拨叉脚内侧夹具设计说明书.docx

1、拨叉脚内侧夹具设计说明书课程设计说明书设计题目：副变速拨叉工艺流程及铣拨叉叉脚内侧夹具设计说明书学院：机械电气工程学院 班级：学号：姓名： 指导老师:CA6140车床副变速拨叉机械加工工艺规程一.设计的目的机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课 程，经过生产实习所获得的感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导 下，要求在设计中能初步学会综合运用以前学过的全部课程，并且独立完成 一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下了良好基础。通过课 程设计达到以下目的：1，能熟练地运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识， 正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以

2、及合理制定工艺规程等问题方 法，培养自我学习能力和解决问题能力。2,通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通 过学生亲手设计夹具的训练，提高结构能力设计。3,课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册，查询相关 资料等，增强解决实际工程问题的独立能力。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1确定毛坯种类：零件材料为KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为 中批量生产，所以，选择金属型铸造毛坯。查机械制造技术基础课程设计 指南表5-1。选用铸件尺寸公差等级为 CT1Q保证的尺寸公差在1-4 mm。2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定（1） 查p119

3、表5-1选择金属型铸造毛坯选用铸件尺寸公差等级为 CT10（2） 求铸铁尺寸公差 查表5-3铸铁尺寸63-100mm取3.2（3） 求机械加工余量等级 查表5-5 E-G取G级（4） 求RMA（要求的机械加工余量） 查表5-4 RMA为1.4（5） 求毛坯基本尺寸 R二F+2RMA+CT/2=70+2.8+3.2/2 =74.4项目*24端面两叉头同侧两叉头内侧14H13槽公差等级CT10101010加工面基本尺寸7064014铸件尺寸公差3.23.23.23.2机械加工余量等级GGGGRMA1.41.41.41.4毛坯基本尺寸74.410.4349.61 L4HW底丸许fflDh酬的因几 材

4、科 t HH350-1K制图王 林2歸蛊集511莊请桶又毛坯牟件宮削111机制妙2班毛坯零件合图二、工艺规程设计（一）选择定位基准：1、粗基准选择：以零件24左的端面为主要粗基准，以零件 24的外圆为辅助 粗基准。2、精基准选择：根据精基准的选择原则“基准统一原则”以及考虑到工件的 装夹与加工方便，选用加工后的 24右端面为主要精基准，以零件 24的外圆为辅助精基准。（二）制定工艺路线考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时 的经济性，尽量使工序能够集中起来。选择零件的加工方法及工艺路线如下： 方案一：工序1:铸件回火工序2:粗铣24右端面粗铣两叉头右侧，以 24左端面

5、为粗基准，采用立式 铣床加专用夹具。工序3:粗铣，半精铣24左端面，以及粗铣两叉头左侧，以 24右端面为定 位基准，采用立式铣床及专用夹具。工序4：钻，铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准，采用立式钻床以及 专用夹具。工序5:粗铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹 具。工序6：粗铣槽，以24孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。 工序7：钻8.7孔，以24孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。 工序8：去毛刺。工序9：热处理。工序10：终检。方案二：工序1：铣削T4右端面，以24左端面为粗基准，采用X51型立式铣床、YG8硬质合金端铣刀以及专用夹具;工序2：钻

6、、扩、铰、及精铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准， 采用Z525型立式钻床、锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀以及专用夹 具；工序3:铣削24左端面，以24右端面为定位基准，采用 X51型立式铣 床、端铣刀及专用夹具；工序4:粗铣大叉头外表面，以 24右端面为定位基准，采用 X51型立式 铣床、镶齿套式面铣刀及专用夹具；工序5:精铣大叉头外表面，以 24右端面为定位基准，采用 X51型立式 铣床、三面刃铣刀及专用夹具；工序6：铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用X61W型卧式铣床、 细齿锯片铣刀及专用夹具；工序7：铣14H13的槽，以14孔中心为定位基准，采用X62型卧式铣床、

7、直齿三面刃铣刀及专用夹具；工序8钻87 mm孔，以14孔中心为定位基准，采用 Z32K型摇臂钻床、 直柄麻花钻及专用夹具；工序9：铣大叉头右端外端面，以14孔中心为定位基准，采用X61W型卧 式铣床、细齿圆柱形铣刀及专用夹具；工序10：去毛刺；工序11：终检。制定工艺路线使尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还 应当考虑加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来提高生产率。比较方案 一和方案二方案一更合理一些因此选择方案一。（三）加工余量，工序尺寸及公差的确定各个工序加工余量，精度等级工序加工表面加工内容加工余量（mm精度等级（CD工序尺寸（mm表面粗糙度工序余量（mm1*24右端面粗铣

8、2.21272.2250两叉头右侧粗铣1.2129.21半精铣1118.26.302*24左端面粗铣2.21270250两叉头左侧粗铣1.21271半精铣11166.303$14孔钻1312131铰19143.204两叉头内侧粗铣6124012.505槽粗铣4.4101412.506*8.7 孔钻8.7128.7250（四）确定切屑用量及时间定额一：铣24端面以及两叉头左侧：加工条件：被加工材料 KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。零件大小为x=70mmy=85mm加工要求：粗铣*24右端面，加工余量为 2.2mm1,刀具选择：选择硬质合金端铣刀 YG

9、8铣刀直径40mm背吃刀量a4，a 0.18 qv=0.22 pv=05，工时定额的确定查机械制造技术基础课程设计指南（p37）完成零件加工的一个工序 的时间定额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单件时间定额；Tj -基本时 间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与 终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj“ l2i；h =ae（d二ae）收花=3计算可得Tj =0.4min.fMz辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.08min.布置工作时间：Tb =0.05*0.48=0.024mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0

10、.48 0.02min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额T=0.53min二.加工14孔，加工条件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa 最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为14mm钻孔至13mm铰至14mm1,选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径 13mm钻头直径13mm铰孔时，YG8钻头直径为14mm进给量f 0.3mm/r，切削速度乂= C叭 k查机 Tmap f yv械制造技术基础课程设计指导表 2-13Kv=0.75 Cv=14.1 Zv=0.25 Xv=0 Yv=0.55 m=0.125 ap=7算得vc =18.6m/min扩孔时，高速钢，钻头直

11、径13mn，2,选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表 5-64，选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min，主轴最大转矩245.25N，功 率 2.8kw。3，时间定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。钻孔的基本时间：=丄=l1 ；h二Dcotkr 2；12 =3 ；计算可得：Tj=3.8minj fn fn 2辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.76min.布置工作

12、时间：Tb =0.05*3.8=0.19mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*3.8 0.11min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz/N =4.86min铰孔的基本时间：Tj二丄h l2；h d1cotkr 2;l3 ;计算可得：j fn fn 2Tj =4.9 min辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.98min. 布置工作时间：Tb =0.05*4.9=0.25mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*4.9 0.15min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz/N = 6.28

13、min加工14孔所用的额定工时为：T=11.07mi n三.加工8.7孔，加工条件：被加工材料 KTH350-10其最小抗拉强度为 330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为8.7mm钻孔至8.7mm1,选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径 8.7mm进给量fM.3mm/r，切削速度Vc cvdx_kv查机械制造技术基础课程设计指导表 2-13算得Tmap f yvVc =12.1m/min 选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导 表5-64 ,选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min ,主轴最大转矩 245.25N,功率 2.8kw。3,时间定额的确定完成

14、零件加工的一个工序的时间定额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。钻孔的基本时间：=丄=一l1一 ；h二Dcotkr 2；12 =3 ；计算可得：Tj=2.3minj fn fn 2辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.46min.布置工作时间：Tb =0.05*2.3=0.12mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*2.3=0.07min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz / N =

15、2.95min加工14孔所用的额定工时为：T=2.95min四：铣拨叉叉脚内侧：加工要求：粗铣拨叉叉脚内侧平面，加工余量为 3mm选机床：查机械制造技术基础课程设计指南表 5-74，选用X61型卧式铣 床。机床功率为 7.5kw。每齿进给量为 0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。查机械制造技术基础课程设计指南Cv = 48.qv = 0.25, xv =0.1, yv =0.2,uV = 0.3pV = 0.1,m = 0.2,T =120min, ap =16mm, fz =0.8mm/ z, ae =14mm,z = 20, d = 1

16、25mm kv =1.0计算得 v =25.4m/min根据X62型卧式铣床工作台进给表（5-75），选择n=60r/min=1r/s ，则实际的 切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为:fMz = 0.08* 20* 60 = 96mm/min根据X61型卧式铣床工作台进给表（5-76），选择fMz = 75mm/min。工时定额的确定查机械制造技术基础课程设计指南（p37）完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td =Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单件时间定额；Tj -基本时 间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与 终结时间；

17、N-一批零件的数量。基本时间：Tj丄 St二.,ae（d二a。）很出=3计算可得Tj =0.5min. fMz辅助时间：Tf =0.2 t =0.1mi n.布置工作时间：Tb =0.05*0.48=0.024mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0.48 0.02min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额T=0.644min五，铣槽1,加工情况：铣槽宽：14mm槽长度：19mm槽深度16mm被加工材料KTH350-10 其最小抗拉强度为350MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。2, 选用刀具：高速钢三面刃铣刀。铣刀直径为 125mm宽度14mm齿数203,选机床：查机械制

18、造技术基础课程设计指南表 5-74，选用X62型卧式铣床。机床功率为 7.5kw。每齿进给量为0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。查机械制造技术基础课程设计指南Cv 二 48.qv 二 0.25, xv 二 0.1, yv = 0.2,uv 二 0.3pv = 0.1,m = 0.2,T =120min, ap =16mm, fz = 0.8mm/ z, ae =14mm,z = 20, d = 125mm kv =1.0计算得 v =25.4m/min根据X62型卧式铣床工作台进给表（5-75），选择n=60r/min=1r/s ，则实际

19、的 切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为:fMz = 0.08* 20* 60 = 96mm/min根据X62型卧式铣床工作台进给表(5-76 ),选择fMz = 75mm/min。则实际的每齿进给量为fz 75 0.063mm/ z20* 605,工时定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td =Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj 二 一1一 i；h = . ae(d-ae) 2;|2 =3 计算可得 Tj =

20、 0.8min=42s.fMz辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.16min.布置工作时间：Tb =0.05*0.8=0.04mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0.8 0.024min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 T=1.02min=62s夹具设计该夹具是在工序4用卧式铣床粗铣拨叉叉口内侧面。 工件以已加工的孔及 其端面定位，限制五个自由度，以叉杆幅板右侧面限制一个自由度，实现完 全定位。夹具用螺母4夹紧工件，用自为夹紧机构完成辅助定位与夹紧，以 承受切削时产生的切削力。安装工件时，先将压板6转开，把工件从夹具前方放入夹具，并使各定位 表面靠紧各自的定位元件。然

21、后拧紧夹紧螺母4,再将压板6转到夹紧位置并 拧紧夹紧螺母5,即可进行加工。1.切削力及夹紧力的计算水平分力：Fh=1.1F=71.64 ( N),垂直分力:FV=0.3F=19.54 (N)400.861=65.13 (N)在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K二KK2K3K4刀具：细齿锯片铣刀， 40mm Z=40,其中：cF =30, ap =2mm,xF =1.0, fz = 0.08mm/ z,yF = 0.72, kF =1,ae =5mm,uf = 0.86, d0 = 40mm, qF =0.86, wF = 0, z =40,切削力F=CfXf yF Ufap f

22、z ae zd；qFnWFkFc所以F=0.72 0.8630 2 0.08 5 40其中：k1为基本安全系数1.5 ； k2为加工性质系数1.1 ；ka为刀具顿化系数1.1 ； k4为断续切削系数1.1。所以 F=KFh=1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 71.64 = 143.03 (N)为克服水平切削力，实际夹紧力 N为N ( f f2) =KFh，故N二 。f1 + f 2其中f1及f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数， f1 = f2二0.25，则N14303 =286.06 (N)o0.52.定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一水平放置的

23、定位销，查机床夹具设计手册可得，该定位销尺寸及上下偏差为 14Z3(2)定位误差计算。定位二二 d=(-0.016 0.023) 0.043 =0.025mm 从零2 2件图可知，14孔的轴线的直线度误差为 0.025mm所以上述定位误差可以 允许。IOi6A-AK术整弱LCH对Bj的在更度營遵Q. Q25u2.1弘難的对CU的干祎 戊益旌Q. D2S*.所设计的夹具装配图如图所示:T4*25?4541跡念基傥14CrMSfljC1曲11揪対*12M2 15E思曲内祈 CM 电贞R(1) 定位方案 工件以已加工的孔轴及其端面定位，用定位销 3进行定位， 其限制了零件的两个转动自由度和两个移动自

24、由度。由孔的一个端面以一个垫块限制了其一个移动自由度，由叉杆幅板右侧面与夹紧装置 6,和7限制了其1个自由度，通过以上定位装置来限制了其 6个自由度，实现完全定位。(2)夹紧机构 根据生产要求，通过手动夹紧就可以满足要求，采用螺旋夹 紧机构对工件进行夹紧。(3) 对刀装置 采用圆形对刀块(JB/T8031.3-1999)及平面塞尺(JB/T8032.1-1999)对刀。对刀块2可以沿着导向槽移动或更换，自位夹紧机构可以在夹具体1上作左右调整。时间飞逝，为期三周的课程设计已经接近尾声。如今，回首这三周的设 计过程，我感触良多。在老师和同学的帮助下，我从中学到了以前在课堂和 书本上学不到的东西，受

25、益匪浅。在这次设计过程中，我真正地认识到自己 的不足之处，以前上课没有学到和自己平时忽略的知识，在这次设计当中也 涉及到了。通过自己不断地查漏补缺，使得自己的知识结构进一步合理、知 识体系进一步完善。这次设计将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与 配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，巩固了 所学知识。 本次课程设计让理论与实践更加接近，加深了我们对理论知识的 理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段： 第一阶段是机械加工工艺规程设计, 第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计 算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹

26、具设计的阶段运用了工件定 位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。在这次设计中，还有一个重点的就是关于专用夹具的设计。在开始的设 计过程中，存在这样或那样的问题。但在老师的细心指导下，查阅各种关于 专用夹具的设计资料，我根据步骤一步一步的设计，画图。老师仔细分析我 们的图纸后提出了多点意见，几经修改终于完成。其次，我了解到作为一个 设计人员，在设计的过程中一点都不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不 能凭空捏造。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准执行，查阅大量资料。设计一个零件，需要花费一定的时间，有时甚至是很长的时间通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等0总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能 力，为以后的设计工作打下了较好的基础。 这次设计使我认识到，学习都必须做到认真、谨慎，注重将理论和实践相结合。用实践检验自己所学的知识， 真正地让知识在实践中升值创造出更大的价值。