设计双孔叉的机械加工工艺规程及工艺设备.docx

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设计双孔叉的机械加工工艺规程及工艺设备

目录

一、前言2

二、零件的分析3

2.1零件的作用3

2.2零件的工艺分析3

三、工艺规划设计4

3.1毛坯的制造形式4

3.2基面的选择4

3.3工艺路线的拟定5

3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定6

3.6确定各工序切削用量及基本工时7

四、钻孔专用夹具设计13

4.1问题的指出13

4.2定位基准的选择13

4.3夹具方案的设计13

4.4.切削力和夹紧力计算14

4.5夹紧力的计算15

五.定位误差分析16

六、零、部件的设计与选用17

6.1钻套、衬套、钻模板设计与选用17

七、确定夹具体结构尺寸和总体结构19

八、本章小结20

九、总结20

十、参考文献21

设计双孔叉的机械加工工艺规程及工艺设备

一、前言

1.简介

机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学全部基础课，技术基础课以及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有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，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

本次课程设计内容包括零件的分析，工艺路线的制定，工艺规划设计，某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡，机械加工综合卡片，夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。

就我个人而言，希望能通过这次课程设计对未来即将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，并学会将所学到的理论知识应用到具体的实际生产问题中来，为以后走向社会打下坚实的基础。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师批评指正。

2.设计目的

机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础课程进行了生产实习之后的一个重要的实践教学环节。

学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。

它要求学生综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计。

其目的如下：

①培养学生解决机械加工工艺问题的能力。

通过课程设计，熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中定位、加紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量，初步具备设计一个中等复杂程度零件的能力。

②培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。

③进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。

二、零件的分析

2.1零件的作用

该零件为典型的杆类零件，而且为连杆类。

因此，其主要的要素包括两侧面，2孔。

另外，还有其它辅助要素：

小。

通过φ8mm孔连接即该双孔叉的作用是实现运动的传递作用。

2.2零件的工艺分析

该双孔叉的加工表面分三种，主要是孔的加工，两侧面的加工各组加工面之间有严格的尺寸位置度要求和一定的表面加工精度要求，特别是孔的加工，几乎都要保证Ra3.2um的表面粗糙度，因而需精加工，现将主要加工面分述如下：

2.2.1孔的加工

该零件共有2个孔要加工：

φ8mm孔是零件的主要加工面，多组面，，通过两孔中心连线及对两侧对称面，没有位置尺寸度要求，只需要转床粗加工。

2.2.2面的加工

该零件共有2个侧面要加工：

两个侧面是配合φ8mm孔后续工序的主要精基准面，需要精加工。

三、工艺规划设计

3.1毛坯的制造形式

零件材料为45，根据选择毛坯应考虑的因素，该零件体积较小，形状较复杂，外表面采用不去除材料方法获得粗糙度要求，由于零件生产类型为成批，大批生产，而砂型锻造生产成本低，设备简单，故本零件毛坯采用普通模锻。

由于零件上两孔都较大，且都有严格的表面精度要求，故都要留出足够的加工余量。

3.2基面的选择

基面选择是工艺规划设计中的重要工作之一，基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

3.2.1粗基准的选择

粗基准选择应为后续加工提供精基准，由于两侧面较平整且加工精度较高，故以2个主要侧面为基准。

3.2.2精基准的选择

精基准主要考虑如何保证加工精度和装夹方便，该零件上重要表面是大头孔φ38H8，由于其与底面有垂直度关系，所以底面自然成为精基准面，考虑到第二基准面选择的方便性，将其精度由原来的φ37H11提高到φ38H8，该定位基准组合在后续孔的加工中，以及孔上径向孔的加工中都将作为精基准面。

3.3工艺路线的拟定

拟定工艺路线的内容除选择定位基准外，还要选择各加工表面的加工方法，安排工序的先后顺序，确定加工设备，工艺装备等。

工艺路线的拟定要考虑使工件的几何形状精度，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理保证，成批生产还应考虑采用组合机床，专用夹具，工序集中，以提高效率，还应考虑加工的经济性，以便使生产成本尽量下降。

3.3.1工艺路线方案

10.模锻毛坯;

20.粗铣端面B;

30.粗铣端面A;

40.精铣端面B;

50.精铣端面A;

60.粗钻小头孔φ8;

70.精钻小头孔φ8;

80.倒角;

90.检验入库。

3.3.2工艺方案的确定

10.模锻毛坯;

20.粗铣端面B，以端面A为定位基准;

30.粗铣端面A，以端面B为定位基准;

40.精铣端面B，以端面A为定位基准;

50.精铣端面A，以端面B为定位基准;

60.精钻孔φ8，定位与Ⅵ工序相同;

70.精钻孔φ8，定位与Ⅵ工序相同;

80.倒角，手工倒角，去毛刺;

90.检验入库。

3.4毛坯尺寸及其加工余量的确定

双孔叉零件材料为45,毛坯重量约为1.56kg，生产类型为中批或大批生产，采用普通模锻生产。

查表确定加工余量：

普通模锻，材料为45钢，分模线平直对称，材质系数M1,复杂系数=1.56/1.8≈0.87,为S1级，厚度为26mm，普通级，查的上下偏差分别为+1.4和-0.6

3.4.1两侧面毛坯尺寸及加工余量计算

根据工序要求，两侧面经过四道工序，先粗铣端面B，再粗铣端面A，精铣端面B，最后精铣端面A，各步余量如下：

粗铣：

由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-23，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为1.0mm。

精铣：

由《机械加工工艺手册第一卷》表3.2-25，其余量值规定，零件厚度大于6mm到30mm，宽度小于100mm，其加工余量为0.5mm。

故锻造造毛坯的基本尺寸为26＋1＋1＋0.5＋0.5＝29mm 。

又根据前面铸件尺寸公差标准值，取尺寸公差的上偏差为1.4mm，下偏差为-0.4mm。

故：

毛坯的名义尺寸：

26＋1.0＋1.0＋0.5＋0.5＝29mm；

毛坯的最小尺寸：

29―0.4＝28.6mm；

毛坯的最大尺寸：

29＋1.4＝30.4mm；

粗铣端面B后的最大尺寸：

26＋1.0＋0.5＋0.5＋1.4＝29.4mm；

粗铣端面B后的最小尺寸：

26＋1.0＋0.5＋0.5―0.4＝27.6mm；

粗铣端面A后的最大尺寸：

:

26＋0.5＋0.5＋1.4＝28.4mm；

粗铣端面A后的最小尺寸：

:

26＋0.5＋0.5―0.4＝26.6mm。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。

3.4.2小头孔毛坯尺寸及加工余量计算

根据工序要求，φ22H9mm孔由粗镗到精镗得到，查《机械加工工艺手册》得粗镗的公差上偏差0.21mm，下偏差为0，故：

毛坯的名义尺寸：

22－0.8－3.2＝18mm；

毛坯的最大尺寸：

18＋1.4＝19.4mm；

毛坯的最小尺寸：

18－0.4＝17.6mm；

粗镗小头孔后的最大尺寸：

18＋3.2＋0.4＋0.21＝21.81mm；

粗镗小头孔后的最小尺寸：

18＋3.2－1.4＝19.8mm。

精铣后尺寸与零件尺寸相同，但由于设计零件图纸并未给出具体的公差等级，现按《机械加工工艺手册》表5.29，粗铣→精铣所能达到的经济精度取IT8,按入体原则取值。

3.6确定各工序切削用量及基本工时

工序20：

粗铣端面B

（1）粗铣端面B

取背吃到量，选用X52型立式铣床，每齿进给量

工件材料45，锻造，高速钢镶齿铣刀、齿数，查表5.8

确定铣削速度

采用X52立式铣床，查表3.6，取转速，故实际铣削速度

当工作台每分钟进给为

由《工艺手册》得

工序30：

粗铣端面A

（1）粗铣端面B

取背吃到量，选用X52型立式铣床，每齿进给量

工件材料45，锻造，高速钢镶齿铣刀、齿数，查表5.8

确定铣削速度

采用X52立式铣床，查表3.6，取转速，故实际铣削速度

当工作台每分钟进给为

由《工艺手册》得

3.6.3工序40：

精铣端面B

每齿进给量查表

X52故实际铣削速度

当，工作台每分钟进给量

3.6.4工序50：

精铣端面A

每齿进给量查表

X52故实际铣削速度

当，工作台每分钟进给量

3.6.5工序60：

钻、扩、铰孔

钻孔—标准高速钢麻花钻，扩孔—标准高速钢扩孔钻，铰孔—标准高速铰刀。

（1）钻孔

切屑用量：

取背吃刀量，由参考文献[2]可查出，根据z525立式钻床，取进给量，切屑速度：

，，，则修正后的切屑速度，即

查参考文献[2]表3.17，取，

故实际切屑速度为。

切屑用时：

=10mm，，，

故，，

，

（2）扩孔

切屑用量：

取背吃刀量，由参考文献[2]可查出，根据z525立式钻床，取进给量，切屑速度：

，，，则修正后的切屑速度，即，

查参考文献[2]表3.17，取，

故实际切屑速度为。

切屑用时：

=10mm，，，

故，，

，

（3）铰孔

切屑用量：

取背吃刀量，由参考文献[2]可查出，根据z525立式钻床，取进给量，切屑速度：

，，，则修正后的切屑速度，即，

查参考文献[2]表3.17，取，

故实际切屑速度为。

切屑用时：

=10mm，，，，

故，，

，。

3.6.6工序130：

倒角

机床：

Z525钻床

刀具：

倒角钻头

量具：

游标卡尺Ⅱ型

夹具：

专用夹具

四、钻孔专用夹具设计

4.1问题的指出

由于生产类型为成批，大批生产，要考虑生产效率，降低劳动强度，保证加工质量，故需设计专用夹具。

由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。

本次设计选择设计是针对、钻、扩、铰孔，它将用于Z525钻床。

4.2定位基准的选择

该工序要求中心线与端面（有位置要求，因此可以得出该孔在两个侧面的正中心上，并且还要求其孔为通孔，由于端面经过精铣，精度比较高，因而工序基准为端面A，为了便于加工，选取适当的定位基准，保证其加工要求。

夹具设计应首先满足这些要求，在保证较高的生产效率的前提下，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。

加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，并且夹具体应具有较好的刚性。

据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。

拟定加工路线的第一步是选择定位基准。

定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。

基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。

因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出