齿轮架零件的夹具设计合肥工业大学Word格式文档下载.docx

1、 生产纲领：一般为500-5000件（中批） 具体设计工作内容： 1、 抄绘，分析零件的工作图，图幅为A3。绘图时应充分利用计算机的功能，准确、迅速地绘制图形； 2、 编制机械加工工艺规程，填写机械加工工艺及指定工序的工序卡，画工序流程图，图幅为A1； 3、 设计、绘制夹具零件图，图幅为A3； 4、 设计、绘制指定工序的夹具装配图，图幅为A2； 5、 撰写设计说明书一份。三 对零件工作图的分析： 1、 抄绘零件图 通过抄绘工作图，了解零件的尺寸、结构和精度、粗糙度、热处理、设计基准等技术要求，结合分析零件所在部件的装配图，深入了解零件的功用和工作条件，找出主要加工表面和关键技术要求；2、 齿轮

2、架材料为QT60-2，生产类型为中批，毛坯用铸造加工，初步即可形成外圆角。齿轮架零件中对圆柱面的粗糙度，精度最高。对该圆柱面加工应为粗车半精车精车。同时加工该圆柱左部-加工要求为的平面。需要铣的平面有一圆面和一平面。精度要求均为，都要求精铣，另有一键槽，加工要求为，只需粗铣（图如工序简图）。钻孔较多，工孔要与气缸体配较要求，钻孔均采用立式钻床。另有一车床平面跳动要求和一垂直度要求。如下图：四 选择毛坯：机械加工常用的毛坯有铸件，锻件，型材件，焊接件等。选用时应考虑以下因素：1， 零件的材料及其力学性能.2， 零件的结构形状和尺寸.3， 生产类型.4， 车间的生产能力.5， 充分注意应用新工艺，

3、新技术，新材料.零件材料已给定为QT60-2，工艺设计按照零件的已知条件如材料，批量，尺寸，形状，精度及粗糙度要求等确定。QT60-2表示球墨铸铁抗拉强度60公斤力/2，延伸率为=2%，其硬度为HRC197-269，具有较高的强度、硬度和耐磨性，但塑性、韧性较差。热加工采用淬火，以减小内应力，毛坯只铸造出大致外形，反映凸台、圆台及一些外倒角，精度低，毛坯要留出加工余量（毛坯图如零件毛坯图）。五 确定表面加工方案： 按照零件各表面的技术要求，查询资料，选择各表面的加工方案，确定各表面的粗、半精及精加工等方法，以及有关的热处理方式。 1、 加工圆柱面：圆柱面精度要求为，精度要求非常高，所以所需工序

4、为粗车半精车精车三道工序，以达到所需精度要求。考虑夹具在车削圆柱面时，顺带加工圆柱左面加工精度要求也较高的平面（此时采用卧式车床）；2、 铣平面：由于精度要求为，则也要求粗铣半精铣精铣 ；3、 铣圆面：根据精度对照表为精度要求的3.21.6，则该圆面也需经过精铣，考虑到零件结构，采用立式铣床；4、钻孔3个，钻后刮平，采用立式钻床;5、钻工螺孔M10钻22攻18钻孔 15攻12钻孔 5以上三种都用立式钻床;6、铣键槽。六 选择定位基准： 在最初的零件加工工序中，只能选用毛坯的表面进行定位，这种定位基准称为粗基准。在以后各工序的加工中，可以采用已经加工的表面进行定位，这种定位基准称为精基准。由于粗

5、，精基准用途不同，在选择时所考虑的侧重点也不同。 确定基准时除了考虑满足有关的基准选择原则外，还要考虑怎 实现所选择的基准，要确定各工序的定位及夹紧方式，夹压位置和夹紧力作用方向； 要考虑定位精度要求，当工序定位基准与工序基准不重合时，要进行工序尺寸换算，分析定位误差。 1、 确定粗基准： 在粗铣上平面时，圆端面作为加工时的粗基准。 2、 确定精基准： 在加工圆柱面时，由于表面精度要求高，须进行精车，此时选择左平面为精基准，进行平面定位，限制三个自由度，下圆柱面用V形块定位，限制2个自由度。七 拟定加工工艺路线： 工艺路线的拟订是制定工艺规程的总体布局，包括：选择定位基准，确定加工方法，划分加

6、工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理，检验及其他辅助工序（去毛刺，倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度，设备的投资，车间面积，生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。一般要拟定2-3种备选工艺路线进行比较，至少要对重要工序提出几种方案进行分析比较，选定比较合理的路线。 具体做法和要求：定位基准的使用，变换顺序大致确定了各表面的加工顺序，注意基面先行等原则；划分加工阶段，不能一次完成一个表面的全部加工；适当选择热处理工序和检验工序；划分加工工

7、序、工步；选择工序集中或工序分散，说明选择时遵循的原则；各工序的节拍要基本平衡。齿轮架加工工序如下： 粗铣平面 粗车圆柱面半精铣，精铣平面 半精车，精车圆柱面 铣圆台面 钻3孔 钻孔M10钻22攻18 钻孔M10钻15攻12铣键槽钻孔八 确定加工余量： 在切削加工时，为了保证零件的加工质量，从某加工表面上所必须切除的金属层厚度，称为加工余量。加工余量分为总余量和工序余量两种。在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，称为总余量（毛坯余量），既某加工表面上切除的金属层厚度。完成一道工序时，从某一表面上所必须切除的金属层厚度，称谓该工序的工序余量，既上工序的工序的工序尺寸与本

8、工序的工序尺寸之差。确定工序尺寸、工序余量、公差及毛坯尺寸 1、 查阅资料，确定各种加工方法的经济加工精度，基本余量； 2、 对与其它尺寸无关联的独立工序尺寸，可以从零件图的设计尺寸起，依次加上（对外尺寸）或减去（对内尺寸）各工序余量得到工序尺寸，公差值按经济精度确定，公差带带位置按“入体原则”确定； 3、 对相互关联，存在基准换算的工序尺寸要解算工艺尺寸链，保证 各工序的加工余量既满足，又最小；4、 最后确定各表面的总加工余量及毛坯尺寸，经查表计算得加工余量如图：铣平面：铣圆面：九 选择工艺装备： 确定工序所用设备及工艺装备 1、根据零件加工精度、表面质量、零件的外形轮廓及夹具尺寸、零件的生

9、产类型等因素选择机床 ； 2、 优先选用通用夹具，必要时要选用专用夹具； 3、 根据被测参数、生产纲领、零件精度等选择量具及测量方法，量具要以规格和精度两方面满足测量要求，一般采用单项测量，当批量大时可以采用相对测量； 齿轮架零件加工中，铣削加工都是采用立式钻床；在车削圆柱面时，考虑定位及夹紧利于车削，采用卧式车床。例如：钻M8孔选择立式钻床 由于齿轮架是中批生产，故应选用外径直接压入钻模的固定钻套，而钻模也应选用固定钻模，其直径很小，钻削力扭矩不大，可用人力挡住钻模，介于以上原因，钻模板也应选择固定钻模板，其选择原则是： 当钻套直接装在整体钻模上致使夹具体内部加工不方便时，应采用单独制造的安

10、装在夹具体上的固定钻模板，为防止在使用过程中移动，除用螺钉联接外，还要用定位销以保持钻套对定位元件的准确位置。4、 夹具的选择 夹具体使用铸造的方法制成盒式结构，其夹紧机构应用单螺旋夹紧。十.夹具设计的要求：夹具设计时，应满足以下的主要几点：1） 夹具应满足零件加工工序的精度要求。特别对于精加工工序，应适当提高夹具的精度，以保证工件的尺寸公差和形状位置公差等。2） 夹具应达到加工生产率的要求。3） 夹具的操作要方便，安全。4） 能保证夹具一定的使用寿命和较低的夹具制造成本。5） 要适当提高夹具元件的通用化合乎标准化程度。6） 具有良好的结构工艺性，以便于夹具的制造，使用和维修。 十一.夹紧力的

11、计算： 如上图：Fz 19F19G30 F=3G/19+Fz 其中Fz 为钻削力，F为夹紧力，G为工件的重量 十二 夹具零件的选择： 经查资料得以下零件的技术要求： 1、 固定钻套 GB2262-80 材料：T10A 热处理：20 渗碳深度0.81.2 HRC58-64 2、 钻套用衬套 GB2263-8020 渗碳深度0.8-1.2 HRC58-64 3、 活节螺栓 GB798-7635螺栓 M1070 4、 圆头螺钉 GB65-76A3 螺钉 M850 螺钉M830 表面处理：氧化 5、 垫圈 GB97-76 垫圈 10 热处理：HRC44-50 6、 弹簧垫圈 GB93-7665Mn 表

12、面处理： 7、 平压板 GB2183-8045HRC35-40 压板 20200 8、 六角头支承 GB2227-80全部HRC40-50 M1025 9、 六角头螺栓 GB21-76 10、 V形块 GB2208-8020渗碳深0.8-1.2 HRC58-64 N=42 V形块 11、 定位销T8淬火、回火 HRC58-64 12、 六角头螺母 GB51-76 螺母M10 表面氧化HRC30-35 13、 夹具体：外框 196130140 内框 166100110 十三 选择切削用量及切削力： 1、 切削用量的选择：选择切削用量是要选择切削用量三要素的最佳组合，在保持刀具合理耐用度的前提下，

13、使ap 、f 、v 三者的乘积值最大，以获得最高的生产率，故首先要选取尽可能大的背吃刀量，其次根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的要求，选取尽可能大的进给量，最后利用切削用量手册选取或者用公式计算确定切削速度。 2、 切削力的合力及分力切削力的合力及分力 Fz 主切削力或切向力 Fy 切深抗力，或称轴向力、吃刀力 Fx 进给抗力，或称轴向力、走刀力 Fr =切削功率 P m=（Fz V+ Fxnw f/1000）10-3 KW FzV 切削力的经验公式： Fz=CFzapxFzfyFzVnFzKFz Fy=CFyapxFyfyFyVnFyKFy Fx=CFxapxFxfyFxVnFx

14、KFx CFx、CFy、CFz为决定于被加工材料和切削条件的系数 KFx、KFy、KFz为修正系数 xFz、yFz、nFz等为ap、f、V的指数。十四 确定工时定额： 时间定额是在一定的技术、组织、条件下制定出来的完成单件产品或某项工作所需的时间；时间定额是计算产品成本和企业经济核算的依据之一，也是新建或扩建时决定设备和人员数量的重要依据。时间定额必须正确确定，应该具有平均先进水平，过高或过低的定额都不利于促进生产。单件时间定额的计算公式： Td=Tj+Tf+Tfw1+Tfw2+Tx基本时间Tj 和辅助时间Tf 之和为工序时间Tg Tg=Tj+Tf辅助时间可由定额表中查出。工作地点技术服务时间

15、Tfw1与工序时间百分比为1-7%；工作地点组织服务时间Tfw2与工序时间百分比为1-1.7%；休息及身体需要时间与工序时间的百分比约为2%。综上所述，单件时间定额的公式可写成如下形式： Td=Tj+Tf+（Tj+Tf）a/100+（Tj+Tf）B/100+（Tj+Tf）r2/100 =（Tj+Tf）（1+（a+b+r2）/100）成批生产时加工一批零件的总时间为： TP=TdP+Tz单件总时间定额Th 则为： Th= TP/P=Td+Tz/P十五 .小结： 通过这为期半个学期的毕业设计，我收获良多。回想这段时间的作，简直可以用一个字来形容，那就是“累”。 首先，我所设计的零件很复杂而且形状也

16、不规则，这使本来就很大的工作量变得更大了，以致于我每天都要看书，查阅大量的资料，毫不懈怠，希望能按时完成毕业设计的任务。不过，任何事物都具有两面性，虽然我们工作很累很辛苦，但是我们从中学到了很多东西，查漏补缺，也弥补了过去所学知识的缺陷和不足，更加完善了自己，提高了自己。 由于毕业设计的涉及面广，牵扯到的知识很多，在设计的过程中必然要翻阅很多的资料和工具书，这就需要我们到图书馆去借阅资料，再一次锻炼了我们查阅资料和自觉学习的能力。更重要的是，在设计的过程中综合运用了以前所学的相关知识，这是一次很好的复习机会。通过对知识的综合运用，融会贯通，巩固和加深了知识，也达到了温故知新的目的。 同时，这次

17、设计也给了我一个实践的机会。以前我们所学得知识都来源于书本上的条条框框，学得是前人的经验，不是自己切身体会的东西，枯燥无味。现在运用到实践中去，指导实践，学以致用，觉得很有意义，也使我对学习和探索新知识、新领域产生了浓厚的兴趣。 总之，这次设计我收益匪浅，很好地得到一次锻炼。作为我人生中的一次重要经历，我会永远铭记于心。最后提两点小小的、不成熟的建议：第一，希望老师能多给我们实践锻炼的机会；第二，由于工作量大，希望老师能多给我们上机画图的机会。十六 参考书目： 1、机床夹具设计 2、机械制造工艺与夹具设计指导 3、机械制造工艺课程设计简明手册 4、机械制造工艺过程 5、机床夹具手册 6、机床夹具结构图册 7、金属机械加工工艺人员手册 8、制图标准 9、机械零件设计手册