机械制造技术课程设计-I-R挡拨叉的加工工艺及钻φ14孔夹具设计.docx

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1、机械制造课程设计说明书题目：设计I-R挡拨叉的机械加工工艺规程及钻4)14孔工序的专用夹具专 业：学生姓名：学班号：级：指导老师：专业系主任：机械工程学院2018年 月 日摘要本设计I-R档拔叉零件加工过程的基础设计的夹具设计。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容采用粗铳即可达到要求。(6)槽12Hl3底面：表面粗糙度为Ra25um,加工方法可采用粗铳即可达到要求。(7)孔6 10：表面粗糙度Ra25um,公差尺寸为0到0. 1,根据GB1800-79 规定其公差等级按rrn,采用钻孔即可达到要求。3.3工艺路线的拟定(1)工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状、

2、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。由于生产纲领为大批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、 量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。 按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的加工可按以下工艺路线进 行。10、铸造15、热处理20、铳014H9孔端面25、钻扩较。14H9孔30、倒角。14H9孔35、铳开档叉脚面Tl, T2面40、铳开档40B1245、铳槽 12H1350、钻 0 1055、去毛刺60、检验根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。第4章工序设计选择加工设备与工艺装备(1)选择机床1-1工序4钻扩钱。14H9孔

3、、工序5倒角及工序8钻。8,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，故选用卧式铳床就能满足要求，选用X62卧式铳床即可。(-)选择夹具本零件除了铳槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。(三)选择刀具-1工序3铳端面。镶齿三面刃铳刀。1-2工序4钻扩校014H9孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438. 1-1996。其直径为14mm,工作长度46mm1-3工序4 014H9孔。选择14 GB/T 11417984。其直径为14mm,工作长度46mm,莫氏锥度为1

4、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5T05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孔。孔径为8.7mni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。(四)选择量具本零件为大批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、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钻扩钱。14H9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游标卡尺、塞规4.1 确定工序尺寸1. *21端面加工余量加工表面工序双

5、边余量工序尺寸及公 差表面粗糙度粗铳粗铳粗铳端面50446Ra252.钻扩较。14H9孑L加工表面工序双边余量工序尺寸及公 差表面粗糙度钻扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔131的3如铲3Ra6. 33.面加工余量加工表面工序余量工序尺寸及 公差表面粗糙度粗铳精铳粗铳精铳粗铳精铳Tl, T2 面215Ra25Tl, T2 面219产Ral2.5脚面1.60.423.峨q O+0.2 乙3+0.1Ral2 .5Ra6.314H13槽底面210Ra2514H13 槽1.60.414.414f2确25Ral2 .54.钻孔加工表面工序双边余量工序尺寸及公 差表面粗糙度。8孔88Ra254.3切削用量及基本

6、时间确定 1工序10切削用量：本工序为粗铳端面，已知加工材料为ZG45,表面淬火处 理后 HRC48-53o确定粗铳端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铳刀。%,二2nm,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/niin。由前面可知刀具直径为100mm, rmiLFW、士心兀dn 3.14x100x150 一八，.则切削速度为V = 47.12m/ min 。10001000校核机床功率：参考公式pm =300x10x a 0,75 x a znkpmJ1其中 an = 2mm d= 100mm a = 24mm af

7、 = 0.2mm/ z z=12 pcjn=150/60r/s kpm=l,解得p加=1.61 kw7. 5kw ,故可用。经计算得加工时 间为57so2工序15、20切削用量：钻，扩，较祝4H9mm孔1确定钻* 14mm孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻确定切削用量%=13/2=6. 5mm,查表得进给量f =0. 28mm/r,切削速度 v =21m/min。则主轴转速 n二 1。)=514. 19r/min,故取 n=545r/min, 7id此时 v=加”=22. 26m/mino10002. 2确定扩6 14H%丁)孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T 1141-1984,其直

8、径为14nlm,工作长度108mm, 莫氏锥度为1号，总长189mm。确定切削用量与二1/2=0. 5mm,查表得进给量f=0. 45mm/r,切削速度v =60m/mino 则主轴转速 n J00, =1364. 19r7min,故取 n=960r/min,此 nd时 v= 7md =42. 2m/mino10003. 3基本时间确定钻孔的基本时间46 + 2 + 7.70.28x545x60 = 21.9s确定扩6 14H9 (1)孔的基本时间_ L/ + /+/?y， fit fit_ L/ + /+/?y， fit fit46 + 2 + 7.70.45x960x60 = 7.745总

9、时间为30so3工序6切削用量：本工序是铳脚面、开挡，先粗铳，后半精铳。4. 1确定铳开挡底面圆柱面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铳刀。%,二2nlln,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/niin。由前面可知刀具直 径为100mm,则切削速度为V = 坦业型 = 47.1m/min。10001000校核机床功率：参考公式= 300 x 10一5 x d(Y 13 xx a f-75 x a znkpm其 中 an = 2mm d= 100mm a。= 31mm af = 0.2mm/ zz=12

10、pejn=150/60r/s kpm=L 解得 p机=2.01 kw7. 5kw ,故可用。3.2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。%,二2nlln,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/inin。由前面可知刀具 直径为lOOmm,则切削速度为.7 兀dn3.14x100x200.V = 62.83m/min。10001000校核机床功率：参考公式 pm =300xl0-5 X4/013 x48 xa：5 xQpZnkpm其 中 ap = 2mm d= 100mm

11、 ae = 1mm af - 0.2mm/ z z=12 n=200/60r/s kpm=l,解得 p,” = 0.72 kw7. 5kw ,故可用。3.3确定开挡脚面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃 铳刀。叫二4nm,查表得进给量f =0. 2mm/z,又X62铳床主轴转速30T500r/min,精度要求较高（Ra=6.3um及有垂直度要求），选择n=250r/min。由前面可知刀具直径为100mm ,则切削速度为 “ ndn 3.14x100x250 _o _ .V = 785%/min。10001000校核机床功率：参考公式= 300 x 10一5 x d。3 xx a x a znkpm

12、其 中 an = 0.35mm d= 100mm a。= 4mm af = 0.2mm/ z z=12 pcjn=250/60r/s kpm=l,解得 p“7 = 0.1 kw13|+0.034/+0.016+0.018/+0. 007+0. 012/+0. 00130D2:H 1:H 2:H 3: 高度h: 高度hl: 半径r: 距离m: 距离ml:D2:H 1:H 2:H 3: 高度h: 高度hl: 半径r: 距离m: 距离ml:26162836104201111C:0.5C1:2|C2:1.5宽度a:0. 5宽度b:2角度a :55公差 6 ：0. 008配钻套螺钉JB/T8045. 5

13、-1999:M6因为可换钻套和钻模板是间隙配合，加工的时间可换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，由上图可知与13 快换钻套相配的螺钉的尺寸为M6查机床夹具标准件可知，M6可换钻套压 紧螺钉的具体结构如下：O.$X45a箕余守具体的尺寸如下钻套螺钉的规格及主要尺寸(mm) (JB/T 8045.5-1999)查询结果直径d:M6L1基本尺寸:L1极限偏差:3. 5|+0. 200/+0. 050直径dl基本尺寸：9.5直径dl 极限偏差dll:-0. 040/-0. 130径：度度度径套 D:直LLO宽宽宽半钻1618104.41 . 521. 50. 56-12夹具

14、设计及操作简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使 夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床 夹具选择了滚花螺母、螺杆、螺杆支座组成的夹紧机构进行夹紧工件。本 工序钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。总结LR档拔叉的加工工艺及夹具设计，主要是对LR档拔叉的加工工艺 和夹具进行设计。I-R档拔叉的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线， 机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出 正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的 定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度

15、。在设计 中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所 要求达到的精度。在进行夹具设计时，因定位基准选择不合理，出现过定 位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机 构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点 或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的 指导下，经过两个月自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程 中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本 专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为 以后从事专业技术的工作打下基础。通过这次课程设计使我感到要设计

16、一个夹具的不易，也感到团队合作 的重要性，在这次课程设计中遇到了不少的问题，但在老师和同学的帮助 之下一一解决。在这里我要感谢老师和同学对我的帮助。课程设计中我学 到了不少，不仅把以前的知识进一步巩固，还从中学到很多的新知识， 使我受益匪浅。毕竟是课程设计，由于自己能力有限，在此之中肯定有很多的不足之 处，希望老师给予指点。参考文献1 .金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手 册.上海科学技术出版社.1979。2 .李洪.机械加工工艺师手册.机械工业出版社，1990。3 .东北重型机械学院.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，1979。4 .机械工程基础与通用标准实用丛书编委

17、会.形状和位置公差.中国计 划出版社，2004。5 .淘济贤等.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，1986。6 .李洪.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，1990。7 .机械设计手册编委会.机械设计手册卷4.：机械工业出版社，1998。8 .贺光谊等.画法几何及机械制图.重庆大学出版社，1994。9 . 丁骏一.典型零件制造工艺.机械工业出版社,1989。10 .孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.冶金工业出版社，2002。11 .上海金属切削技术协会.金属切削手册.上海科学技术出版社，1984。2323致谢本次课程设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通

18、过这 次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图、绘图、设计能力，为我今 后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解 了零件的工艺以及夹具设计过程，收获颇丰。本次设计是在XX老师的悉心指导和帮助下完成的。我的机械工艺知识有限，在设计中 常常碰到问题，是老师不厌其烦的指导，不断的点拔迷津，提供相关资料，才使其顺利完成。 耐心的讲解，使我如沐春风。不仅如此，老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了 我。在此，我向表示最真诚的感谢。同时，感谢同组同学的支持和帮助，使我更好的完成课 程设计。机械设计理论机械设计是一门通过设计新产品或者改进老产品来

19、满足人类需求的应用技 术科学。它涉及工程技术的各个领域，主要研究产品的尺寸、形状和详细结构的 基本构思，还要研究产品在制造、销售和使用等方面的问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者机械设计工程师。机 械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机 械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础 知识。如前所诉，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和242424 科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生 效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否 需要这种产

20、品。应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统 分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据 和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全 部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点 的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新 的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所 花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的, 为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易

21、的事。一位 机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原 有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被 解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时, 也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就 没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即 使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即绘制图纸之前被改正掉。 只有这样，才不致于堵塞创新的思路。通常，要提出几套设计方案，然

22、后加以比 较。很有可能在最后选定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责 是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一 个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在 开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。 这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了进行有效的交流，需要 解决下列问题：(1)所设计的这个产品是否真正为人们所需要？(2)此产品与其他公司的现有同类产品相比有无竞争能力？(3)生产这种

23、产品是否经济？(4)产品的维修是否方便？(5)产品有无销路？是否可以盈利？2525AbstractThe design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machine

24、d surface after machining hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected l

25、ocation components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.Keywords： cutter turntable parts; technology; fixture;只有时间能对上述问题给出正确答案。但是，产品的设计、制造和销售只 能在对上述

26、问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和 装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行磋商。通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差 作一些更改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的更改必须要经过设计人员 批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装箱外运前的试 验中才发现设计中的某种缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是 存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方 法。近些年来，工程材料的选择已经显得重要。此外，选择过程应该是一个对材 料的连续不断的重新评价过程。新材料不断出现，而一些原有的材料的能够

27、获得 的数量可能会减少。环境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面经常 会对材料选择附加新的限制条件。为了减轻重量或者节约能源，可能会要求使用 不同的材料。来自国内和国际竞争、对产品维修保养方便性要求的提高和顾客的 反馈等方面的压力，都会促使人们对材料进行重新评价。由于材料选用不当造成 的产品责任诉讼，已经产生了深刻的影响。止匕外，材料与材料加工之间的相互依 赖关系已经被人们认识得更清楚。因此，为了能在合理的成本和确保质量的前提 下获得满意的结果，设计工程师的制造工程师都必须认真仔细地选择、确定和使 用材料。制造任何产品的第一步工作都是设计。设计通常可以分为几个明确的阶段: （a）初步设

28、计；（b）功能设计；（c）生产设计。在初步设计阶段，设计者着重 考虑产品应该具有的功能。通常要设想和考虑几个方案，然后决定这种思想是否 可行；如果可行，则应该对其中一个或几个方案作进一步的改进。在此阶段，关 于材料选择唯一要考虑的问题是：是否有性能符合要求的材料可供选择；如果没 有的话，是否有较大的把握在成本和时间都允许的限度内研制出一种新材料。在功能设计和工程设计阶段，要做出一个切实可行的设计。在这个阶段要绘 制出相当完整的图纸，选择并确定各种零件的材料。通常要制造出样机或者实物 模型，并对其进行试验，评价产品的功能、可靠性、外观和维修保养性等。虽然 这种试验可能会表明，在产品进入到生产阶段

29、之前，应该更换某些材料，但是， 绝对不能将这一点作为不认真选择材料的借口。应该结合产品的功能，认真仔细 地考虑产品的外观、成本和可靠性。一个很有成就的公司在制造所有的样机时， 所选用的材料应该和其生产中使用的材料相同，并尽可能使用同样的制造技术。 这样对公司是很有好处的。功能完备的样机如果不能根据预期的销售量经济地制 造出来，或者是样机与正式生产的装置在质量和可靠性方面有很大不同，则这种262626 样机就没有多大的价值。设计工程师最好能在这一阶段完全完成材料的分析、选 择和确定工作，而不是将其留到生产设计阶段去做。因为，在生产设计阶段材料 的更换是由其他人进行的，这些人对产品的所有功能的了解

30、不如设计工程师。在生产设计阶段中，与材料有关的主要问题是应该把材料完全确定下来，使 它们与现有的设备相适应，能够利用现有设备经济地进行加工，而且材料的数量 能够比较容易保证供应。在制造过程中，不可避免地会出现对使用中的材料做一些更改的情况。经验 表明，可采用某些便宜材料作为替代品。然而，在大多数情况下，在进行生产以 后改换材料要比在开始生产前改换材料所花费的代价要高。在设计阶段做好材料 选择工作，可以避免多数这样的情况。在生产制造开始后出现了可供使用的新材 料是更换材料的最常见的原因。当然，这些新材料可能降低成本、改进产品的性 能。但是，必须对新材料进行认真的评价，以确保其所有性能都满足要求。

31、应当 记住，新材料的性能和可靠性很少像现有材料那样为人们所了解。大部分的产品 失效和产品责任事故案件是由于在选用新材料作为替代材料之前，没有真正了解 它们的长期使用性能而引起的。产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材 料过程中，五个最常见的问题为：（a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的 最新最好的信息资料；（b）未能预见和考虑擦黑年品可能的合理用途（如有可能, 设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的 许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂 家，并且赢得判决）；（c）所使用的材料的数据不全或是有些数据不

32、确定，尤其是 当其长期性能数据是如此的时候；（d）质量控制方法不适当和未经验证；（e）由一 些完全不称职的人员选择材料。通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由存在的结 论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现指明方向。尽管采用最好 的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程 序进行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方 法有一个全面而基本的了解。2727Machine design theoryThe machine design is through designs the n

33、ew product or improves the old product to meet the human need the application technical science. It involves the project technology each domain, mainly studies the product the size, the shape and the detailed structure basic idea, but also must study the product the personnel which in aspect the and

34、 so on manufacture, sale and use question.Carries on each kind of machine design work to be usually called designs the personnel or machine design engineer. The machine design is a creative work. Project engineer not only must have the creativity in the work, but also must in aspect and so on mechan

35、ical drawing, kinematics, engineerig material, materials mechanics and machine manufacture technology has the deep elementary knowledge.If front sues, the machine design goal is the production can meet the human need the product. The invention, the discovery and technical knowledge itself certainly

36、not necessarily can bring the advantage to the humanity, only has when they are applied can produce on the product the benefit. Thus, should realize to carries on before the design in a specific product, must first determine whether the people do need this kind of productMust regard as the machine d

37、esign is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Grasps the project elementary knowledge to have to memorize some data and the formula is more important than. The merely service data and the formula is insufficient to the completely decision which makes in a good design needs. On the other hand, should be earnest prec