机械制造技术课程设计-拨叉-3零件加工工艺及车拨叉口圆弧面夹具设计【全套图纸UG三维】 .doc.doc

提供各专业全套设计 机械制造技术基础课程设计说明书 题目： 拨叉-3零件机械加工工艺过程设计及 车拨叉口圆弧面夹具设计 系 名 机械工程系 专 业 机械设计制作及其自动化 学 号 姓 名 指导教师 2014年 9 月11日设计任务书设计题目：拨叉零件批量生产机械加工工艺过程设计及 拨叉-3 拨叉口圆弧面 夹具设计设计内容与要求：1. 制定 拨叉-3 零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2. 对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3. 确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4. 确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5. 对两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量；6设计拨叉-3 拨叉口圆弧面夹具，绘制夹具装配图；7对 同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：普通车床C6125，CM6125，C6132，C6140；数控车床CK6125，CK6132，CK6140；立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；工具铣床X8120；立式钻床Z5125；台式钻床Z4115；设计小组：组长：成员： 指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评 摘 要机械制造技术基础课程设计是在大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决难题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等，并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。全套图纸UG三维，加153893706此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，我们首先对拨叉零件的结构特点和工艺进行了分析，然后确定大批量加工零件的毛坯生产手段及零件材料；分析了零件的其加工特点，确定其流水线的加工模式，从而实现定制大批量生产加工的工艺规程。其毛坯为铸造，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，先加工面，再以面为基准 加工其它，其中各工艺夹具都采用专用夹具，本文就拨叉的加工工艺，分析了两套加工方案，最终确定了一套科学合理的加工路线，并在以后的计算过程中，验证了这套工序的合理性，最后，以工艺中车削工序的专用夹具设计，进行了夹具的设计的定位分析，并做了切削力、夹紧力的分析计算关键词 拨叉；加工工艺；专用夹具；设计；切削力；夹紧力目 录第一章 零件分析及工艺规划11.1 零件分析11.2工艺规划2第二章 工序设计42.1毛坯的确定及尺寸公差42.2拨叉总余量的确定42.3机床及刀具的选择42.4工序参数的计算4 第三章 夹具设计63.1设计专用夹具零件图63.2夹具的用途和原理73.3 定位方式的选择73.4夹紧装置73.5 夹具体73.6 切削力和夹紧力的计算73.7 定位误差分析8第四章 校对说明10第五章 个人总结11参考文献12附录131天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第一章 零件分析及工艺规划1.1 零件分析1.1.1零件图 图1-1二维图 图1-2三维图1.1.2 零件的结构特点该零件是车床的拨叉，它位于车床主运动变速机构中，拨动滑移齿轮移动，使主轴获得不同速度，拨叉的20H7孔与操作机构的轴相连，叉脚的60mm圆弧与叉头两端面是与所拨动滑移齿轮的槽接触，通过操作机构的力拨动下方滑移齿轮移动到不同的啮合位置，实现变速。 1.1.3 零件毛坯与生产纲领零件材料为QT400-18，大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，所以毛坯选用金属模砂型机器制造型铸造成形。查表得总体毛坯余量为单边1.7mm。1.2工艺规划1.2.1 零件各加工表面及技术要求表1-1各加工表面及技术要求序号加工表面基本尺寸（mm）公差等级（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1拨叉头左右端面40 未注公差3.22 拨叉口左右端面 20IT100 -0.10.13.23 拨叉口内表面 60IT13 +0.6+0.13.24 拨叉脚底面 2IT120-0.13.25 20内孔20IT7+0.0201.66 8内孔8 未注公差 1.2.2定位基准的选择根据“基准重合”和“基准统一”的原则,以拨叉头的外圆及端面为粗基准，以20H7孔及其端面为精基准。1.2.3拟定机械加工工艺路线根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册，得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序号工序名称 工序内容 设备01铸造两件合铸02热处理退火03粗铣拨叉左端面粗铣合铸件左端面铣床04粗铣拨叉右端面粗铣拨叉头、拨叉口右端面05半精铣拨叉左端面精铣合铸件左端面06半精铣拨叉右端面精铣拨叉头、拨叉口右端面07钻，扩，铰孔20内孔钻床08粗车拨叉口粗车拨叉口60内圆面 铣床09半精车拨叉口半精车拨叉口60内圆面10铣断合铸件将合铸件从中间铣断11粗铣拨叉口右端面12半精铣拨叉口右端面13精铣拨叉脚底面精铣拨叉脚底面14钻，扩，铰孔拨叉头8通孔钻床15去毛刺16中检17校正拨叉脚18清洗19终检20入库 1.2.3工艺过程卡（见附录）第二章 工序设计2.1毛坯的确定及尺寸公差毛坯材料QT40018，为球墨铸铁，零件批量生产。查表毛坯铸件公差等级812级，选择10级，对应尺寸公差2.82.2拨叉总余量的确定因为拨叉3最大尺寸位于63mm100mm范围内，且球墨铸铁机器造型加工余量等级为EG，选择F。查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-3及表2-4计算得总加工余量为1.7mm。2.3机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需经济精度等级IT12，选用卧式车床C6132，根据所加工内圆面，选用高速钢车刀。2.4工序参数的计算2.4.1 背吃刀量的确定根据查表得粗车加工余量为1mm，即粗车背吃刀量为1mm且总加工余量为1.7mm，所以半精车加工余量为0.7mm，即半精车背吃刀量为0.7mm。2.4.2 进给量的选择根据加工方法和机床选择以及刀具参数，查表5-4和表4-2选择粗车进给量f=0.71mm/r2.4.3 计算主轴转速根据 ，查表5-2，选v=60m/min,算得n=318r/min，查表4-2取n=350r/min2.4.4 车削速度的计算 根据上式公式得v=66m/min。2.4.5 时间定额的确定 由机械制造技术基础课程设计指导教程中介绍时间定额由基础时间、辅助时间、布置工作地点时间、休息时间和准备与终结时间组成。单件时间定额 查表5-39 根据零件尺寸得=20mm，取3mm，取5,n=318r/min得 选取等于0.2倍的,取0.05(+),取0.03(+)得 第三章 夹具设计3.1设计专用夹具零件图图3-1夹具二维图图3-2夹具三维图3.2夹具的用途和原理3.2.1 夹具的用途该夹具是车拨叉口内表面夹具，用来大批量生产时加工拨叉口60孔。3.2.2 工作原理铸造一个夹具体，采用一面两孔进行定位，定位销于夹具体过盈配合，采用转动压板进行夹紧，夹具体与过渡盘配合，实现加工拨叉口60孔。3.3 定位方式的选择本工序是工序8，粗车拨叉口60内圆面；因为工件是合铸件，工件分别以两个拨叉头20孔实现1点定位和2点定位，又以拨叉头左端面实现3点定位，限制6个自由度，完全定位。3.4夹紧装置根据生产率的要求，运用手动压紧即可满足要求，如图3-2所示，拨叉头采用转动压板以内六角螺钉紧固。3.5 夹具体夹具体属于一体铸造，其作用将各定位夹紧元件有机的结合在一起，实现定位、夹紧的作用。3.6 切削力和夹紧力的计算3.6.1切削力的计算 刀具：高速钢内孔车刀 主偏角75º 一般把切削合力F分解成空间三个相互垂直的切削分力：切削力，进给力和背向力。且合力F为一般情况下，:=1:0.4:0.25查表7-20车削时切削力的计算公式=900修正系数同查表7-20 =0.92取HBS=160 得K=0.859带入=1 得则 切削力F3.6.2夹紧力的计算所选压紧机构为螺旋压板压紧机构，由表10-1公式： 其中，扳手作用力为200N,扳手长度为150mm，取0.95，螺纹的大径为M8，为22mm,得 =689.43N3.7 定位误差分析在本次设计中采用一面两孔组合定位。采用几何方法计算定位误差通常要画出定位简图，并在途中画出工件变动的极限，然后运用几何知识，求出工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量，即为所求定位误差。本次设计的20工件孔为定位基准，并且孔与定位销采用配合，孔的尺寸为，轴的尺寸为 ,则 孔： 轴： 由公式 ，采用固定单边接触设计基准与定位基准重合，定位误差为0.0205mm。这时计算出来的定位误差小于保证工序尺寸公差的1/3-1/5，所以该定位合理。第四章 校对说明同学设计题目为：设计铣拨叉口两端面夹具，我对同学的校对说明如下：1.工序卡中加工零件欠定位；2.夹具体设计肋板厚度太小；3.对刀块高度没有留塞尺的距离； 校对人：第五章 个人总结 专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，它广泛用于大量生产中，它不但提高了生产率而且也提高加工精度，改善劳动条件。通过这次课程设计，我对夹具有了进一步的了解：夹具要保证加工出来的产品有较高的精度，就必须要求自身有较高的精度，定位元件有较高精度的同时还要有一定的刚度和强度，以保证在加工过程中自身不会变形，夹紧机构要有一定的强度和刚度，确保夹紧元件不会先于工件发生变形、损坏。开始的时候感觉设计对我们这些刚刚入门的人来说,无非就是按照条条框框依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺无聊的，反正按照步骤一定可以完成设计任务。其实不然，设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。各种设计参数、规格、国标规定需要我们一个个的，去查找。课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间仅有三周，但是通过本次每天都过得很充实的课程设计。在设计期间，我们通过到图书馆、上网等方式查阅资料充实设计内容。为了我们能更好的理解这次设计课题，康老师每周抽取宝贵时间来和我们见面，并给给我们提供了许多的宝贵意见和建议，感谢康老师。总而言之，这次课程设计是对我们大学以来所学知识的汇总，通过课程设计，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，但是我会利用时间去消化它，再去学习更多的东西。参考文献1邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社,2004.2张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社,2007.3刘长青.机械制造技术课程设计指导M.武汉：华中科技大学出版社,2007. 4崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.北京：化学工业出版社,2006.5王启平.机床夹具设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2005.6徐海枝.机械加工工艺编制M.北京：北京理工大学出版社,2009.7李洪.机械加工艺手册M.北京：北京出版社,1990.附录附录一 机械加工工艺过程卡附录二 机械加工工序卡附录三 夹具体装配图附录四 零件图13