《机械制造技术基础》课程设计-拖拉机倒档拨叉夹具设计.docx

拖拉机倒档拨叉设计说明书 设计人：马同学 QQ:（浙江大学机电）机械制造技术基础课程设计（夹具设计）摘要本设计设计的是拨叉的加工工序、设计方案、计算过程以及夹具设计。机械零件的表面加工方法的选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的处理、加工阶段的划分、机床和工艺装备的选择、加工余量与工序尺寸及公差的确定等都是编制工艺规程的主要问题。而夹具设计所面临的是设计方案的确定、定位元件的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的计算、夹具体毛坯结构及夹具元件配合的确定。还有毛坯图、零件图和夹具装配图的绘制，如何保证用技术条件是加工过程最为重要的问题，而夹具也起着至关重要的作用。机械零件的合理结构设计、加工工艺性设计，保证零件的加工质量，对提高生产效率有着重要意义，它是保证产品质量的关键所在。通过对机械零件加工过程的设计，可以发现一个产品的设计需要各个加工过程很好的配合才能成功。关键词：机械零件； 工艺； 夹具； 夹紧； 定位Abstract In this paper, the design of the fork processing speed, design, calculation and design of drilling jig. Fork the surface of the choice of processing methods, processing sequence of the arrangement, process centralization and decentralization of treatment, the division stage of processing, machine tools and process equipment selection, allowance and processes determine the size and tolerance of the preparation process are the main point of order problem. Fixture Design and facing the program is designed to identify, locate component selection, positioning errors of analysis and calculation, the calculation of clamping force, the specific folder structure and the rough with the determination of fixture elements. There are fork blank map, fixture assembly parts diagram and mapping how to ensure the technical conditions fork is the most important process, and fixture also plays a vital role. Fork reasonable structural design, design process to ensure quality processing fork, to improve the productivity of great significance, it is to ensure that the key to product quality. Fork through the design process can be found in a product design process requires a good co-ordination to succeed. Keywords: fork; technology; fixture; clamping; positioning目录摘要1Abstract2第1章 绪论51.1 课题背景及意义51.2 夹具的发展趋势6第2章 零件的分析82.1 零件的作用82.2 零件的工艺分析82.3 零件的技术要求9第3章 工艺规程的分析103.1确定毛坯制造形式103.1.1 选择毛坯种类103.1.2 毛坯形状的确定103.2 毛坯尺寸与机械加工工艺尺寸确定113. 2.1加工余量的确定113.2.2 工序尺寸及其公差的确定123.3 基准面的选择123.4 生产过程与机械加工工艺过程133.4.1 机械加工工艺规程的种类143.4.2 制订机械加工工艺规程的原始资料143.5 工艺方案的制定143.6 切削用量15第4章 夹具设计194.1 夹具的组成194.2 夹具的作用194.3 夹具的分类204.4 铣夹具设计224.4.1 定位方案224.4.2 夹紧方案224.4.3 导向对刀和定位键元件设计244.4.4 切削力和夹紧力计算254.4.5 误差分析计算26结论与展望27致谢28参考文献29第1章 绪论机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。随着科技不断的发展，特别是近年来机械工业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，使机械工业得到了很大的提高。机械加工工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序；是实现产品设计、保证产品质量、节约能源和降低成本的重要手段；是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据；也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提高劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备，它们的研究对机械工业有着很重要的意义。机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进机械工业发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展，机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。机械制造工艺学设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行设计之前对所学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，它在我们几年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。1.1 课题背景及意义材料、机构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。技术使产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的机构、新的形态和新的造型风格。材料、加工工艺、结构和产品形象有机的联系在一起的，某各环节的变革，便会引起整个机体的变化。随着机床加精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高精度夹具的定位孔距精度也随着提高，机床夹具的精度以提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济行，夹具有不同的型号，以及不同档位的精度标准供选择。工业的模块、组合夹具元件模块化实现组合化的基础。利用模块设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型家具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断的改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业网站，位夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。迅速发展对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。零件要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计者的要求。1.2 夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达±5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达±5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国杰金斯公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。专家们建议组合夹具行业加强产、学、研发协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。第2章 零件的分析2.1 零件的作用此零件与其它零部件相配，构成一个结合体，然后装于机器上，与其它零件配合工件，成为一个重要组成部分，此零件是机械中的一个关键零件。由于此零件承件伴随其它零件工作，又是机械中的支承件，因此它对于机器加工零件的同轴度、轴向压力、机件的磨损、及周围机件安装的准确性和零件的回转平稳度都有不可忽视的影响。图2-12.2 零件的工艺分析此机械零件共有几组主要的加工方面，它们相互间有一定的关联和要求。此工件结构较复杂、加工面较多、技术要求高、机械加工的劳动量大。因此机械结构工艺性对保证加工质量、提高生产效率、降低生产成本有重要意义。机械零件几个加工表面它们之间有一定的位置要求，现分述如下：.是面与面要保证一定的平面度要求公差为0.05mm。.底面与侧面都有一定的粗造度要求为12.5，6.3.孔与孔有一定的位置度要求公差为0.04mm；且有一定的位置要求，保证相互位置尺寸；与侧面也有一定的位置要求尺寸偏差。.由于加工孔时要以面为基准，必须了保证机械零件上下面的精度所以加工表面时必须先加工面为基准加工面，确保其精度。2.3 零件的技术要求从机械的各个需要加工的表面来分析：后平面与机体相连，其长度尺寸精度不高，而表面质量较高；孔和面，因需要装配进行连接，还要用于夹具定位，其加工精度可定为IT9级；端面位置精度要求不高；孔面需要定位，表面质量要求比较高；其他有些面，其表面质量要求高；各加工面之间的尺寸精度要求不高。从以上分析可知，该零件在批量生产条件下，不需要采用专用的机床进行加工，用普通机床配专用夹具即可保证其加工精度和表面质量要求。因此，该零件的加工不存在技术难题。第3章 工艺规程的分析3.1确定毛坯制造形式未完