扁叉制造工艺设计及夹具设计

1、-. z* 大 学毕 业 论 文设计论文题目扁叉制造工艺与夹具设计姓 名 _*_* _*_院 系 _*_专 业 *指导教师 *职 称 *中国二零一五 年 五 月毕 业 论 文 成 绩 评 定 表1评语：毕业论文设计辩论委员会于 年 月 日审查了该生毕业论文设计，并参考指导教师和评阅人的意见，认为：2成绩为：3其他建议：毕业论文设计辩论领导小组组长签字 年 月 日目录 1 引言41.1课程意义41.2 主要工作4 2 零件分析62.1 零件的作用62.2零件的构造要求62.3零件的工艺分析63确定毛坯的尺寸公差及加工余量73.1 确定毛培73.2 确定毛坯件的尺寸公差、机械加工余量93.3 绘制

2、扁叉毛坯简图114 工艺规程设计114.1 定位基准的选择114.2 拟订工艺路线125切削用量的计算和根本时间确实定135.1 工序1切削用量和工时确实定135.2工序2切削用量和工时确实定145.3工序3切削用量和工时确实定165.4 工序4切削用量和工时确实定176 专用夹具设计186.1 铣凸台铣床夹具186.2铣圆柱四侧面夹具216.3钻10孔夹具 25结论27致 27参考文献28 扁叉制造工艺与夹具设计 * 指导教师：*大学工学院 11级机械设计制造及其自动化 230036下载须知：本文档是独立自主完成的毕业设计，只可用于学习交流，不可用于商业活动。另外：有需要电子档的同学可以加我

3、2353118036，我保存着毕设的全套资料，旨在互相帮助，共同进步，建立社会主义和谐社会。摘要：在这样一个快速开展的社会中，人们对生产加工的效率问题愈加重视，对零部件的加工精度，要求也愈来愈高，但保持加工效率高的同时，也需要保证加工的精度，因而在加工过程之中，对相关夹具的要求也愈来愈高。在生产的过程里，夹具体有这些作用：保证稳定可靠的完成各项加工精度要求；缩短加工所需的工时，提高劳动的生产效率；降低所需要的生产本钱；减轻操作所需的劳动强度；可尽量以较低的技术等级进展加工；扩大机床的工艺围等。所以在设计夹具过程中，我们应该尽可能的优化夹具体构造，并且对于夹具的定位和夹紧要进展严格的要求，不能出

4、现过定位和欠定位等情况，夹紧时加紧力的大小也应该进展严格要求。因此根据这些要求，来设计调速杠杆的夹具时要定位合理，加紧力合理且构造尽可能优化。关键词：定位 夹紧 时间 构造1 引言1.1 课题意义机械制造业就是制造有一定形状位置和尺寸的零件产品。机械制造业所生产的产品不仅可以供人们使用，而且可以为其他产业提供所需的零件装备。制造业的开展同时也是国民经济开展水平的一个表达，是一个国家或地区的重要经济支柱。而在制造业中所必须的工具就是弓箭的夹具，夹具是现代工件加工过程中必不可少的一局部，随着制造业的开展夹具的作用也越来越重要，应用也越来越广泛。也正应为夹具的重要性，使得生产上对零件夹具的定位、夹紧

5、及整体构造越来越重视。1.2 主要工作 本篇论文的主要工作涉及到构造设计的问题，其主要是根据零件图对扁叉的加工工艺过程进展严格规划，制定工艺过程卡和相应的工序卡片。然后根据零件的形状和大小，对其进展分析选择合理的定位方案，不能存在欠定位和过定位定位方案确定以后选择合理的夹紧方案，然后再根据设计方案画出夹具体进展三维建模。图1扁叉零件图 图2零件的三维构造草图 图3零件的三维模型图2 零件分析2.1零件的作用此题所给出的零件扁叉，是有精度较高要求的孔的叉架零件，经常用于穿销方面，用途很广泛。2.2零件的构造要求扁叉构造不但要需要到达设计要求，而且还要有良好的加工工艺性，要便于机械加工，保证加工质

6、量的同时，也要使劳动量到达最小。设计和工艺是密切相关的又是相辅相成的，所以设计者同时也要考虑加工工艺的问题。扁叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比拟小，构造形状复杂程度一般，但其加工两同轴孔的精度要求较高，此外还有上端面以及两侧面要求加工精度很高，对圆柱的四个端面也要一定的精度要求。该零件的两小孔有同轴度要求，且上端面的两侧面相对空轴线有对称度要求，上端面两侧面对两孔轴线也各自有平行度要求。因此，该零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各外表的外表质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此对他们的加工是非常关键的。2.3零件的工艺分析 扁叉材料为HT15-32，

7、零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件构造比拟简单，生产类型属于大批量。该零件在加工过程中需要注意一些部位的加工精度，在图2零件图中可以看出加工精度要求比拟高的部位，如：孔10H7壁要求粗糙度为Ra1.6，凸台两侧面及两边沿要求粗糙度为Ra3.2；其中钻孔10H7时要求以F面为基准同轴度0.01，以两孔轴线为基准，铣凸块还要求两侧面有较高的对称度和平行度。因此在选择做夹具时，应该多注意这些精度要求比拟高的部位。其余外表加工精度都较低，不需要机床高精度的加工，通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以到达加工要求；而主要工作外表虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地

8、加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。3确定毛坯的尺寸、公差及加工余量3.1 选择毛坯 扁叉的零件材料为灰铸铁HT15-32,考虑零件在实际构造中运行过程中所受冲击不大，零件的构造形状相对而言比拟简单，且生产类型属大批量生产，以及零件图的外表粗糙度值，因此考虑各种因素，查下表1可知应选择金属型浇注铸件毛坯。查?机械制造技术根底课程设计指导教程?的表2选用铸件尺寸公差等级为CT-8。表1 常用毛胚工艺制造2大批量生产的毛坯铸件的公差等级3.2 确定毛坯件的尺寸公差、机械加工余量1、求最大轮廓尺寸根据扁叉零件图可以计算出轮廓尺寸，长度为149mm，宽为24mm，高为42mm，故最大轮廓尺寸为14

9、9mm。2、选取公差等级CT查表1铸造方法按金属型浇注铸件铸造，铸件材料为灰铸铁，由表2可以得出零件的公差等级CT围8-10级，取8级。3、求铸件尺寸公差由书?机械制造技术根底课程设计指导教程?中的表3可以查出铸件的尺寸公差，零件的公差等级为CT-8。表3铸件尺寸公差4、机械加工余量根据表1可知，选择金属型浇注铸件铸造时零件的机械加工余量等级为F级。因此由表4可以得出零件加工的机械加工余量RMA。表4铸件的机械加工余量5、铸件毛坯的根本尺寸参考?机械制造技术根底课程设计?以下称指导书查表2-11，?公差与机械加工余量?GB/T6414-1999查表2-11,轮廓尺寸尺寸不超过160mm，得加工

10、余量5-7mm，故取6mm。由上可算得：R=F+2RMAR铸件毛胚的根本尺寸F最终机械加工后的尺寸凸台上外表：R=F+RMA=42+3mm=45mm；圆柱四侧面：R=F+2RMA=22+23mm=28mm；其余局部通过铸造确定，零件图纸中10的孔，通过后期加工成形。3.3 绘制扁叉毛坯简图由上面的结果，可以得到图3零件的毛坯图。图4零件毛胚图4 工艺规程设计 4.1 定位基准的选择基面选择在工艺规程中至关重要，选择正确与合理的基面可以使加工质量得到保证,生产率得以提高；否则,可能在工艺过程中出现各种问题，导致生产无法进展。粗基准的选择：对于零件而言,尽可能选择不加工外表为粗基准.而对有假设干个

11、不加工外表的工件,则应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准.根据这个基准选择原则,进展粗基面的选择。以上端面作为粗基准，粗铣两侧面和上端面；以圆柱端面互为粗基准，粗铣四个端面。精基面的选择：以精铣过后的上端面为精基准，精铣两侧面；同样，也是以该已加工外表为基准钻出两同轴的10H7孔；加工前后四个圆柱端面时，先以凸块外表为基准，在铣床上利用组合铣刀一次性铣出端面。4.2 拟订工艺路线工艺路线的拟订，包括加工方法确实定，加工阶段，加工顺序，以及安排热处理、检验及其他辅助工序。拟订工艺路线是制订工艺规程极为重要的一步，必须在充分研究的根底上，提出工艺方案，在分析比拟后，确定最终经济合

12、理的方案。1、 加工方法确实定根据零件各部位的外表粗糙度和参考文献?机械制造工艺学?的表3-5、表3-6可知各工序的加工方法如下：凸台上端面：粗铣精铣；凸台两侧面：粗铣精铣；圆柱四侧面：粗铣精铣；10H7孔：钻粗铰精铰。2、工序顺序的安排 、工艺路线方案一1、粗铣凸块两侧面A1、A2/和凸块上端面B面2、精铣B面3、精铣A1、A2面4)、粗铣C圆柱两端面C1、C25、粗铣D圆柱两端面D1、D26、精铣C圆柱两端面C1、C27、精铣D圆柱两端面D1、D28、钻孔109、粗铰10,铰孔精度为0.07mm10、精铰10，铰孔精度为0mm11、检查入库 、工艺路线方案二1、粗刨面A1、A2和C 面2、

13、半精铣C面3、半精铣A1、A24、精铣C面5、精铣A1、A26、粗铣C圆柱两端面C1、C27、粗铣D圆柱两端面D1、D28、半精铣C圆柱两端面C1、C29、半精铣D圆柱两端面D1、D10、精铣C圆柱两端面C1、C211、精铣D圆柱两端面D1、D12、精铣圆柱端面13、钻孔14、粗铰15、精铰16、检查入库通过比拟得，第一种方案加工时间较短，加工精度适宜，本钱较合理；第二种方案加工时间，加工精度很高，但本钱较高。因此，采用第一种方案加工。5切削用量的计算和根本时间确实定5.1工序1切削用量和工时确实定工序1：粗铣A1、A2、B面本工序是粗铣上端面B和两侧面A1、A2，加工材料为HT15-32，b

14、=195Mpa,铸件无外皮，机床为*6142型卧式铣床，所选刀具为整体铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数z=20。1确定每齿进给量。根据?机械制造根底课程设计?表5-4知*6142型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-27知工艺系统刚性中等、镶齿铣刀加工铸铁时，每齿进给量 =0.30.5mm/z。由于本工序背吃刀量=12mm和上端面B切削宽度为12mm和两侧面A1、A2的切削宽度为10.7mm，故粗铣三个面都选择每齿进给量=0.4mm/z。2选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据?机械制造工艺学课程设计指导书?，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2m

15、m,查?机械制造根底课程设计?表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=120min。3确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由?机械制造根底课程设计?表5-72续查得，整体铣刀切削铸铁的切削速度为V=29.7m/min，则所需铣床主轴转速围是：n=1000V/d=47.3r/min。选取 n=45r/min，则实际铣削速度为=dn/1000=28.26m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量f=z=0.420=8mm工作台每分钟进给量为=zn=0.42045=360mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=300mm/min，则实际每齿进给量为=Vf/zn=300/(2045

16、)=0.333mm/z4校验机床功率。由5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，应选*6142适宜。最后确定的切削用量为：=12mm=10.7=4.3mm= =1.3 荒铣的背吃刀量 = = =1.0mm 粗铣的背吃刀量=0.333mm/zf=300m/min=29m/min2.根本时间tm tm=Lw+L1+L2/ LW 工件铣削局部长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5 d +13L2切出行程长度 L2=35mmn=46r/min，Lw=142mm。由计算得L1+L2=8mm。所以，根本时间为：=142+8300=0.5mim =0.5min=+ =1min5.

17、2工序2切削用量和工时确实定工序2：精铣B面本工序是精铣端面，加工材料为HT15-32，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为*5042型立式铣床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数Z=20。粗铣时，为了提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完；精铣时一般为0.1-1mm或更小。1确定每齿进给量。根据?机械制造根底课程设计?表5-4知*5042型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-72知工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.3-0.5mm/z。由于本工序背吃刀量=0.7和切削宽度为12mm，应选择每齿进给量=0.

18、3mm/z。 2选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据?机械制造工艺学课程设计指导书?，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查?机械制造根底课程设计?表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=120min，。3确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由?机械制造根底课程设计?表5-72续查得，高速钢切削铸铁的切削速度为V=33.8m/min，则所需铣床主轴转速围是：n=1000V/d=33.79r/min。选取 n=34r/min，则实际铣削速度为=dn/1000=21.35m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f=z=0.320=6mm工作台每分钟进给量为

19、=fn=n=0.32034=204mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=180mm/min，则实际每齿进给量为=Vf/zn=180/(2034)=0. 265mm/z4校验机床功率。由?机械制造工艺学课程设计指导书?查表5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，应选*6142适宜。最后确定的切削用量为：=6mm=0.7mm=0.265mm/zf=180m/min=22m/min2.根本时间tm tm=Lw+L1+L2/ LW 工件铣削局部长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5 d +13L2切出行程长度 L2=35mmn=34r/min，Lw=14

20、2mm。由计算得L1+L2=6mm。所以，根本时间为：tm=142+8/180=0.833mim5.3工序3切削用量和工时确实定工序3：精铣A1、A2面 本工序是精铣侧面，加工材料为HT200，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为*6142型卧式铣床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数Z=20。粗铣时，为了提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。1确定每齿进给量。根据?机械制造根底课程设计?表5-4知*6142型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-27知工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.30.5mm/z。

21、由于本工序背吃刀量=01mm和切削宽度为7.4mm，应选择每齿进给量=0.3mm/z。2选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据?机械制造工艺学课程设计指导书?，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查?机械制造根底课程设计?表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=240min。3确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由?机械制造根底课程设计?表5-72续查得，高速钢切削铸铁的切削速度为V=20m/min，则所需铣床主轴转速围是：n=1000V/d=31.85r/min。选取 n=35r/min，则实际铣削速度为=dn/1000=21.98m/min铣刀每转工作台移动

22、速度，即每转进给量 f=z=0.320=6mm工作台每分钟进给量为=z n=0.32035=210mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=150mm/min，则实际每齿进给量为=f/zn=150/(2035)=0.214mm/z4校验机床功率。由?机械制造工艺学课程设计指导书?查表5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，应选*6142适宜。最后确定的切削用量为：=0.7mm=6mm=0.214mm/zf=150m/min=22m/min2.根本时间tm tm=Lw+L1+L2/ LW 工件铣削局部长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5 d +13L

23、2切出行程长度 L2=35mmn=35r/min，Lw=142mm。由计算得L1+L2=8mm。所以，根本时间为： tm=142+8/150=1mim故，A1，A2两面的根本时间为：t=2tm=2min5.4工序4切削用量和工时确实定工序4：粗铣圆柱C的两个端面C1、C2 本工序是粗铣圆柱C 的C1、C2两个端面，加工材料为HT200，=195Mpa，铸件无外皮，机床为*Q6125型卧式铣床。圆柱C 的C1、C2两个端面尺寸一样，先铣C1面，再C2铣面。1、刀具的选择铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意选择。根据?切削用量简明手册?表3.1，铣削宽度5mm时，

24、直径d0=80mm，ap70mm。但是根据零件的构造条件和装夹工艺，选择d0=160mm。由于采用的刀具为高速钢镶齿圆柱铣刀，故齿数Z=10。2、选择切削用量 1决定切削用量由于加工余量不大，故可在一次走刀完成，则=h=2mm2确定每齿进给量。根据?机械制造技术根底课程设计?表5-4知*Q6125型卧式铣床的主电动机功率为2.22KW。查?切削用量简明手册?表3.3知工艺系统刚性中等、高速钢镶齿圆柱铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.120.2mm/z。现选择每齿进给量=0.15mm/z。3选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据?切削用量简明手册?表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，根据表3

25、.8查得，镶齿铣刀d0=160mm，刀具寿命T=180min。4确定切削速度和工作台每分钟进给量fZ。由?切削用量简明手册?表3.11查得：当d0=160mm，Z=10，=4070mm，=2.8mm，=0.15mm/z时，Vt =30m/min，nt=60r/min，Vft=57mm/min。各修正系数为： =1.0，。故 =301.01.0m/min=30m/min=601.01.0r/min=60r/min=571.01.0mm/min=57mm/min根据铣床*Q6125型的说明书，选择nc=60r/min, Vfc=95mm/min。因此实际切削速度和每齿进给量为：m/min=30m/

26、min=mm/min=0.158mm/z5检验机床功率 根据?切削用量简明手册?表3.20查得切削功率的修正系数0.8 kW，故实际切削功率为根据*Q6125型铣床说明书，机床允许的主轴功率为2.220.75 kW=1.665 kW故，因此所决定的切削用量可以采用，即ae=2mm，n=60r/min, Vf=95mm/min，=30m/min，=0.15mm/z。3、计算根本工时式中，L=l+y+，l=24mm，根据?切削用量简明手册?表3.25查得，y+=21mm，则L=l+y+=24+21mm=45mm，故因为粗铣C圆柱C1、C2两端面的工步一样，所以两个工步所用的时间一样，即粗铣圆柱C

27、的C1、C2两个端面所需要的根本工时为：n6 专用夹具设计6.1铣凸台铣床夹具1、定位基准的选择选择凸台的上端面为该夹具的定位基准。2、定位方式本铣床夹具是为了铣凸台上外表及两侧面的，由V型块和压板固定圆柱自由度，再之后通过挡板及压板夹紧。3、夹紧装置在夹具体上用V型块来固定工件，让工件夹紧需要压动压板，并且还要旋紧螺母，为螺旋压板夹紧机构和单螺旋夹紧机构。4夹具与机床连接元件对于铣床加工时，选用定位键作为定位元件。图5铣凸台专用夹具装配图图6铣凸台专用夹具体图图7铣凸台专用夹具装配三维模型图8铣凸台专用夹具体三维模型6.2铣圆柱四侧面铣床夹具1 定位方式本夹具主要用来铣圆柱两端4侧面，因此选

28、择支撑板和夹紧钳，支撑螺钉来完成完全定位。2 夹紧装置采用夹紧钳与支撑板以及支撑螺钉夹紧，为铰链夹紧机构和单螺旋夹紧机构。3 夹具与机床连接元件在铣床加工零件时，选用定位键作为连接元件。图9铣四侧面专用夹具装配图图10铣四侧面专用夹具体图图11铣四侧面专用夹具装配三维模型图12铣四侧面专用夹具体正面三维模型图13铣四侧面专用夹具体底面三维模型图14铣四侧面夹具体定位键图15铣四侧面专用夹具体定位键三维模型6.3钻10孔钻床夹具1 定位方案本夹具主要是用来钻铰10孔的，以精铣的上端面为定位基准。定位方案采用挡板、压紧螺钉和V形块的组合。2 夹紧装置在夹具体上用V型块和挡板来固定工件，工件夹紧需要

29、旋紧螺钉，单螺旋夹紧机构。3 夹具与机床连接元件用钻套就可以充当定位连接元件。并且在设计夹具时要设计座耳，方便固定夹具体，以防止夹具的不稳固，导致损坏加工工件。图16钻10孔专用夹具装配图图17钻10孔专用夹具体图图18钻10孔专用夹具装配三维模型图19钻10孔专用夹具体三维模型结论本篇论文主要是针对扁叉进展加工工艺分析，然后确定选用什么样的夹具来生产该零件。用简单的图表表达出了扁叉的加工工艺，简单介绍了它一步步加工方法。对毛坯余量进展确定，接着拟定出加工工艺路线。加工工艺路线的拟定首先要对零件进展粗、精基准选择很重要，这关系到后面的夹具设计，然后对加工顺序进展安排，另外还要对其公差和工序尺寸

30、进展确定，以及加工余量和时间定额确实定。经过几十个工步将毛坯图加工成符合要求的零件。用简单的二维及三维模型图表示了扁叉加工过程中所采用的定位夹紧方式，以及零件在加工过程中所处的位置。致本文的完成是在方梁菲教师的悉心指导下进展的，从毕业论文的选题到所选课题的研究和论证，再到本毕业论文的编写与修改，每一步都蕴含了方梁菲教师的细心指导与认真、详细、准确的解析。在朴实无华、宽以待人的方梁菲教师的谆谆教导下，我在各个方面都受到教师的影响与感染进而有所进步与提高。在整个毕业论文的撰写过程中，教师严谨、负责的态度以及以学生为本的教学理念都深深的感动了我，这些珍贵的精神财富都将使我终生受益！这次毕业论文的完成

31、不仅提高了我独立思考的和解决问题的能力，更加让我懂得了严谨认真、一丝不苟的做事态度。这些都为我将来的学习与工作奠定了良好的根底，同时也为我日后的学习指明了努力的方向。由于时间有限、本人经历匮乏等问题，论文难免会有许多欠缺考虑的地方，希望各位教师批评指正。参 考 文 献1 邹青，呼咏.机械制造技术根底课程设计指导教程.第2版.：机械工业，2021 2 成龙.机械制造工艺学与机床夹具设计.：农业大学工学院机电系，2021 3 工业大学理论力学教研室.理论力学.第七版.：高等教育，2021 4 鸿文.材料力学.第五版.：高等教育，2021 5 中国工程建立标准化协会组织.钢构造设计规.： 6 长骙.

32、金属构造.：机械工业 7 理工大学工程图学教研室.机械制图.：高等教育，20078 辛安.机械制造装配设计.：机械工业，2004 Titleflat fork manufacturing technology and fi*ture design Abstract: In such a rapid development of society, people on the efficiency of the production and processing of even more emphasis on the ponents of the processing accuracy requirements are higher and higher, but mainta