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双拨叉 JS54 机械 加工 工艺 夹具 设计 M8

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双拨叉(JS54拨叉)机械加工工艺及夹具设计-钻2-M8孔1,双拨叉,JS54,机械,加工,工艺,夹具,设计,M8

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课程设计（论文） 拨叉加工工艺及夹具设计院 系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机制 学 号 姓 名 指导老师 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。13ABSTRACTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing Lathe fixture design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, 目 录序 言1第1章 零件分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择32.3工艺路线的制定42.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定62.5确立切削用量及基本工时6第3章 钻2-M8孔夹具设计83.1问题的提出83.2定位基准的选择83.3切削力与夹紧力计算83.4定位误差分析83.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计93.6夹具设计及操作的简要说明11总 结12参考文献13致 谢14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槽的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。第1章 零件分析1.1 零件的作用拨叉作用待查1.2 零件的工艺分析 零件为QT600-3铸钢件，无热处理要求。 从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚14mm的半圆叉爪。两部分上下都不在同一平面上，工件安装有一定困难。 零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分一个是以20孔端面为中心的加工表面，这一组加工表面包括：20mm的孔以及M20螺纹底孔。一个是以20孔为中心的加工表面,这一组加工表面包括：叉口端面，宽42槽，螺纹孔，销孔。第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料是QTQ600-3。零件年产量为批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型中的金属模铸造。零件形状复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取20端面为定位基准。精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以20孔（一面2销）为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3工艺路线的制定制定艺路线的出发点,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,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夹具,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。经考虑选择了两个可行的工艺方案。 方案一 1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣20孔两端面4钻钻扩铰20孔5钻钻M20x1.5螺纹底孔6车车R68圆环7钻钻8销孔8钻钻2-M8孔9钻钻4-6.2孔10铣铣宽42mm槽11攻攻M20x1.5螺纹12检验检验，入库方案二1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣20孔两端面4车车R68圆环5钻钻扩铰20孔6钻钻M20x1.5螺纹底孔，攻丝7钻钻8销孔8钻钻2-M8孔9钻钻4-6.2孔10铣铣宽42mm槽11检验检验，入库 上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。方案一和方案二的区别在于方案一先加工20孔端面，再加工20孔，再加工M20螺纹底孔，后面工序采用20孔和M20螺纹底孔定位，采用一面两销，这样可以为后面工序利用更好的定位基准；而方案二是把端面加工完毕再加工孔，加工完M20螺纹底孔立即攻丝，不能作为定位基准。综合考虑我们选择方案一。最终工艺路线如下：1铸造铸造2时效处理时效处理3铣铣20孔两端面4钻钻扩铰20孔5钻钻M20x1.5螺纹底孔6车车R68圆环7钻钻8销孔8钻钻2-M8孔9钻钻4-6.2孔10铣铣宽42mm槽11攻攻M20x1.5螺纹12检验检验，入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定拨叉零件材料为QT600-3，毛坯重量1.12kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，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、 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、 端面由于端面要与其他接触面接触，同时又是20孔的中心线的基准。查相关资料知余量留2.5比较合适。3、孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为2mm2.5确立切削用量及基本工时工序：铣20孔两端面1. 选择机床刀具 选择立式铣床X51硬质合金钢Yab端铣刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 计算工时 半精铣 工序：铣宽42mm槽1、选择机床及刀具机床 x51立式铣床刀具 三面刃铣刀铣槽do=42mm查1表8 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数z=242、计算切削用量由工艺手册表9.41和（切削用量手册）查得 走刀量 f=0.67 mm/r铣刀磨钝标准和耐用度由工艺手册表9.46查得 磨钝标准为 0.20.3 表9.47查得 耐用度为 T=150min （1）切削速度 由工艺手册 式3.2 （7-26）查表 9.48 得其中： 修正系数 m=0.5 代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （2）确定机床主轴速度 由工艺手册 按机床选取主轴转速为6.33 r/s所以 实际切削速度为 （3）计算切削工时 （7-27）第3章 钻2-M8孔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。3.1问题的提出本夹具主要用来钻2-M8孔。同样在本道工序加工时，还是应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：在对进行加工前，端面外圆进行了粗铣加工，进行了精加工。因此，定位、夹紧方案有：采用定位销轴机构进行定位，通过螺旋机构进行夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。3.3切削力与夹紧力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 钻削力矩 式中： （M8螺纹底孔） 本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式（4.1）根据参考文献11表1-2-20到表1-2-23可查得 3.4定位误差分析该夹具以一个侧面和心轴和支撑钉定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。由5和6可得：制造误差ZZ （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取.（2）内外圆同轴度误差（查表P297）.故，.则.知此方案可行。从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构如图4.14所示。图4.14 快换钻套表4.9dHD公称尺寸允差102012+0.018+0.0072218104771650根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图4.15所示。图4.15 固定衬套其结构参数如表4.10所示。表4.10dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0162018+0.023+0.0120.52根据参考文献11夹具U型槽的结构如图4.16所示。图4.16 U型槽主要结构尺寸参数如表4.11所示。 表4.11螺栓直径121430203.6夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工2-M8孔。以一面一销和一个侧面支撑钉来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用螺旋机构夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。压在工件上，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。总 结加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，并夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。完成了本次设计，通过做这次的设计，使对专业知识和技能有了进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。参考文献1.机床夹具设计 第2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社2.机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社3.机械制造工艺学 周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社4. 机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版社5. 工艺师手册 杨叔子主编 机械工业出版社3. 机床夹具设计手册王光斗、王春福主编 上海科技出版社7. 机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工业出版社8. 机械原理课程设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社9.金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社10.几何量公差与检测第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社11机械设计基础 第三版 陈立德主编 高等教育出版社12工程材料 丁仁亮主编 机械工业出版社13机械制造工艺学课程设计指导书， 机械工业出版社14机床夹具设计 王启平主编 哈工大出版社15.现代机械制图 吕素霞 何文平主编 机械工业出版社致 谢经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了自己的专业知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。此时此刻，我要特别感谢我的导师的精心指导，不仅指导我们解决了关键性技术难题，更重要的是为我们指引了设计的思路并给我们讲解了设计中用到的实际工程设计经验，从而使我们设计中始终保持着清晰的思维也少走了很多弯路，也使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决实际问题的能力。不仅如此，老师的敬业精神更是深深的感染了我，鞭策着我在以后的工作中爱岗敬业，导师是真真正正作到了传道、授业、解惑。同时也要感谢其他同学、老师和同事的热心帮助，感谢院系领导对我们课程设计的重视和关心，为我们提供了作图工具和场所，使我们能够全身心的投入到设计中去，为更好、更快的完成课程设计提供了重要保障。14XX学院机械加工工艺过程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页材 料 牌 号QT600-3毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸毛坯件数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 （min） 准终 单件10铸造铸造材料一 20时效处理时效处理机二30铣先铣20孔一端面机二X51专用夹具，端铣刀，游标卡尺15min12min40铣翻面铣20孔另一端面机二X51专用夹具，端铣刀，游标卡尺15min12min50钻钻扩铰20孔机二Z525专用夹具，麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺10min5min60钻钻M20x1.5螺纹底孔机二X51专用夹具，麻花钻，丝锥，游标卡尺10min5min70车车R68圆环机二CA6140专用夹具，端铣刀，游标卡尺15min12min80铣将两件工件分割成2件机二X51专用夹具，三面刃铣刀，游标卡尺15min12min90钻钻8销孔机二Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10min5min100钻钻2-M8孔机二Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10min5min110钻钻4-6.2孔机二Z525专用夹具，麻花钻，游标卡尺10min5min120铣铣宽42mm槽机二X51专用夹具，三面刃铣刀，游标卡尺15min12min130攻攻M20x1.5螺纹机二Z525专用夹具，丝锥，螺纹塞规10min5min140检验检验，入库 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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共8页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40铣QT600-3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511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翻面铣20孔另一端面端铣刀，游标卡尺5001.270.8312345 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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共8页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50钻QT600-3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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钻扩铰20孔麻花钻，扩孔钻，铰刀，游标卡尺32719.80.531234 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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共8页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60钻QT600-3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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钻M20x1.5螺纹底孔麻花钻，丝锥，游标卡尺32719.80.531234 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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共8页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70铣QT600-3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511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铣叉口端面端铣刀，游标卡尺5001.270.831234 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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称拨叉零件名称拨叉共8页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工80钻QT600-3毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251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钻8销孔麻花钻，游标卡