工时的确定：拉宽 6的键槽 单面升齿，根据有关手册，确定拉花键孔时的花键拉刀的单面升齿为 削速度为 m 切削工时 式中： 3 的长度系数取 ，取 ( 12 所以拉刀同时工作齿数 z=l/p=43/削工时 钻 选用 选择 90 /f m m r机1 5 / m 硬度 200 217 m in/5 0 0 0 0 r/ m in/ 0 0 5 8 0 0 0 机216 1 机机工序六：钻 选用机床： 选用 2高速钢锥柄麻花钻 0 /f m m r机1 6 / m r / m 61000 c （机 n 13 按机床选取 802V c 机基本工时： 1 036221 机机序七 :铣 18槽 选用 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 978012510001000 rd vn s 按机床标准选取497 r m 0 0 497801 0 0 0 w 当 14 按机床标准选取 ） 计算工时 切削工时： 01 ， 2 ，则机动工时为 m 303021 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，决定设计第四道工序的铣 40 端面的铣床夹具。 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 根据基准的不同功能 ，基准分为设计基准和工艺基准两大类。 1. 设计基准 在零件图样上所采用的基准，称为设计基准。 2. 工艺基准 零件在工艺过程中所采用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同， 又分为装配基准 、测量基准、工序基准和定位基准。 （ 1）装配基准 装配时用以确定零件在部件或产品中的 位置的基准，称为装配基准。 15 （ 2）测量基准 测量时用以检验已加工表面尺寸几 位置的基准，称为测量基准。 （ 3）工序基准 在加工工序中，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状及位置的基准， 称为工序基准 。 （ 4）定位基准 工件定位时所采用的基准，称为定位基准。 本次夹具设计的铣 40端面，采用 40外圆和端面定位，端面处采用环形垫块定位，限制 3 个自由度，外圆处采用 V 型块定位限制 2 个自由度，挡销限制 1 个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用手柄夹紧，即可满足要求 。 的分析 本次夹具设计的铣 40 端面，采用 40 外圆和端面定位 ,由于 V 型块和挡销产生的误差对铣端面没有影响，所以只考虑环形垫块产生的误差即可。 定位副制造不准确误差为 0；以另一个 40端面为定位基准，以所加工平面为工序基准，基准不重合产生误差。 由表 2 ， 工 件 加 工 要 求 的 公 差，所以符合要求。， 16 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。本道工序为铣床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 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，使用快速螺旋夹紧机构 6、 总结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的 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。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 这次 设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计 与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论 17 与实践也存在差异。 回顾起此次设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到完成定稿，从理论到实践，在整整一学期的日子里，可以说学到了很多很多的的东西，同时巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的实用，在生产过程中得到应用。在设计的过程 中遇到了许多问题，当然也发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计，让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次设计虽然顺利完成了，也解决了许多问题，也碰到了许多问题，老师的辛勤指导下，都迎刃而解。同时，在老师的身上我也学得到很多额外的知识，在此
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