机械制造技术课程设计-拨叉[831003]加工工艺及铣18槽夹具设计.docx

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1、机械制造技术课程设计拨叉加工工艺及铳槽夹具设计别观省口手麻称教 导 系班姓学指职目录第一章前言1第二章零件的机械加工工艺规程设计22.1 零件结构工艺性分析22.2 定位基准的选择22.3 确定毛坯尺寸及机械加工总余量32.4 工艺路线拟定及论证42.5 制定机械加工工艺规程73铳槽专用夹具设计243.1 定位基准的选择243.2 定位误差分析243.3 夹具设计方案确定243.4 切削力及夹紧分析计算253.5 误差分析与计算263.6 夹具设计及操作的简要说明27总结27致谢28参考文献28第一章前言夹具作为制造企业中重要的基础工艺设备,广泛应用于加工，检测和装配等制造过程中。作为生产准备

2、的重要组成部分，夹具设计的效率直接影响到制造的生产准备时间和产品成本。一般来说，夹具设计过程中不仅需要大量的有关零件的设计，工艺和加工数据，同时还需要设计人员具有丰富的领域知识和设计经验。第二章零件的机械加工工艺规程设计2.1 零件结构工艺性分析本设计所设计的零件是尺寸80mm左端面为通过去除材料的方式得到6.3Um；尺寸80mm右端面为通过去除材料的方式得到6.3m；尺寸18mm的槽为通过去除材料的方式得到3.2m；尺寸72mm上端面为通过去除材料的方式得到3.2m;拉花键为通过去除材料的方式得到6.3Um；其余表面或孔均为直接铸出的表面精度。2.2 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的

3、重要工作之一。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。L粗基准的选择粗基准选择应满足以下要求：（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

4、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。（6）基准的选择是设计过程规划的重要工作之一，生产部件非常重要。根据零件图所示，故应选未加工尺寸80的右端面为粗基准。2.精基准的选择精细基准的选择应符合以下原则：（1）为了确保每个添加工件表面零件可以分配足够的剩余容量，请选择粗基准的最小加工量。（2）为了保证零件加工表面而不是加工表

5、面的相对位置要求，应选择加工表面粗糙的基准。当几个加工表面零件时，选择对具有加工表面的位置的高要求，无粗糙基准的工作表面。（3）为了确保重要表面加工余量的均匀零件，选择粗基准的重要表面。零件表面的一些重要工作，精度高，为了满足加工精度的要求，当粗加工应尽可能使其加工余量均匀。（4）为了使位置稳定，可靠，选择坯料的尺寸和位置比可靠，光滑和干净的表面粗糙的基准。由于表面应该是自由锻造毛坯的粗基准和铸造浇冒口，分型表面缺陷如毛刺和夹具夹具，仍然应使夹具结构简单，操作方便。（5）原始基准应尽量避免重复使用，特别是在相同尺寸的方向只允许一次夹紧。由于粗基准是粗糙的，粗糙的表面，所以形状误差大，如果第二次

6、夹紧使用相同的粗糙基准，在两个夹紧面上工作可产生较大的相互位置误差。（6）考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以尺寸80的左端面为主要的定位精基准。1.1.1 选择毛坯种类，绘制毛坯图1）选择毛坯种类机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。（1）材料的工艺性能材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不

7、能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯,而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。（2）毛坯的尺寸、形状和精度要求毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造,而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯,不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。（3）零件的生产纲领选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精

8、度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。根据上述内容的几个方面来分析本零件，零件材料为HT200,首先分析HT200材料的性能，HT200是一种脆性较高，硬度较低的材料，因此其铸造性能好，切削加工性能优越,故本零件毛坯可选择铸造的方法；其次，观察零件图知，本设计零件尺寸并不大，而且其形状也不复杂，属于简单零件，除了几个需要加工的表面以外，零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法获得，若要使其他不进行加工的表面达到较为理想的表面精度，可选择砂型铸造方法；再者，前面已经确定零件的生产类型为单件生产，可选择砂型铸造机器

9、造型的铸造方法，单件生产可以分散单件的铸造费用。因此，综上所述，本零件的毛坯种类以砂型铸造的方法获得。2.3 确定毛坯尺寸及机械加工总余量根据零件图计算零件的轮廓尺寸为长40mm,宽80mm,高75mm。查阅机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-1,方法为砂型铸造，零件材料为HT200,查得取铸件公差等级为CT9。再根据毛坯铸件基本尺寸查阅机械制造技术基础课程设计指导教程3表2.3,按前面已经确定的铸件公差等级CT9差得相应的铸件尺寸公差。查阅机械制造技术基础课程设计指导教程表2-5,方法为砂型铸造,材料为HT200,查得要求的机械加工余量等级确定为F,再根据铸件的最大轮廓尺寸查阅机械制造工

10、艺设计简明手册引表2.2-4要求的铸件机械加工余量。表2-1毛坏尺寸及机械加工总余量表工序内容基本尺寸铸件尺寸公差机械加工总余量铸件尺寸铳尺寸80mm左端面80mm2.22.5851.1铳尺寸80mm右端面80mm2.22.5851.1钻22的孔并倒角22mm1.720未铸件铳尺寸18mm的槽18mm1.72.820.80.85铳尺寸72mm上端面72mm2.22.877.61.1拉花键3mm1.5360.75钻攻2-8的螺纹8mm1.50未铸件钻5mm的孔5mm1.54.8未铸件2.4 工艺路线拟定及论证根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求，查机械制造工艺设计简明手册13表1.4-7,

11、表1.4-8,通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较，最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表：拟定以下两种工艺方案方案一表2-2各加工表面方案工序号工序内容尺寸精度等级表面粗糙度加工方案IV铳尺寸80mm左端面IT14Ra6.3粗铳左端面f半精铳左端面V铳尺寸80mm右端面IT14Ra6.3粗铳右端面一半精铳右端面VI钻22的孔并倒角IT14Ra6.3钻一扩一粗锐一精较VII铳尺寸18mm的槽IT14Ra3.2粗铳槽一半精铳槽一精铳槽VIII铳尺寸72mm上端面IT14Ra3.2粗铳上端面一半精铳上端面一精铳上端面IX拉花键IT14Ra6.3拉键槽X钻攻28的螺纹IT14Ral2.5钻攻

12、螺蚊XI钻5mm的孔IT14Ral2.5钻一精较方案二表2-3各加工表面方案工序号工序内容尺寸精度等级表面粗糙度加工方案IV钻22的孔并倒角IT14Ra6.3钻一扩一粗锐一精较V拉花键IT14Ra6.3拉键槽VI铳尺寸72mm上端面IT14Ra3.2粗铳上端面f半精铳上端面一精铳上端面VII钻攻28的螺纹IT14Ral2.5钻攻螺蚊VIII钻5mm的孔IT14Ra12.5钻一精较IX铳尺寸80mm左端面IT14Ra6.3粗铳左端面f半精铳左端面X铳尺寸18mm的槽IT14Ra3.2粗铳槽f半精铳槽f精铳槽XI铳尺寸80mm右端面IT14Ra6.3粗铳右端面f半精铳右端面先看方案一把粗、精加工都

13、安排在一个工序中，以便装夹、安装工件。再看方案二粗、精加工分在两个不同的工序中，不利于工件的安装，而且在设计专用夹具时也可以增加工件的安装次数和工时，增加了成本。综合考虑经济效果，生产成本选择方案一2.4.1 加工设备及工艺装备选择机床及工艺装备的选择是制定工艺规程的一项重要工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。(1)机床的选择原则机床的加工尺寸范围应与零件的外廓尺寸相适应；机床的精度应与工序要求的精度相适应；机床的功率应与工序要求的功率相适应；机床的生产率应与工件的生产类型相适应；还应与现有的设备条件相适应。(2)夹具的选择本零件的生产类型为单件生产，为提高

14、生产效率，所用的夹具应为专用夹具。(3)刀具的选择刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生产率及经济性等。在选择时应尽可能采用标准刀具，必要时可采用符合刀具和其他专用刀具。(4)量具的选择量具主要根据生产类型和所检验的精度来选择。在单件小批量生产中应采用通用量具,在大批量生产中则采用各种量规和一些高生产率的专用量具。查机械制造工艺设计简明手册13所选择的加工工艺装备如下表所示：表2-4加工工艺装备选用工序号机床设备刀具量具工序IV铳卧式万能铳床-X61硬质合金端铳刀游标卡尺工序V铳卧式万能铳床-X61硬质合金端铳刀游标卡尺工序Vl钻立式钻床-Z525麻花钻、扩钻、较刀卡尺、塞规工序Vn铳卧式万能铳床-X61硬质合金端铳刀游标卡尺工序VIII铳卧式万能铳床-X61硬质合金端铳刀游标卡尺工序IX拉卧式内拉床-L16U0拉刀卡尺、塞规工序X钻立式钻床-Z525麻花钻、板牙螺纹量规工序XI钻立式钻床-Z525麻花钻、钱刀卡尺、塞规表2-5机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容加工余量mm工序IV1粗铳左端面铳尺寸80mm左端面1.52