机械制造技术课程设计-拨叉[831007]工艺及镗φ55孔夹具设计.docx

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1、说明书设计题目：拨叉机械加工工艺规程及镶55孔夹具设计本文是对CA6140车床拨叉831007零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计加工轴承孔夹具。关键t司：CA6140车床

2、拨叉831007,加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具摘要2第1章绪论41.1 课题研究的意义及现状41.2 课题主要研究内容41.3 研究方法和手段41.4 研究目标41.5 方案可行性分析5第2章工艺规程设计62.1 分析零件图62.2 确定生产类型72.3 确定毛坯72.4 基准的选择82.4.1 粗基准的选择82.4.2 精基准的选择82.5 加工主要工序安排82.6 选择加工设备与工艺设备102.7 确定工序尺寸102.8 切削用量124锋055孔夹具设计144.1 研究原始质料144.2 定位、夹紧方案的选择144.3 切削力及夹紧力的计算144.4 误差分析与计算164.5 定位销

3、选用164.6 夹具设计及操作的简要说明17总结18参考文献19致谢20第1章绪论1.1 课题研究的意义及现状当前，我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期，国外进口设备一统天下的局面已经结束，国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下：一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平，大规模靠引进技术发展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升，大型机械开发周期一般不超过一年。二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力，代表着世界领先水平，今后将对中国机械行业的生产格

4、局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产，并向多品种方向发展，凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力，其机械产品在销售市场上己经占据了主导地位。这些变化，极大增强了我国机械行业的实力，对中小企业的发展也有很大影响。三、一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。尚存问题有待解决。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时，一些潜在的问题也不容忽视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金不足。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对

5、基本研发的投入很少，采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛”问题，对产品出口产生不利影响。认清趋势促进发展。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖办法；可在市场接受的范围内，适当进行涨价，以促进生产发展。1.2 课题主要研究内容轴承座零件的分析包括：零件用途、安装使用

6、、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法，填写加工工艺过程。1、依据国家有关标准，JB/T2562-2007,对开式四螺柱正滑动轴承座型式与尺寸，JB/T2564-2007,滑动轴承座技术条件等，根据需要标注轴承座装配图的尺寸公差、形位公差等；2、根据轴承座的装配图，画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等；3、综合运用所学知识，参考有关资料，按大批生产，安排产品的加工工艺；设计加工轴承孔夹具。1.3 研究方法和手段（1）调研、消化原始资料；收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料，供设计时使用；消化零件

7、制件图，了解零件的用途，分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求；分析工艺资料，了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。（2）完成轴承座的零件图及装配图；（3）确定工艺方案，制定加工工艺文件；（4）设计加工轴承孔夹具；（5）完成零件图及多轴头装配图的制作。1.4 研究目标通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在

8、大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。1.5 方案可行性分析D查阅相关文献，搜集有关资料。2）了解轴承座的结构以及工作原理的了解，并了解夹具的结构；3）通过老师指导,同学讨论确定方案。4）根据国家有关标准，设计产品第2章工艺规程设计2.1 分析零件图(一)零件作用拨叉是传动系统中用来拨动滑移齿轮，以实现系统调速、转向的零件。其小头通过与轴的过盈配合来传递凸轮曲线槽传来的运动；大头的内部突起处与滑移齿轮的凹槽配合。(二)零件的工艺分析1、零件选用材料为HT200,俗称灰口铸铁。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但

9、塑性较差，脆性高，不适合磨削。2、该零件主要加工表面及技术要求分析如下：(1)、零件上端面及孔50H13的上下端面与孔22H7的垂直度公差等级为9-10级。表面粗糙度为RaW3.2um。加工时应以上端面与孔622H7的内表面为基准。又由于上端面须加工，根据“基准先行”的规则，故应先加工上端面，再加工孔O22H7,最后加工孔650H13的上下端面。(2)、尺寸30、20、65、650、670都有其公差要求，加工时需要保证这些尺寸。使其满足30-0.2/02O-o2d765-0.1950o*0-4670o*0-46O(3)、622H7孔内表面RaWL6,需要进行精锐。670H13孔内表面RaW6.

10、3,铳端面时就可以保证。20H13内孔表面RaIT13)2、工艺过程的确定:工序号工序内容定位基准铸坯010粗铳小头孔的两端DkT5020粗铳中间孔上端而DKTl030粗铳中间孔下端面DkTl040扩两小端头孔D2、D5、T5050精镇中间孔Dl、D5、T5060精镇小头孔上端面DkT5070半精镇中间孔)1、T5080精铳中间孔上端面)1、T5090精铳中间孔下端面)1、Tl100精较两端小头孔1)2、T5、D5110铳断DkT5120钻2X8、M8螺纹孔，攻M8螺纹Dl、D2、T5130去毛刺140检验2.7 选择加工设备与工艺设备（一）、选择机床1、工序010、020、030、060、0

11、80、090均为铳端面，可采用立式升降台铳床：XQ5025A。2、工序040、100、120均为钻、扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z3025B。3、工序050、070为镇孔，采用T68镖床。（二）、选择夹具各工序广泛采用专用夹具。在钻空M8时，其夹具可采用一面两空定位。（三）、选择刀具1、在铳床上加工的工序，均采用硬质合金铳刀即可保证加工质量。2、加工孔322H7时，由于采用扩、钱的加工方案，故工序040可用扩孔刀具一次加工。而工序100精较622H7,因加工余量小，则选用高速钢轨刀。3、在镂孔650H13时，由于对精度要求不高，故采用硬质合金链刀即可。（四）、选择量具1、对端面的尺寸精度要求不高，

12、采用通用量具即可。2、对孔22H7,为保证加工精度，工序100采用专用塞规进行测量。为保证30s。巴20sds的尺寸精度，采用专用极限量规。为保证各端面的垂直度，故采用千分表进行检测。2.8 确定工序尺寸（一）、孔类加工工艺尺寸孔类加工的设计基准与工艺基准重合，尺寸计算简单。铸造尺寸按要求其公差带对称分布，其余偏差一律按“入体原则”确定（孔类表面为双侧，公差加倍表示）。圆柱表面工序尺寸及公差：加工表面加工内容加工余量(mm)精度等级表面粗糙度Ra(Um)工序尺寸工序余量最小最大铸件2CT920/0.822H7精较0.2IT71.622o4三0.1481.021扩孔1.8ITIO3.221o+4

13、,05212.652铸件6CT9444)+,o50H13粗镣41T136.348小2.95.6半精钱2IT93.2650OmO741.542.074铸件6CT964.+,7OH13粗镇6ITl36.370o4,(M64.97.146铸件868钻孔7.8IT1212.57.8o+o,57.87.95精较0.2IT81.68o+o0220.050.222铸件8M8钻孔6.8ITl312.56.8o+oj86.86.98攻丝1.2IT73.28ohjo120.821.012(二)、面类加工工序各端面加工定位基准多次相互转换，使之尺寸及偏差关系复杂，余量核算也较复杂。现用工序尺寸联系图表法确定其工序尺

14、寸。1、按规定符号建立工序尺寸联系图。其中C类尺寸为铸件尺寸，A类为机械加工工序尺寸，B类尺寸为最终保证尺寸。2、查表确定工序基本余量。根据手册表15-57取孔上端面粗铳余量为2.2mm,底端面粗铳余量为L7mm,上端面、底端面精铳余量为O.8mm。3、由最终工序向前推算工序基本尺寸及毛坯尺寸。4、查表15-32及表15-33确定工序尺寸的经济加工精度。5、由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。(a)对直接保证设计尺寸的工艺尺寸，可按设计尺寸偏差要求确定其尺寸偏差。(b)铸件尺寸按要求其公差带对称分布。(c)其余独立的中间工艺尺寸按“入体方向”确定偏差。6、校核设计尺寸。加工表面加工内容加工

15、余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大孔622上端面铸件3.5CT966.5+2精铳0.8IT963。蚀0743.20.7261.1粗铳2.7IT1263.8。蚀306.30.44.7孔50上端面铸件3CT941/1.7精铳0.8IT938OQe23.20.7480.92粗铳2.2IT1238.8o如26.30.383.9孔50下端面铸件3CT938.+1.7精铳0.8IT935o地0523.20.7480.92粗铳2.2IT1235.8。如26.30.383.92.9 切削用量工序I粗铳小头孔端面，以底面为粗基准f2=0.05,丽/齿由机械手册可以直接查出铳削速度：v=18zmin采

16、用立粗齿铳刀，。=50加几Z=I2。则l0v _ 1000x18D乃X50115rminfm-fzznx-0.0512115=(f)nnminm /计算工时 *=IJmin69工序11粗铳中间孔上端面fz=0.05m齿由机械手册可以直接查出铳削速度：v=1877min采用立粗齿铳刀，。=50,初几Z=I2。则IOOOV 100018115rminnll=D4X50fm=fzzns=0.0512115=69w%/minI7810tm=1.13nun计算工时fm69工序11I粗铳中间孔下端面侧f.=0.05m/齿由机械手册可以直接查出铳削速度：v=18wminnsIOOOv _1000x18d 4

17、 X16358rminftn = fzzns = 0.05 14 358 = 251 mm / nin计算工时 = = 0.26 minL 251工序Vl精铳小头孔上端面fz - 0.05zww由于是精加工铳削速度放大30%,其值：U = 23mmin采用镶齿三面刃铳刀，d = 48i%D = I50憎，l = 12M,齿数=30ns1000v _ 100023d 4x48=153rmin采用错齿三面刃铳刀，d=16fnmD=L=z=14o则fm=fzzns=0.0530153=229mm/mintm=0.87min计算工时,229工序VIl半精像中间的孔o 3次镣完需要镶至665。，单边余量

18、z=3帆加，查手册一次镣削余量=切削速度u=30mmin,进给量二.6机机/IOOOv 1OOO3OTtD /TX 22434 min像一次所以需要工时:=0.33minnwf4340.6完成整个加工需要的工时就为=3X与=3X0.33=Imin4镇055孔夹具设计4.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工锋孔055孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对獴孔073孔行加工前，底平面进行了粗、精铳加工，底面孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧

19、方案有：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。像孔055孔.为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。4.3 切削力及夹紧力的计算镶刀材料：YT5（硬质合金镶刀）刀具的几何参数：K湘=60K附=90M=I（T2v=0a0=80由参考文献5查表1-2-3可得：圆周切削分力公式：Fc=2%3apf%hKp式中匕=04%/=0.1Smm/rKp=K,叩Kk)PK)VPK丽KrP查5表124得：Knuy=()rt查表125取bb=0.6n=0.75mp736由表1一2-6可得参数：K

20、k7p=0.94K2p=1.0K加=1.0Krp=1.()即：&=764.8(N)同理：径向切削分力公式：=238307075v,3Kp式中参数：Kkfp=0.77KwP=I.0Ko=LOKzP=LO即：3=327.74(N)轴向切削分力公式：Ff=3326apf04Kp式中参数：K切=LIlKw=LoKH=Lo/C=l.()即：Fr=605.48(/V)根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：W=KF安全系数K可按下式计算有：K=K0KlK2K3K4K5K6式

21、中：KO臬为各种因素的安全系数，查参考文献表1-2-1可得：Kc=1.21.Ox1.01.Ox1.31.01.0=1.56Tr=1.21.21.051.21.31.01.0=2.36Tz=1.21.21.01.21.31.01.0=2.25所以有：WK=KC兄=1193.08(N)WK=KP6=766.37(N)WK=K/韦=1359.90(N)该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力F之间的关系F夹=KF轴向力：F夹=KF(N)扭距：M=CMdOXFfirKMI0-3=333.5410.5l9O.

22、234081.33103=11.93Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数K=KlK2K3实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表1211得：W=FfK安全系数K可按下式计算，由式(2.5)有：K=K0KlK2K3K4K5Kb式中：K0为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表1一2-1可得：K=I.2xl.2XLOXI.2l.3l.0l.0=2.25所以W=KFf=1980.692.25=4456.55(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。4.4 误差分析与计算该夹具以一面两销定位，为了满足工序的加工要求

23、，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。324与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：j=Awz+A。”+Afw+/+Ajm由参考文献5可得：两定位销的定位误差：oW=坛+minA.匹+d+lmin+2minAJW=Circtg-其中：m=0.05211hn=Omm9Sdl=0.01mnd2=0.023mm9AImin=62A2min=0.034w11ow=0.063nAJW=0.0032加(2)夹紧误差.=Umax-y11in)CS其中接旋变形移值：LNv=*RazR,lz+j+G)(乙一)“RaZazHB19.62/查5表1215有KRG=0004,K8=-0.0016

24、6=0.412,=0.7y.y=ycosa=0.0028根机磨损造成的加工误差：*通常不超过Q0056m(4)夹具相对刀具位置误差：A取。01机机误差总和：/+“二85AMs3m从G上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.5 定位销选用本夹具选用一可换定位销和棱形销来定位，其参数如下表:表3.1定位销dHDh4h4CG公称尺寸允差816150.01122514M12414.6 夹具设计及操作的简要说明为提高生产率，经过方窠的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损

25、，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。总结经过差不多一个学期的紧张的设计，在指导老师及其他老师的帮助下，通过查阅大量的资料，参观工厂的设备，认真地进行了这次设计。通过这次设计，使我对工艺路线的制定和工艺规程的安排以及工装的选择和设计有了更深刻的了解和掌握。也使我对于一个工艺员所从事的工作有了深层次体会，培养了实际工作能力，特别是分析问题和解决问题的能力，可以说这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题

26、，不过我的指导老师XX老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了设计。参考文献1、李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，19942、机床夹具设计手册.北京：中国科学技术出版社3、赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工业出版社，20004、星拓、方琼珊主编.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书.北京：机械工业出版社，20055、曾志伟、吕明主编，机械制造技术基础，武汉理工大学出版社，2001年6、肖诗纲主编，切削用量手册，机械工业出版社，1993年7、曾东建主编，汽车制造工艺学，机械工业出版社8、机械设计手册（

27、上册），机械设计手册联合编写组编，化学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

28、正作到了传道、授业、解惑。大学的艰苦跋涉，几个月的精心准备，毕业论文终于到了划句号的时候，心头照例该如释重负，但写作过程中常常出现的辗转反侧和力不从心之感却挥之不去。论文写作的过程并不轻松，工作的压力时时袭扰，知识的积累尚欠火候，于是，我只能一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜奋笔疾书。第一次花费如此长的时间和如此多的精力，完成一篇具有一定学术价值的论文，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品尝。敲完最后一个字符，重新从头细细阅读早已不陌生的文字，我感触颇多。虽然其中没有什么值得特别炫耀的成果，但对我而言，是宝贵的。它是无数教诲、关爱和帮助的结果。我要感谢我的指导教师

29、XX老师。老师虽身负教学、科研重任，仍抽出时间，不时召集我和同门以督责课业，从初稿到定稿，不厌其烦，一审再审，大到篇章布局的偏颇，小到语句格式的瑕疵，都一一予以指出。是他传授给我方方面面的知识，拓宽了我的知识面，培养了我的功底，对论文的完成不无裨益。我还要感谢学院所有教过我的老师，是你们让我成熟成长；感谢学院的各位工作人员，他细致的工作使我和同学们的学习和生活井然有序。谨向我的父母和家人表示诚挚的谢意。他们是我生命中永远的依靠和支持，他们无微不至的关怀，是我前进的动力；他们的殷殷希望，激发我不断前行。没有他们就没有我，我的点滴成就都来自他们。让我依依不舍的还有各位学友、同门和室友。在我需要帮助的时候他们伸出温暖的双手,鼎立委助。能和他们相遇、相交、相知是人生的一大幸事。本论文的完成远非终点，文中的不足和浅显之处则是我新的征程上一个个新的起点。我将继续前行！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。