拨杆零件的加工工艺,设计铣尺寸14的铣床夹具

1、。过她JW巢感馥回1M机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定拨杆零件的加工工艺，设计铳尺寸14的铳床夹具专业：机械电子工程班级：12-3学号:1230120320姓名：田宇佳指导教师：张中然机械工程系2015年11月20日哈尔滨理工大学课程设计说明书目录序言-2-一零件的分析-3-1.1 零件的作用-3-1.2 零件的工艺分析-3-二工艺方案的分析及确定-4-2.1 确定毛坯的制造形式-4-2.2 基面的选择的选择-4-2.3 制定工艺路线-6-2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-7-2.5 确定切削用量及基本工时-8-三夹具设计-8-3.1 问题的提出错误!未定义书签。3.2

2、定位基准的选择错误!未定义书签。3.3 切削力和夹紧力的计算错误!未定义书签。3.4 定位误差分析错误!未定义书签。3.5 夹具操作的简要说明错误!未定义书签。总结-24-参考文献错误!未定义书签。哈尔滨理工大学课程设计说明书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

3、术水平的重要指标。拨杆的加工工艺规程及其铳尺寸14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。哈尔滨理工大学课程设计说明书一零件的分析1.1 零件的作用我所选的题目

4、是CA614cs车床上的拨杆零件。它位于车床上的变速机构中。主要用来换挡，使主轴的回转运动按照工作者的要求工作，从而获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的小12孔与操作机构相连接，通过小22孔则是用于所控制齿轮所在的轴配合。通过小12孔所受的力拨动小22孔这端的齿轮变速。达到所需的作用。哈尔滨理工大学课程设计说明书1.2 零件的工艺分析(1)零件图完全表达清楚了此零件的结构特点。图上尺寸和技术要求都标注齐全、明确、几何元素之间的关系也完全的明确都符合国家标准。(2)零件技术要求分析主要是对尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度、及热处理的要求分析。这些要求都影响零件的质量和使用性能。这在保证

5、前面的条件的前提下，应满足经济合理性。此零件的技术要求有小22孔与小40的外圆的低端面垂直，小12孔与小40外圆的轴线平行，M8X1.5螺纹孔的轴线与小40外圆的轴线垂直，小22孔和小12孔的表面粗糙度分别达到Ra1.6和Ra3.2,小12孔的端面的表面粗糙度达到Ra6.3o其他表面无需加工。从上面来分析出，小22H&小12H7孔和两端面采用通用夹具均可加工。M8><1.5采用设计的专用夹具进行加工。二工艺方案的分析及确定2.1 确定毛坯的制造形式毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。毛坯的种类选择铸件。考虑到零件在机床运行过程中所受的冲击不大，零件的材料选择HT

6、20Q铸件选择砂型铸造毛坯。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的哈尔滨理工大学课程设计说明书合理，合理。可以保证加工质量。否则就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。1、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

7、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，以保证定位准确火紧可靠。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22孔及其端面作为定位基准。2、精基准的选择精基准的选择应

8、满足以下原则：哈尔滨理工大学课程设计说明书(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mo(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。以基准

9、面A及另外两侧面作为定位精基准，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制定工艺路线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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。工序01:铸造工序02:时效处理-6-哈尔滨理工大学课程设计说明书工序03:粗铳、精铳基准面A工序04:粗铳、半精铳®工序05:粗铳、半精铳E0工序06

10、:钻孔，扩孔，精绞22。0。21孔工序07:车D=1的傕J角E工序08:钻孔，扩孔，精绞1200.027孔工序09:粗铳、半精铳DB工序10:钻、攻顶面M哪纹工序11:检验至图纸要求工序12:入库2.4 机械加工余量的确定加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。平面的加工余量确定:加工面基本尺寸粗加工余量精加工余量说明©40的两端面453.90.2双面加工20孔的两端面141.80.11双面加工孔的加工余量确定加工孔基本尺寸钻孔加工余扩孔加工余-7-哈尔滨理工大学课程设计说明书事事（|）22©22202012012102M8M868.442.5 确定切削用量及基本工时1、

11、粗铳小40、小20孔的下端面，以小40上端面为基准加工条件：工件材料：HT20060=170-240MPa力口工要求：粗铳小40、小20孑L的下端面。力口工余量1.8mm3.9mm机床：X51立式铳床刀具：YG6®质合金端面铳刀铳削宽度ae<50深度ap<4Z=6刀具直径d0=80mm选择刀具前角丫0=0°后角a0=8°副后角a0'=10°刃倾角入s=-10°主偏角Kr=60°副偏角Kr'=5°切削用量确定切削用量ap因为余量较小，故选用ap=3.9一次走刀可以完成确定每齿进给量fz本工序为粗加工

12、尺寸精度和表面粗糙度可以不考虑。使用YG6®质合金端面铳刀加工，机床功率4.5KW查表得：fz=0.090.18故选择fz=0.18mm/z确定刀具的磨钝标准查表得：铳刀刀齿后刀面最大磨损量1.5mm铳刀直径d0=80mm故选用刀具使用寿命T=120min计算切削速度VcVf当d0=80mmZ=12ap<7.5哈尔滨理工大学课程设计说明书fz<0.18mm/z通过查表得：vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min各修正系数为：kMP1.0,ksv=0.8则切削速度的计算公式cvd0qvTmapXvfzyvaeUvZkvpv其中ae=40ap=

13、3.9Cv=245qv=0.2Xv=0.15yv=0.35kvkMvkSv1.00.80.8ur=0.2Pv=1m=0.32T=120fz=0.18Z=12cvd0qv.vcpvkvTmapxvfzyvaeuz0.8245800.21200.323.90.150.180.35400.212=191m/min确定机床转速ns=幽Vcdw1000191760r/min3.1480计算工时tm=L/Vc=40/191=0.2min2、精加工此工序、粗精加工另一面的切削用量相同3、钻扩小20孔根据查表，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm钻头采用双锥后磨横刀，后角a。=12°,二重刃长

14、度be=3.5mm横刀长b=2mm宽l=4mm,棱带长度l11.5mm,21000,30按加工要求确定进给量：查表得：f0.430.53mm/r,43%81.673,由表2.7,系数为0.5,则：f(0.430.53)0.5(0.2150.265)mm/r哈尔滨理工大学课程设计说明书按钻头强度选择：查表钻头允许进给量为：f2.0mm/r;按机床进给机构强度选择：查表机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f0.93mm/r0以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据查表得：最终选择进给量f0.22mm/r。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时

15、钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据表查出，钻孔时轴向力Ff=2500N轴向力修正系数为1.0,故Ff=2500N根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N>Ff,故所选进给量可用。确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查表得)为0.6mm寿命T45min.切削速度查表切削速度计算公式为：c"vcTmkv(m/min)Tapf其中，Cv9.5,d018mm,zv0.25,m0.125,ap9,xv0,yv0.55,f0.22,查得修正系数：跖1.0,klv0.85,ktv1.0,故实际的切削速度：9.5180.25c”CL

16、，.vc600.12510220.550.859.5m/min查机床说明切削用量选择为:-10-哈尔滨理工大学课程设计说明书f0.22mm/r,nnc272r/min,vc15.4m/min计算工时tm45一0.82minnf2720.22扩孔至小20查表扩孔进给量为：f0.70.8mm/r,并由机床使用说明书最终选定进给量为：f0.81mm/ro根据资料，切削速度v0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸切削速度，故：v0.49.53.8m/min,10003.8ns2060.6r/min,根据机床使用说明书选取：nw97r/min基本工时:t970.81450.57min970.814、钻、

17、扩小10孔先钻小8大的底孔确定进给量f:根据查表得，f0.220.26mm/r,查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r。查表，v17m/min,计算机床主轴转速：1000vnsdw1000178676.7r/min按机床选取nw680r/min,所以实际切削速度为:dwnw10008680100017.08m/min计算切削基本工时:-11-哈尔滨理工大学课程设计说明书tm0.085min6800.22扩孔至小10确定扩孔进给量f:根据查表得，f0.220.26mm/r,查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r。根据资料，切削速度v0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔

18、时的切削速度，故：v0.4176.8m/min,ns10006.8216.6r/min,根据机床使用说明书选取：10nw272r/min。计算工时：tm120.2minnf2720.225、钻扩M10X1.5螺纹底孔机床：Z525立式钻床底孔已经确定为小8.44钻孔直彳为小8,再扩孔至小8.44钻小8的孔确定进给量f:根据查表得，f0.220.26mm/r,查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r。查表，v17m/min,计算机床主轴转速：1000vnsdw1000178676.7r/min按机床选取nw680r/min,所以实际切削速度为:-12-dwnwv1000哈尔滨理工大学课程

19、设计说明书868017.08m/min1000计算切削基本工时:10tm-nf6800.220.066min扩孔小8.44确定扩孔进给量f:根据查表得，f0.220.26mm/r,查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r0根据资料，切削速度v0.4v钻，其中V钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：v0.4176.8m/min,nsnw10006.88.44272r/min256.6r/min,根据机床使用说明书选取：计算工时:tm100.166min2720.22nw5、攻螺纹M10机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M10P=1.5mm切削用量选为:97r/min,lv0.1m/s

20、6m/min,机床主轴转速为:10mm,计算切削基本工时:101970.1min-13-哈尔滨理工大学课程设计说明书三夹具设计第一节夹具的概述及专用夹具的设计一、机床夹具是在机床上加工时用来装夹工件的工艺设备。其作用是使工件相对机床和刀具有一个正确的位置,并在加工中保持这个位置不变。二、机床夹具的用途1、 保证被加工表面的位置精度。由于使用夹具解禁工件可以准确的确定工件与机床、刀具间的相对位置,因而能稳定地获得较高的位置精度2、 减少辅助时间，提高劳动生产率。三、机床夹具的组成1、 定位元件它与工件的定位基准相接触是确定工件在夹具中正确位置的一类主要元件。2、 夹紧装置它的作用是将定位后的工件

21、压紧夹牢保证工件已确定的位置在受到切削力、惯性力等作用时不产生位移和变形。3、 夹具体它是将定位元件、夹紧装置等联接成一体的夹具主体。4、 确定夹具与刀具之间相对位置的元件用于确定刀具位置并引导刀具的加工的元件。5、 确定夹具与机床之间的相对位置的元件以上的组成部分不是都必须具备的，但是定位元件、夹紧-14-哈尔滨理工大学课程设计说明书装置、和夹具体则是夹具最基本的组成部分四、专用夹具的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。设计的工序是加工M8X1.5螺纹孔的夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。第二节确定夹具的方案设计夹具时必须根据工件的加工要求和确定的定位基准来

22、选择方法。设计定位元件并分析定位精度。一、定位分析及选择定位主要根据工件在加工时所需要限制工件在空间直角坐标系中的各个自由度来选择定位方法。根据该零件加工的工序和基准来分析，采用一面两孔来定位。二、定位元件的选择1、 上面分析出定位方法，采取一面两孔定位来选取元件。(1)平面定位选择小40的下端面定位。同时采取小10H7孔的下端面辅助支撑。(2)孔定位420H8孔选取圆柱销进行定位，小10H7孔选取20菱形销定位。0.015孔1=（|）10H7100-15-哈尔滨理工大学课程设计说明书0.033孔2=（J）20H8200孔的中心距=750.01则夹具的两定位销的中心距尺寸=750.0102、

23、确定圆柱定位销的尺寸和偏差圆柱销的长度确定为20mm为了减小工件移动时基准位移误差（Aj,y）并考虑到定位销制造时可能达到的经济精度，取配合为f70查公差表得：小20f7=小20黑33、 确定菱形销的尺寸和偏差菱形销的长度确定为15mm查表选择菱形销的宽度b1=4mmB=d-2=10-2=8mm2ab12（0.010.02）4.由X1min=0.024mmD110所以菱形销的最大直径d=D1-X1min=10-0.024=9.976mm按定位销一般制造经济精度，取直径公差带为h6,则菱形销的定位圆柱部分定位直径尺寸为：d=9.976h6=小100.024mm0.0334、 计算定位误差移动时基

24、准位移误差Aj,y=Ad2+AD2+X1min=0.013+0.033+0.02=0.066mm-16-哈尔滨理工大学课程设计说明书.八d什D什X1min+d2+D2+X2mintan0=2L=0.0090.0150.0240.0130.0330.02275=0.00076A9=0.043第三节工件的夹紧为了保证工件在夹具中定位后不会因为在加工中的切削力、惯性力及离心力等作用下而发生变动，必须采用夹紧装置将其夹紧。1、设计夹紧装置时应满足以下就基本要求(1)保证加工精度，不破坏工件的定位或产生不允许的变形(2)保证生产率，力求火紧迅速(3)结构简单、紧凑、制造维修方便，尽量使用标准件。(4)操

25、作方便、省力、安全。2、计算切削力刀具:高速钢麻花钻d0=8FfCFd0ZFfyFkF其中：Cf883.85,Zf1,Yf0.7,d04,f0.22,kF=(HB)190；0.6/200、=(有)0.6=1.03F=883.5810.220.71.03=1190N-17-哈尔滨理工大学课程设计说明书一火紧力三要素的确定1火紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和稳定性，即火紧力应朝主要定位基准，把工件压向定位元件的定位面上。此零件的切削力的方向如图4所示：图42 、夹紧力的作用点(1) 夹紧点应正对支撑元件或位于支撑元件所形成的支撑面内。(2) 夹紧点应位于工件刚性较好的部位并有一定的作用面积。(

26、3) 夹紧点应尽量靠近加工表面，以减少切削力对夹紧点的力矩防止工件的转动和振动。此零件的夹紧点的作用图如图3所示。3 、夹紧力的大小在用计算法求火紧力时，通常将夹具和工件看作为刚体系统，并视工件在切削力、夹紧力、重力和惯性力作用下，处于-18-哈尔滨理工大学课程设计说明书静力平衡，然后列平衡方程式求出理论夹紧力，再乘以安全系数K,作为实际夹紧力。三、夹紧装置此零件采取螺旋夹紧装置夹紧工件螺旋夹紧装置应用最为广泛，它的优点是结构简单、制造方便、火紧力大、自锁性好、工作可靠而且行程不受限制，缺点是夹紧动作缓慢。1、 夹紧力的计算此零件在加工时，采用定位销定位，承受了很大的切削力。所以工件不需要很大

27、的夹紧力，只需要将工件夹紧即可。所以不需要计算夹紧力。2、 螺旋夹紧机构为了提高生产效率，在选取垫圈时选用开孔垫圈。只要松开夹紧螺母，即可实现工件的快换。第四节导向装置的确定导向装置主要是在加工孔时借助于钻套确定刀具位置和引导刀具进给方向。被加工孔的尺寸精度主要由刀具的本身精度来保证。孔的坐标位置精度，则由钻套在夹具上的位置精度来确定。并能防止刀具在切入后引偏。这就是导向装置的作用。此零件的导向装置是可换钻模和快换钻套。n6可换钻套装在衬套中，而衬套则是压配在钻模板中，可换钻套由螺钉固定住，防止转动。可换钻套与衬套采用且配合，衬套-19-哈尔滨理工大学课程设计说明书与模板采用业配合。增加衬套的

28、目的是避免模板的磨损克服固n6定钻模后不易更换的缺点。确定钻模板孔、衬套外径、钻套的尺寸。根据所钻的孔径来分析，确定以上三个尺寸及公。钻套外径小15n6=小15黑8,衬套外径小20n6=。200器,钻模孔小20H7飞200.0210第五节定位误差的分析一、计算钻套中心线与工作台的垂直度误差钻套外径小15n6=小150.008与衬套内经小20n6=小200：患的最大间隙为。A1max=ES-ei查公差表得：EI=16IT=18WJES=EI+IT=16+18=34=0.034mmei=12=0.012mmA1max=ES-ei=0.034-0.012=0.022mm衬套外径20n6与钻模板孔中小

29、20H7的最大间隙为。A2max=ES-ei查公差表得：EI=0IT=21WJES=EI+IT=0+21=21=0.021mmei=15=0.015mmA2max=ES-ei=0.021-0.015=0.006mm则钻套的中心工作台平面的垂直度误差为。A1max+A2max=0.022+0.006=0.028二、计算定位销轴与工作台平行度误差-20-哈尔滨理工大学课程设计说明书圆柱销轴与夹具体孔的最大间隙定位销尺寸小16黑3夹具体孔尺寸小160.033Amax=ES-ei=0.033-(-0.033)=0.066夹具体孔的长度为18mm则圆柱定位销轴与工作台的最大平行度误差为0.066/18即

30、0.0036第六节确定钻套的尺寸与公差带加工螺纹孔M10X1.5要分为几步进行加工。分为钻孔、扩孔、螺纹加工。所以一下确定各个加工孔所用的钻套的尺寸与公差带。螺纹底孔的确定：d0=d-(1.041.06)P=10-(1.041.06)X1.5=8.44螺纹底孔直径为8.44，所以先用小8的麻花钻钻孔，再选用小8.44的扩孔钻扩孔，再用M10的丝锥攻螺纹。所以一下确定各个加工孔所用的钻套的尺寸与公差带。1、 钻孔钻套的尺寸与公差带的确定小8的钻头上偏差为0,故选用钻套孔径为小8F7即680.0342、 扩孔钻套的尺寸与公差带的确定8.44的扩孔钻的上偏差为0,故选用钻套孔径为小8.44F7-21-哈尔滨理工大学课程设计说明书即小8.440黑丝锥的钻套的尺寸与公差带的确定小10的丝锥的上偏差为0,故选用丝锥钻套的孔径为小10G7即小100.005第七节内六角螺钉的抗拉强度校核在钻孔时，定模板受力不大。所以螺钉只受到模板的重力。其他可以忽略不计。抗拉强度的计算：mmax上=6AF=GG=mg已知：m=6.48kg6=598MPaG=mg=6.48<9.8=63.5KN贝UF=G=63.5KNmmax=F<663.5103N=505.5MPa<6(0.0140.01)24所以螺钉的