机械制造技术基础课程设计说明书.docx

1、机械制造技术基础课程设计说明书 机械制造技术基础课程设计设计计算说明书设计题目：车床拨叉夹具设计姓 名： 赵 波学 号： 班 级： 级班指导教师： 鞠萍华重庆大学机械工程学院二一六年一月一、 零件的工艺分析和生产类型的确定、零件的用途车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，而下方的半圆孔则与其所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮来实现变速。两件零件铸为一体，加工时分开。、零件的技术要求该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。的孔的粗糙度值要求，需要精加工。因是大批量生产，所以

2、需用钻、扩、粗铰和精铰以保证其加工精度。下面的孔内表面有的粗糙度的要求，所以采用先粗镗再精镗来满足其精度要求，同时保证的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工的槽，其粗糙度值为，所以必须先粗铣再精铣，且同时要满足该槽与的孔的垂直度。以为中心的加工表面，这一组加工表面包括： 的孔，槽端面与孔有位置要求，孔壁上有一个一定角度的斜加工面，操纵槽的三个表面，其中侧面与孔的中心线有垂直度要求为0.08mm。以为中心的加工表面，这一组加工表面包括： 的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即 的孔上下两个端面与 的孔有垂直度要求为 。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表

3、面为基准加工另外一组。并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 、确定拨叉的生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为件年，拨叉属于轻型零件，查机械制造工艺及设备设计指导手册，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。二、确定毛坯根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为，采用铸造。根据机械加工工艺手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸

4、造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。三、工艺规程设计、基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。、基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择孔及其外圆面作为粗基准加工底面。再加一个钩形压板和一个形块限制自由度，达到完全定位。选

5、择精基准时主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。、制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。、工艺路线方案工序：以孔和外圆面为定位基准，选用铣床和专用夹具先粗铣再精铣底面，保证表面粗糙度为。工序：钻、扩、粗铰、精铰孔，以外圆和底面为基准，选用立式钻床和专用夹具。工序：铣的上端面。利用的孔定位，以底面和下端面作为基准，选用立式铣

6、床和专用夹具。工序：粗、精镗的的内圆面。利用的孔定位，以底面和上端面作为基准，选用坐标镗床和专用夹具。工序：铣的下端面。利用的孔定位，以底面和上端面作为基准，选用立式铣床和专用夹具。工序：切断，用宽为的高速钢锯片铣刀，选用立式铣床和专用夹具。工序：粗铣、精铣的槽，以的孔及外圆面定位，选用立式铣床、高速钢三面刃铣刀和专用夹具，。工序：粗铣的面。以的孔和的内圆面定位，选用立式铣床和专用夹具。工序:去毛刺及检验、各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定）底面的加工余量底面的单边总加工余量为查文献表 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为3.1mm。）钻的孔加工余量及公差由于孔径为，因此毛

7、坯铸成实心。该孔的精度要求在之间，参照工艺手册表表确定工序尺寸及余量，查工艺手册表，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级分为级，选用级。为。公差值 ，钻孔23mm扩孔 粗铰孔 精铰孔 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。由此可知：毛坯名义尺寸：（） 钻孔时的最大尺寸：（）钻孔时的最小尺寸：（）扩孔时的最大尺寸： （）扩孔时的最小尺寸：（）粗铰孔时的最大尺寸： （）粗铰孔时的最小尺寸： （）精铰孔时的最大尺寸： （）精铰孔时的最小尺寸： （）铣上端面两圆柱端面加工余量及公差为自由尺寸公差,表面粗糙度值要

8、求为,要求粗铣,精铣。精铣的加工余量(单边)粗铣加工余量(单边)）粗、精镗毛坯为铸孔,内孔精度要求表面粗糙度为,参照工艺手册表确定工序尺寸及余量为:粗镗， 精镗，）铣下端面两圆柱端面加工余量及公差为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为,要求粗铣,精铣。精铣的加工余量(单边) 粗铣加工余量(单边)）切断 ，后粗铣断面选用宽度为 的高速钢锯片铣刀从孔处切断并粗铣断面，切削余量）铣的槽此面的粗糙度要求为，所以先粗铣再精铣。参照工艺手册表表确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级分为级，选用级。为。公差值 1.6mm 。粗铣的槽 精铣的槽 ）粗铣面因为该面的

9、粗糙度为，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表表确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级分为级，选用级。为。公差值1.3mm粗铣的上端面 三、确立切削用量及基本工时工序：粗铣所在的底面此面的粗糙度要求为，所以分粗精加工即可。参照工艺手册表表确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级分为级，选用级。为。公差值1.6mm，其偏差粗铣所在表面 工序：钻、扩、粗铰、精铰孔）加工条件工件材料：灰铸铁加工要求：钻的孔，其表面粗糙度值为 ；先钻的孔在扩的孔，再粗铰孔，再精铰孔。机床：5125A立式钻床。刀具：麻花钻，的

10、扩刀，铰刀。）计算切削用量钻的孔。、进给量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表钻孔进给量为 ，由于零件在加工23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数，则()0.35mm，查表得出，现取0.25mm。此工序采用的麻花钻。所以进给量 0.25mm、钻削速度切削速度：根据手册表及表，查得切削速度18m。根据手册,故切削速度为、切削工时23mm，13.2mm.查工艺手册表，切削工时计算公式：、扩孔的进给量查切削用量手册表规定,查得扩孔钻扩的孔时的进给量,并根据机床规格选取 mm、切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表确定为 钻其中 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故8.668m按

11、机床选取.、切削工时切削工时时切入1.8mm,切出1.5mm 、粗铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的,故3f钻0.1mm钻7.22m、切削速度按机床选取,所以实际切削速度、切削工时切削工时,切入0.14mm,切出1.5mm.、精铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的,故3f钻0.1mm钻7.22m、切削速度按机床选取,所以实际切削速度、切削工时切削工时,切入0.06mm,切出0mm.工序：粗、精铣上端面 .选择工具 切削手册根据表. 选择硬质合金刀具根据表 铣前深度铣削宽度 端铣刀直径22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 铣

12、刀几何形状查表机械加工工艺师手册，。由于 , 0, () () ( )选择切削用量决定铣削宽度 (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为 所以可以在一次走刀内切完)9mm决定每齿进给量 当使用铣床功率为查表时 0.24mm 要达到表面粗糙度为，每转进给量为1.0mm。，根据,所以取0.15mm 。 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时由于铣刀直径22mm 故刀具寿命 (查表)根据(表)当22mm （） 781mm各修正系数为: 故 41.28m 554mm根据立式升降台铣说明书(设计手册)选择 500mm因此 实际切削速度和每齿进给量为 49m ()

13、 0.11mm根据机床功率:根据表 当 9mm 500mm近似根据型立铣说明机床主轴允许功率为故计算基本工时 式中 128.74mm 根据表,对称安装铣刀,入切量及超切量 则工时为 ()*工序： 镗的内圆面选择刀具:查表机械加工工艺手册表 选择莫式锥柄 刀杆直径 高速钢刀头选择切削用量有工艺手册表得粗镗，精镗 粗镗孔至单边余量一次镗去全部余量 （）进给量 （）根据机械加工工艺手册确定坐标镗床的切削速度 为 （） 查表 立式镗床主轴转速 切削工时 ()半精镗孔 切削用量 （）单边余量0.1mm 一次公差去全部余量0.2mm进给量 0.2mm （）根据有关手册,确定立式镗床切割进度 ()查表 立式

14、镗床（主电动机，总容量）主轴转速 切削工时 ( ) 工序：粗、精铣下端面 .选择工具 切削手册根据表. 选择硬质合金刀具根据表 铣前深度铣削宽度 端铣刀直径22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 铣刀几何形状查表机械加工工艺师手册，。由于 , 0, () () ( )选择切削用量)决定铣削宽度 (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为 所以可以在一次走刀内切完)9mm)决定每齿进给量 当使用铣床功率为查表时 0.24mm 要达到表面粗糙度为，每转进给量为1.0mm。，根据,所以取0.15mm 。)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时由于铣刀直径2

15、2mm 故刀具寿命 (查表)根据(表)当22mm （） 781mm各修正系数为: 故 41.28m 554mm根据立式升降台铣说明书(设计手册)选择 500mm因此 实际切削速度和每齿进给量为 49m () 0.11mm根据机床功率:根据表 当 9mm 500mm近似根据型立铣说明机床主轴允许功率为故计算基本工时 式中 128.74mm 根据表,对称安装铣刀,入切量及超切量 则 工时为 ()*工序：切断 、进给量采用切断刀，齿数，每齿进给量0.15mm（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。故进给量、铣削速度：（） （表）由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表得切削速度为18

16、m根据实际情况查表得15 、切削工时切出2mm，切出2mm,行程量75mm。查工艺手册表，切削工时计算公式：工序铣的槽进给量的槽可用高速钢三面刃铣刀加工，铣刀规格为，齿数为。由机械加工工艺师手册表，取每齿进给量为0.15mm, 2mm，故总的进给量为 。 切削速度由工艺手册表,取主轴转速为。则相应的切削速度为：切削工时切入2mm，切出2mm行程量40mm。查工艺手册表，切削工时计算公式：工序：粗铣平面（）整个加工余量为,粗铣加工余量，行程数为 () 确定进给量选用硬质合金端铣刀，材料为，由文献表 铣刀直径选择得铣刀直径应小于80mm，取直径为40mm。齿数为。可选用立式升降台铣床功率为，由文献

17、表 硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量() 确定切削速度由文献表 铣削时切削速度的计算公式及表铣刀直径选择和表 立式铣床主轴转速得:式中 ；.；。取立式铣床主轴转速，则切削速度 () 切削工时由文献表立式铣床工作台进给量取126mm，；同理四、 夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同

18、时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。、提出问题（）怎样限制零件的自由度；形块限制个自由度，定位块限制个自由度，限位销限制个自由度。（）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和扩刀、铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（）怎样使夹具使用合理，便于装卸。、设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对孔进行加工，这个孔尺寸精度要求为，表面粗糙度，钻、扩、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足

19、精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。、夹具设计）定位分析（）定位基准的选择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。故加工孔时，采用的外圆面和其的下端面作为定位基准。（）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。0.025mm0.0177mm）切削力及夹紧力的计算刀具：的麻花钻，的扩孔钻，铰刀。钻孔切削力：查机床夹具设计手册表，得钻削力计算公式： 式中 钻削力钻削深度, 80mm每转进给

20、量, 0.25mm麻花钻直径, 23mm布氏硬度， 所以 （）钻孔的扭矩： 式中 每转进给量, 0.25mm麻花钻直径, 23mm布氏硬度，()扩孔时的切削力：查机床夹具设计手册表，得钻削力计算公式：式中 切削力钻削深度, 80mm每转进给量, 0.3mm扩孔钻直径, 24.8mm布氏硬度， 所以 （）扩孔的扭矩： 式中 钻削深度, 80mm每转进给量, 0.3mm麻花钻直径, 24.8mm布氏硬度， （）钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册表，查得工件以形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数螺杆直径螺纹升角 手柄作用力 手柄长度则所需夹紧力 （）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。、夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过外圆、平面和侧面为定位基准，在形块、支承板和挡销上实现完全定位，以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。