倒挡拨叉工艺夹具设计说明书.docx

一、序言2二、零件的工艺分析及生产类型确实定2三、毛坯的选择与设计4四、加工方法和工艺路线的设计6五、工序设计9六、确定切削用量及基本时间12七、夹具设计16八、设计小节17九、参考文献17工作长度108mm,莫氏锥度为1号，总长189mm。1-4工序5倒角。1-5工序3、6、7都是铳。铳刀按表5-105选镶齿三面刃铳刀， 直径为100,孔径d=27,齿数z=12。1-6工序8钻° 8.7孔。孔径为8.7mm无通用刀具，故可制造专用 刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。(3)选择量具本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据外表精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表:工序工序名称量具3铳端面游标卡尺、粗糙块4钻。13孔扩、014H9孔游标卡尺、塞规5倒角游标卡尺6铳脚面、开挡游标卡尺、粗糙块7铳槽游标卡尺、粗糙块8钻。8.7游标卡尺、塞规2确定工序尺寸(1) e24端面加工余量(2)钻° 13、扩014H9 孔加工外表工序双边余量工序尺寸及公差外表粗糙度粗铳粗铳粗铳端面50446Ra25(3)面加工余量加工外表工序双边余量工序尺寸及公差外表粗糙度钻扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔13163Ra6. 3加工外表工序余量工序尺寸及公差外表粗糙度粗铳精铳粗铳精铳粗铳精铳R15圆柱面215Ra25R19圆柱面219产Ral2. 5脚面1.60.423.4廿3qq+0.2 乙工0.1Ral2. 5Ra6. 314H13槽底面210Ra2514H13 槽1.60.414.41 4+°27Ra25Ral2. 5(3)钻O8.7J0 09 孔加工外表工序双边余量工序尺寸及公差外表粗糙度裕.71孔8.7呼廿09Ra25六、确定切削用量及基本时间1工序3切削用量：本工序为粗车端面，加工材料为ZG310-570,表 面淬火处理后HRC40-50o确定粗铳端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铳刀。%, 二2mm，查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求不高，选择n=150r/mino由前面可知刀具直径为 100mm，那么切削速度为V =皿=314xl0()xl5° = 47.12就min。10001000校核机床功率：参考公式=300 x 10-5 x J013 x 4°用 x a Js x apznkpm其 中 ap = 2mm d= 100mm ae = 24 twnaf = 0.2mm/z z=12n=150/60r/s kpm=l,解得 p,” =1.61 kw<7.5kw ,故可用。2工序4切削用量：本工序为钻(H3mm、扩6 MH%/04?)。1.1 确定钻力13mm孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻， 其直径为13mm,工作长度101mm,莫氏锥度为1号，总长182mm。确定切削用量4=13/2=6.5mm,查表得进给量f=0.28mm/r,切削速 度 v =21 m/min o 那么主轴转速 n= l0°°" =514.19r/min,故取 n=545r/min,7id此时 v=/4=22.26m/min。 10001.2 确定扩 14H9（7%孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T 1141-1984,其直径为14mm,工作长度108mm,莫氏锥度为1号， 总长189mm。确定切削用量*=l/2=0.5mm,查表得进给量f =0.45mm/r,切削速 度 v =60m/min。那么主轴转速 n= 100°） =1364.19r/min,故取 n=960r/min, nd此时 v= =42.2m/min o10002 . 3基本时间确定钻 13mm孔的基本时间L l + L+L 46+2 + 7.7 0 =!- =x60 = 21.9571 fri fiz 0.28x545确定扩 14H9c孔的基本时间L 1 + L+L 46+2 + 7.7 。 =!1 =x60 = 7.745fri fii 0.45 x 9603工序6切削用量：本工序是铳脚面、开挡，先粗铳，后半精铳。3 . 1确定铳开挡底面圆柱面R15的切削用量 所选刀具为镶齿三面 刃铳刀。%,=2mm，查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求不高（Ra=25um）,选择n=150r/mino由前面可知刀 具直径为100mm,那么切削速度为V/ = 血=型史吆变= 47.1m/min。10001000校核机床功率：参考公式 pm = 300 x 10-5 xt/013 xx a I，xapznkpm其 中 a n = 2mm d= 100mma, =31 mm af = 0.2mm/ zZ=12rJn=150/60r/s kpm=l,角星得 p,“ = 2.01 kw<7.5kw ,故可用。4 .2确定铳开挡底面圆柱面R19的切削用量所选刀具为镶齿三 面刃铳刀。4=2mm，查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求不高(Ra=12.5um),选择n=200r/mino由前面可知 刀具直径为100mm,那么切削速度为 7idn 3.14x100x200.v - 62.83/71/ min。10001000校核机床功率：参考公式 pm = 300xlO-5 X6f013 x0,88 xa5 xapznkpm其 中 an = 2mm d= 100mma。= 7 mm4r =0.2mm/zz=12n=200/60r/s kpm= 1,解得 pm = 0.72 kw<7.5kw ,故可用。5 .3确定开挡脚面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铳刀。%,二4mm,查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求较高(Ra=6.3um及有垂直度要求)，选择n=250r/mino 由前面可知刀具直径为100mm ,那么切削速度为 . 7idn 3.14x100x250 _o _ .V = 78.5m/min。10001000校核机床功率：参考公式 P,” =300x10-5 xt/013 x«e0'88 xaf°'15 xapznkpm其 中 ap = 0.35 mmd= 100mm ae = Amm af = 0.2mm/ z z=12n=250/60r/s kpm=l,角军得%=0.1kw<7.5kw ,故可用。4工序7本工序为铳槽，先粗铳槽底，再铳槽。4.1 确定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铳刀。2mm，查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求不高（Ra=25um）,选择n=150r/mino由前面可知刀 具直径为100mm,那么切削速度为V =皿 =314xl0°xl5° = 47.Im/mine 10001000校核机床功率：参考公式 pm =300xl0-5 x J013x a I'，xapznkpm其中 a= 2inm d= 100mm=10mmaf = 0.2/wn/ z z=12n=150/60r/s kpm=l,解得 =0.74 kw<7.5kw ,故可用。4.2 确定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铳刀。%,二4mm,查表得进给量f =0.2mm/z,又X62铳床主轴转速30-1500 r/min,精度要求较高（Ra=12.5um且对称度为0.4）,选择n=220r/min。 由前面可知刀具直径为100mm ,那么切削速度为 . Tidn 3.14x100x220 ”1.V = 69.1m/min。10001000校核机床功率：参考公式p, = 300x 10-5 xd。3 x4°秘xa'15 xapznkpm其 中 dp = 4mm d= 100mmae = 18 nvna f = G.2mm I z z=12n=220/60r/s kpm=l,解得 p,n = 3.66 kw<7.5kw ,故可用。5、工序8本工序为钻。8.7,并惚平° 12。确定钻。8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为 8.7mm,工作长度80mm,，总长122mm。确定切削用量4=8.7/2=4.35mm,查表得进给量f =0.49mm/r,切削速度 v =27m/mino 那么主轴转速 n= 10°° =987.8i7min,故取 n=960r/min,此时 7idv= 7md =26.24m/min。1000七、夹具设计本夹具是铳14H13槽的专用夹具。（1）定位方案 工件以肋板右端面、614H9孔及拨叉为定位基准。肋板右端面为未加工端面，做粗基准，选择3个网纹顶面支承钉 钉（C型），3个支承钉不在同一直线上，可限制3个自由度（2个转 动，一个移动），选择C型支承钉还可以增加摩擦力平衡局部铳削力。4）14H9孔用短销（短销为短销与螺杆结合，螺杆不与内孔接触，故 不限制自由度，螺杆做加紧用）限制2个移动自由度。拨叉处用菱形 销限制1个自由度，3局部共限制6个自由度，故全定位。（2）定位元件3个网纹顶面支承钉:标准件 支承钉C8X4mm JB/T8029.2-1999；短销螺杆：非标准件，为短销跟螺杆的整合体；菱 形销：标准件 B30X36 JB/T8014.2-1999o（3）夹紧机构为了方便装载，采用基准中心夹紧即可以保证 加工要求。（4）对刀装置采用直角对刀块及平塞尺对刀。2FL（5）加紧力计算 参考公式2& tan（a +（p） + -f2式中，a为螺纹升角，夕为螺纹摩擦角，f为摩擦系数，&螺杆中径。（6）定位精度分析定位孔与定位销配合尺寸取。14当，其中工件定位孔尺寸为 例4H7（014；。8mm）,定位销尺寸例46（如4：噩mm）。工序要保证的精度有槽深度10以及槽两侧对称度为0.4o对于槽底对孔轴线的距离为10mm,工序尺寸为10mm定位基准与工序基准重合，所以基准不重 合误差为0,故槽深上偏差为14.018-14.023=-0.005mm,下偏差为 14-14.034=-0.034mm,故其定位误差为0.029；对于槽两侧的对称度,定位基准与工序基准不重合，误差为。八、设计小结机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础 课，专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的一 项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课 程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。因此，它 在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问 题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础.由于能力有限、时间有限，设计尚有很多缺乏之处，希望各位 老师给予指导九、参考资料1机械制造技术基础课程设计指南秦凯主编化学工业出 版社2机床夹具设计手册王光斗王春福主编上海科学技术 出版社3机械制造技术基础吉卫喜高等教育出版社4机床夹具设计手册上海科学技术出版社一、序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大局部 专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这 次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习 中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在 老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理 有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了 提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在结束了机械制造基础及有关课程的学习后，通过本次的设 计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合 地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。由于能力有限，经验缺乏，设计中还有许多缺乏之处，希望老师 多加指教。二、零件的工艺分析及生产类型确实定1零件的作用题目所给的零件为倒挡拨叉，是与操纵机构零件结合用与拨动滑 动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面。14H9、14Hl3槽以及下拨叉 有精度要求。2零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比拟复杂，形 位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有。14H9 外表粗糙度为Ra6.3um,其轴轴要保证直线度M级。0.03；斜脚面尺 寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2,外表粗糙 度为Ra6.3um并保证与。14H9轴线的垂直度为0.25； R19面粗糙度 为Ral2.5um,外表要求淬火处理，硬度要求为48-53HRC；下爪总 长公差尺寸为-1到0;后脚面公差尺寸为。到0.52,前面到轴线尺寸 18的公差尺寸为±0.2；孔0 8.7公差尺寸为。到0.09,其轴线到开挡 前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15,孔深32公差尺寸为-1到0； 拨叉尺寸要求较高，两内外表归于孔。8.7的对称度为0.4,内外表表 面粗糙度为Ral2.5,内外表满足配合14H13公差尺寸为0到0.27, 其槽底局部允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔。8.7还需 钩平直径为川2；孔024端面、开挡内R15面、孔08.7内外表以及槽 14H13底面外表粗糙度为Ra25 一般的加工都可获得。通过分析该零 件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比拟容易保证，我们通过 专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完 整表达物体的形状和大小，符合要求。3零件的生产类型依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。三、毛坯的选择与设计1选择毛坯该零件材料为ZG310-570,属于批量生产，而且零件的结构 复杂，采用铸件成型。2确定机械加工余量铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按 GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的 零件，所以毛坯选择砂型铸造。根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为FH。所以，可取CT=9级。查表(GB/T6414)查出各外表的公差数 值。零件尺寸公差CT024端面462脚面圆柱面151.6脚面圆柱面191.7两脚面尺寸61.514H13槽面尺寸141.6槽底面141.6叉脚开挡尺寸231.73设计毛坯图拨叉毛坯图尺寸（单位：mm）零件外表总余量毛坯尺寸公差CT024端面462502脚面圆柱面152131.6脚面圆柱面192171. 7两脚面尺寸62101.514H13槽面尺寸142101.6槽底面142121.6叉脚开挡尺寸232191. 7下列图为该零件的毛坯图（具体尺寸请看毛坯图）：B-B>0父>公父>八>A-A四、加工方法和工艺路线的设计1定位基准的选择(1)粗基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表 面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用肋板6的左端面作为粗 基准来加工“14H9孔。以上选择符合粗基准的选择原那么中的余量最 小原那么、便于装夹原那么，以及当零件有不加工外表应该以这些不加工 外表做粗基准的原那么，在以后的工序中，那么使用经过加工的外表作为 定位基准，加工614H9孔，保证其轴线的直线度，并作为以后工序 的定位基准，这个基准就是精基准。(2)精基准的选择在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比拟简单可 靠，为以后加工重要外表做好准备。2零件外表加工方法的选择本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为 ZG310-570o以公差等级和外表粗糙度要求，参考有关资料，其加工 方法选择如下。(1) “24端面:外表粗糙度为Ra25um,可选粗铳即可满足要求。(2) 614H9孔：公差等级为9级，外表粗糙度为Ra6. 3um,公 差尺寸0到0.043,根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9,可 以先钻后扩孔来满足要求。(3)开挡615内圆柱面：外表粗糙度为Ra25um,未标注公差等 级，故粗铳即可满足要求。(4)脚面：外表粗糙度Ra6. 3um,加工方法可采用粗铳即可到达 要求。(4)开挡：外表粗糙度为Ral2. 5um,加工方法可采用粗铳即可 到达要求。(5)槽14Hl3：外表粗糙度为Ral2. 5um,公差等级13,加工方 法可采用粗铳即可到达要求。(6)槽14Hl3底面：外表粗糙度为Ra25um,加工方法可采用粗 铳即可到达要求。(7)孔”8.7*：外表粗糙度Ra25um,公差尺寸为0到0.1,根 据GB1800-79规定其公差等级按IT11,采用钻孔即可到达要求。3制订工艺路线工艺路线的拟定为保证到达零件的几何形状，尺寸精度、位置 精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成 批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具，并考虑工序集中以提高 生产率和减少机床数量，使生产本钱下降。现有工艺路线如下：工艺路线一工艺路线二精铸退火精铸退火工序工序1.铳端面1.钻孔2.钻孔2.粗铳脚面3.扩孔3.铳端面4.倒角4.扩孔5.粗铳脚面5.倒角6.铳开挡6.铳开挡7.铳槽7.铳槽8.钻孔8.钻孔9.精铳脚面方案的比拟选择:方案2先铳脚面虽然满足了先面后孔的原那么，但是对于后面工序 的基准选定却不够方便，所以不合理，根据根据经济性级工序内容的 简便性可选择方案一，并制定出详细的工序内容。毛坯为精铸件，拿到毛坯后应该先退火处理下，消除掉铸件在铸 造过程中产生的内应力及误差。并在毛坯车间调整好毛坯的机械性能 以到达技术要求，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下：1 .铸造2 .热处理3 .铳端面4 .钻。13孔、扩。14H9孔5 .倒角6 .铳脚面、开挡7 .铳槽8 .钻夕8.79 .去毛刺10 .检验根据工序安排编出机械加工工序卡，共6张。五、工序设计1选择加工设备与工艺装备(1)选择机床1-1工序4钻。13孑L、扩。14H9孔、工序5倒角及工序8钻° 8.7,工 步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用 Z525立式钻床。1-2工序3、6、7是粗铳和精铳，各工序的工步数不多，成批生产不 要求很高的生产率，应选用卧式铳床就能满足要求，选用X62卧式 铳床即可。(2)选择刀具(参考指南)1-1工序3铳端面1-2工序4钻。13孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438.1-1996O 其直径为13mm,工作长度101mm,莫氏锥度为1号，总长182mm。1-3工序4扩84H9孔。选择14 GB/T 1141-1984。其直径为14mm,