家具课程设计说明书dlxz.docx

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1、机械制造工艺学夹具课程设计专业：机械工程及其自动化姓名： 罗 世 杰 学号： 200706040101 指导老师： 刘 大 海 2010.12.13前 言机械制造造工艺学学设计是是在我们们学完了了大学的的全部基基础课，技技术基础础课以及及大部分分专业课课之后进进行的。这这是我们们在进行行毕业设设计之前前对所学学各课程程的一次次深入的的综合性性的总复复习，也也是一次次理论联联系实际际的训练练，因此此，它在在我们四四年的大大学学习习中占有有重要的的地位。通过机床床工艺及及夹具设设计，将将所学专专业知识识(如互互换性与与测量技技术、机机械零件件设计、金金属切削削机床、机机械制造造工艺学学等)融为一体

2、体。让我我们对所所学的专专业课得得以巩固固、复习习及实用用，在理理论与实实践上有有机结合合；使我我们对各各科的作作用更加加深刻的的熟悉与与理解，并并为以后后的实际际工作奠奠定坚实实的基础础！在此次课课程设计计过程中中，我通通过查阅阅相关资资料和设设计手册册，并在刘刘大海老老师的指指导下选选择完成成了83310005型号号拨叉零零件铣宽宽度为88.0330 mmm槽的铣铣床夹具具，在此此表示感感谢！由由于设计计者能力力有限，本本次设计计方案中中可能有有些许不不足之处处，敬请请原谅。目录一、设计计题目4二、设计计目的4三、 机机械加工工工艺4 3.11零件分分析43.111零件的的作用43.122

3、 零件件的工艺艺分析4 3.22工艺设设计4 3.221 毛坯坯分析4 3.222 确定定定位基基准53.233 确定定工艺路路线53.3 激光焊焊接技术术53.311 工序序1的加加工53.322 工序序2的加加工73.333 工序序3的加加工73.344 工序序4的加加工83.355 工序序5的加加工83.366工序66的加工工9四、工艺艺装备设设计94.1设设计原则则94.2工工艺设计计94.211工序分分析94.222 确定定装夹方方案9 4.223计算算定位误误差10 4.224计算算夹紧力力104.3 工艺装装备104.311夹具组组成10 4.332 夹夹具工作作原理11参考文献

4、献11一、设计计题目设计拨叉叉零件的的机械加加工工艺艺规程及及工艺装装备（生生产纲领领为年产产300000件件，属于于中批量量生产）。1. 零零件图 一张张2. 毛毛坯图 一张张3机械械加工工工艺过程程综合卡卡片 一张4工艺艺装备设设计方案案及草图图 一张张5工艺艺装备主主要零件件图一张张6课程程设计说说明书 一一份二、设计计目的本次课程程设计是是机械制制造工艺艺学教学学过程后后期一个个重要环环节，通通过本次次课程设设计有助助于自己正确确编制工工艺规程程和解决决生产中中的实际际工艺问问题的能能力。2.1:运用机机械制造造工艺学学的基本本理论和和实践知知识，正正确解决决一般复复杂程度度零件毛毛坯

5、的选选择， 确定定加工中中的定位位、工艺艺尺寸、机机床和工工艺装备备等，并并正确填填写工艺艺文件。 2.2:学会使使用有关关设计手手册、标标准和资资料。三、机械械加工工工艺3.1零零件分析析3.111 零件件的作用用题目给定定的零件件是CAA61440拨叉叉,它位位于车床床变速机机构中，主主要起换换档，使使主轴回回转运动动按要求求进行工工作。宽宽度为118+00.01120mm的的槽尺 寸精度度要求很很高，因因为在拨拨叉拔动动使滑移移齿轮时时如果槽槽的尺寸寸精度不不高或间间隙很大大时，滑滑移齿轮轮得不到到很高的的位置精精度。所所以，宽宽度为118+00.01120mm的的槽和滑滑移齿轮轮的配合

6、合精度要要求很高高。3.122 零件件的工艺艺分析： 拨叉共共有两组组加工表表面。 拨叉成成形图以花键键孔的中中心线为为基准的的加工面面，这一组组面包括括255+0.2300mm的的六齿方方花键孔孔、222+00.2880花键底底孔两端端的2XX1500到角和和距中心心线为227mmm的平面面。以工件件右端面面为基准准的8+0.0030 mmm的槽和和18+0.1120mm的的槽。经上述分分析可知知， 对对于两组组加工表表面，可可先加工工其中一一组表面面，然后后借助于于专用夹夹具加工工另一组组表面。 3.2 工工艺设计计 33.211 毛坯坯分析零件材料料HT2200、考考虑到此此零件的的工作

7、过过程中并并有 拨拨变载荷和和冲击性性载荷，因因此选用用锻件，以以使金属属纤维尽尽 叉量不被切切断，保保证零件件的工作作可靠。由由于生产产纲领为为中 毛批生产而而且零件件的尺寸寸并不很很大，故故可采取取模锻成成型。 坯坯经查金金属机械械加工工工艺人员员手册表表5-55取等级级为2图图级精度底底面及侧侧面浇注注确定待待加工表表面的加加工余量量为30.8mmm。 3.222 确定定定位基准准 粗基基准的选选择：因因为要保保证花键键的中心心线垂直直于右端端面，所所以以40的的外圆表表面的粗粗基准。 精度度基准的的选择：为保证证定位基基准和工工序基准准重合，以以零件的的A面为为精基准准。 3.223

8、确确定工艺艺路线 考虑到到加工时时定位基基准的难难易程度度及定位位精度的的高低，选选用如下下工艺路路线对拨拨叉毛坯坯件进行行加工。 粗、精精车端面面，钻、扩扩花键底底孔、倒倒两端115倒倒角。以以400mm圆圆柱面为为粗基准准。 选选用C331633-1转转塔式六六角车床床及三爪爪卡盘夹夹具。 拉花花键。以以A面为为基准。 铣削削槽B面面。以花花键心轴轴的中心心线及AA面为基基准。选选用X662W卧卧式铣床床加专用用夹具。 铣削削8+0.0030mm的槽槽。以花花键心轴轴的中心心线及AA面为基基准。选选用X662W卧卧式铣床床加专用用夹具。 铣削削18+0.001200mm的槽槽。以花花键心轴

9、轴的中心心线及AA面为基基准。选选用X662W卧卧式铣床床加专用用夹具。 磨削削18+0.001200mm的槽槽。以花花键心轴轴的中心心线及AA面为基基准。选选用磨床床加专用用夹具。 3.3 机机械加工工过程 33.311 工序序1的加加工确定加工工余量：拨叉材材料为HHT2000。毛毛坯重量量为1.0 kkgbb =1160MMPa HBSS 生生产类型型为由大大、中批批量生产产，采用用模锻锻锻模。根根据上述述的原始始资料加加工工艺艺，分别别确定各各个加工工表面的的机械加加工余量量，工序序尺寸以以及毛坯尺尺寸如下下：A面的加加工余量量：A面面有30.88mm的的加工余余量，足足够把铸铸铁的硬

10、硬质表面面层切除除。矩形形花键底底孔。要要求以矩矩形花键键的外径径定心，故故采用拉拉削加工工内孔尺尺寸为22 0+0.28，见见零件图图，确定定孔加工工余量的的分配。钻钻孔220mmm、扩孔孔222mm；拉花键键， 花花键孔要要求以外外径定心心。B面的加加工余量量：此工工序分22个工步步，粗铣铣B面和和精铣BB面。精精加工余余量为00.2mmm，粗粗铣加工工余量为为2.88mm。工序1包包括粗车车端面AA 、精精车端面面A、钻钻花键底底孔、扩扩花键底底孔、倒倒角2xx15。毛坯件夹夹具为通通用夹具具即可。 工序11零件图图 工序11三维图图粗车： 加工工条件：工件材材料：灰灰口铸铁铁HT220

11、0。b=1455MPaa。铸造造。加工工要求：粗、半半精车AA面并保保证288mm的的工序尺尺寸，RRa=3.2mm。机床床C31163-1。转转塔式六六角卧式式车床。刀具：刀片材料。r =12、ao=6-8、b= -10、o=0.5、Kr=90、n=15。切削用用量：（1）已已知长度度方向的的加工余余量为330.8mmm 。实实际端面面的最大大加工余余量为33.8mmm 。故故分二次次加工（粗粗车和半半精车）。长长度加工工公差IIT 级 取-00.466mm。（2）根根据切切削简明明手册（第第3版）表表1.44 当刀刀杆尺寸寸为166mm25mmm,mmm时，以以及工件件直径为为600mm时

12、时（由于于凸台BB面的存存在所以以直径取取600mm）=0.6-00.8mmm/.按CC车床床说明书书取=0.6mmm/n。由由于存在在间歇加加工所以以进给量量乘以kk=0.750.885 所以：实际进进给量ff=0.600.8=0.448 mmm/，按CC车床床说明书书0.553。切削速速度：查查表计算算可得VVc =1588/( 6000.220.150.553 00.4) 11.1550.800.80.88100.977=466.9(m/mmin)。精车： 精车车已知粗粗加工余余量为00.5mmm。 进给给量f. 根据据切削削用量简简明手册册表11.6 ， ff=0.150.225mmm

13、/r。按C车床说说明书00.166 mmm/r。 切削削速度： 按切切削用量量简明手手册表表1.227，切切削速度度的计算算公式为为（寿命命选T=60mmin）VV=Cvv/(TTmapp xvvf yyv) kvv =1158/( 6600.2220.11500.166 0.4) 1.150.880.800.8110.97 =833.855(m/minn)。钻孔： 钻头头选择：见切切削用量量简明手手册表表2.22钻头几几何形状状为（表表2.11及表22.2）：双锥修磨磨具刃，钻钻头参数数：200，=330，22=1118，2=700，bb=3.55mm ,aoo=122,=555,bb=2m

14、mm，=4mmm。根据据切削削用量简简明手册册表22-9确确定f=0.448。 切削削用量 ：、按机机床进给给强度决决定进给给量：根根据表22.9 ,当b2210MMPa ，00200.5mmm 可确定定f=00.755。 按按C31163-1车车床说明明书取 f=00.622mm/n。、决定定钻头磨磨钝标准准及寿命命。 表表2.221，当当do=20mmm、钻钻头最大大磨损量量取0.6 寿寿命T=45mmin。、切削削速度由切切削用量量简明手手册，表表2.115得 =221m/minn。n=10000VV/D=3344.4 由机机床技术术资料得得和3334.44接近的的有2880n/m和44

15、00nn/miin 取2880n/minn。取nn=2880m/minn. 实实际=17 m/mmin 、 基本工工时，TTm=LL/nff=(880+110)/2800x0.62=0.332 (minn) 。 切削削速度：入切量量及超切切量由表表2.229. 查出+=10mmm 所以以Tm=L/nnf=(80+10)/2880x00.622=0.32 (miin) 。扩孔：刀刀具直径径do=21mmm；刀刀具几何何参数同同上。由由于两孔孔直径相相差不大大，为了了节省停停车和调调换走刀刀量等辅辅助时间间，n和和f都不不变，所所以Tmm同上 Tm=0.332 。倒倒角刀具具15锪钻由由于两孔孔直

16、径相相差不大大，以表表面粗度度要求不不高手动动进给。倒角： 专用用刀具。此此工步使使用到专专用刀具具与手动动进给。检检验机床床功率 按切切削用量量简明手手册表表 1.2可可以查出出当16602245HHBS22.80.6 411mmin3.4kww按C车床说说明书主电机机功率111可可见比小小得多所所以机床床功率足足够所用用切削用用量符合合要求。 钻削削功率检检验按切切削用量量简明手手册表表 2.21当当21 00.644 查得转转矩61.8NN.M切切削用量量简明手手册表表由表22.322得功功率公式式CMMcVcc/300do=61.8x117/330x221=11.677km按按C车车床

17、说明明书主主电机功功率11可见见C比比小得得多，所所以机床床功率足足够，所所用切削削用量符符合要。3.322 工序序2的加加工工序2为为拉六齿齿方型花花键，对对于此工工步需采采用专用用夹具来来保证其其加工尺尺寸要求求。工序2零零件图 工序22三维图图刀具：高速钢钢拉刀。进给量量：经查查表计算算可得切切削进给给量为00.066mm/r。进给速速度：查查表计算算可得进进给速度度为0.06mm/s。3.333 工序序3的加加工工序3包包括B面面的粗加加工与精精加工。均采用铣削加工。鉴于拨叉结构需采用专用夹具。工序3零零件图 工序33三维图图粗铣：刀具：根据切切削用量量简明手手册表表3.11 铣削削宽

18、度aae55mm时时。直径径为doo=500mm故齿数数，由于于采用标标准镶齿齿圆柱铣铣刀。铣铣刀几何何参数（表表3.22）rnn=100aoo=166。切削用用量：留留精铣的的加工余余量为00.2mmm，所所以本道道工步切切削宽度度ac2.880.8，由于于加工表表面精度度要求RRa=33.2 um.根据表表3.55得每转转进给量量00.5mmm/r就就能满足足要求，但但考虑到到622W功率率为7.5kww，机床床为中等等系统刚刚度和62WW铣床， 所以每每转进给给量0.66mm/r。切削速速度：根根据X662W型型铣床说说明书选选 n=1160rr/miin, Vc=3.114ndd/10

19、000=25.1m/minn, VVf=nnf=1160xx0.66=966mm/minn。 精铣铣： 刀具具：与上上道工步步是同一一把刀。采采用标准准镶齿圆圆柱铣刀刀。铣刀刀几何参参数（表表 3.2）rrn=110aao=116。 切削削用量：精铣的的加工余余量为00.2，所所以本道道工步切切削宽度度 aee0.2mmm， =00.6mmm/rr。 切削削速度：根据XX62WW型铣床床说明书书选n=2110r/minn,Vff=nff=2110x00.6=1266mm/minn,Vf=1225mmm/miin,ffz=00.0774mmm/z 。3.334 工工序4的的加工工序4为为铣削88

20、+0.0030mm槽。加加工工件件尺寸：8+0.0030mm , 长度度L=440mmm。采用专专用夹具具（即本本次课程程设计所所选择完完成的的的工装夹夹具）。工序4零零件图 工序44三维图图 加加工要求求：高速速钢错齿齿三面刃刃铣刀（精精密级KK8）加加工余量量8 ，机机床：XX62WW。刀具：由加工工尺寸公公差0-0.33 。所所以铣刀刀精度为为精密级级K8，铣铣刀参数数：L=8mmm DD=633 dd=222 ，dd1=334， ro=15，aoo=122，aan=66，ZZ=166。铣削用用量：由由于槽的的深度为为8mmm, 故故一次走走完，aae=88mm ap=8mmm，由切切削

21、用量量简 切削削速度：根据XX62WW型铣床床说明书书选选VVf=1110mmm/mmin，ffzc=0.0018mmm/zz。3.355 工序序5的加加工 工序序5铣宽宽为1880+0.112mmm槽，需使使用专用用夹具。工序5零零件图 工序55三维图图加工要求求：用乳乳化液冷冷却，加加工工件件尺寸，宽宽1800+0.112mmm，长LL=400mm，加加工余量量23mmm 由于于此工步步的设计计尺寸精精度要求求很高，用用铣削加加工很难难达到尺尺寸精度度的要求求，所以以为 了留留给下一一道公序序磨削的的加工余余量，所所以分两两步走，aae=223，aap=110mmm。 刀具具：铣刀刀参数：

22、L=110 D=1100mmm dd=300mm ro=15ao=12an=6ZZ=244。 铣削削用量：由于槽槽的宽度度为188mm, 故二二次走完完，aee=233mm ap=10mmm，由由切削削用 量简简明手册册表33.3 确定定f=00.5mmm/rr 现现取f=0.88mm/r ffz=00.5/24=0.002mmm/z。 铣削削速度：根据XX62WW型铣床床说明书书选选VVf=1150mmm/mmin，ffzc=0.0020mmm/zz。3.366 工序序6的加加工工序6为为磨188mm槽槽，加工工要求保保证尺寸寸18mmm。采采用专用用夹具。工序6零零件图 工序序6三维维图磨

23、轮：磨轮磨磨料为棕棕刚玉，为为了防止止粒度过过小而磨磨轮堵塞塞，所以以选用为为粒度为为46#，度为软22级。 平型砂砂轮，其其尺寸为为166440（DDdH）。 磨削削用量：砂轮转转速n砂砂=30000rr/miin(见见机床说说明书)，v砂砂=2.55m/ss，进给给量f=50mmm/mmin 双单行行程 ffr=0.0155mm。四、工艺艺装备设设计4.1设设计原则则工装夹具具对于工工序加工工起着重重要的作作用，优优良的夹夹具设计计方案有有益于加加工工件件时定位位的精度度和装夹夹的方便便，同时时有利于于于加工工成本的的降低。因因此，在在确定夹夹具的设设计方案案时应当当遵循以以下几条条原则:

24、确保加加工质量量，结构构尽量简简单，操操作省力力高校，制制造成本本低廉。这这四条原原则如果果单独拿拿出来分分析，有有些是相相互矛盾盾的。因因此在设设计实践践中，应应该综合合上述四四条原则则，通盘盘考虑，灵灵活运用用所学知知识，结结合实际际情况，注注意分析析研究，考考虑互相相制约的的各种因因素，确确定最合合理的设设计方案案。4.2 工艺设设计 4.221 工工序分析析经过综合合比较与与分析，本本次将针针对第44步工序序进行工工艺装备备（夹具具）的设设计，工工序4为为铣宽度度为80+0。003mmm的槽，由由于采用用宽为880+0。0022mmm的精精密级高高速钢直直齿三面面刃铣刀刀，一次次铣削，

25、所所以主要要应该考考虑如何何提高劳劳动生产产率，降降低劳动动强度4.222 确定定装夹方方案由零件图图可知，宽宽为800+0。003mmm的槽，其其设计基基准为花花键孔中中心线和和工件的的右加工工表面（AA）为定定位基准准。因此此采用刚刚性花键键心轴与与孔套进进行过盈盈配合加加以定位位，工件件以加工工右端面面（A）和和花键心心轴的中中心线为为主定位位基准。两端使用垫圈和螺母进行加紧。4.233 计算算定位误误差 由于所所铣削的的槽轴向向设计基基准为花花键心轴轴的中心心线，而而所选定定位基准准也为花花键孔中中心线，故故轴向无无基准不不重合误误差，即即 不重=0。径径向尺寸寸无极限限偏差、形形状和

26、位位置公差差，故径径向尺寸寸无基准准不重合合度误差差。本工工序所铣铣削的槽槽要求保保持槽底底与内孔孔中心线线的距离离尺寸为为19mmm，而而且采用用刚性花花键心轴轴与空套套过盈配配合，因因此一批批工件定定位时定定位基准准（即心心轴中心心线）位位置没有有任何变变动，即即位置=0。所以可以以得到，使使用本定定位方案案时 定位= 位置+不重=0+0=00。因此此，不必必考虑定定位误差差，只需需要保证证夹具中中刚性花花键心轴轴的制造造精度与与安装精精度即可可。4.244 计算算夹紧力力水平切削削分力FFH=11.1 Fz =2220 (N)，垂直切切削分力力Fv=0.33 Fzz=600 (N)其中：

27、 k1为基本本安全系系数1.5 k1为加工工性质系系数1.1 k1为刀具具钝化系系数1.1 k1为断续续切削系系数1.1F=KFFH =1.551.111.111.12000=4000 (N)，实际加加紧力为为WK= KFFH/UU1U22=8000 (N)其中U11和U22为夹具具定位面面及加紧紧面上的的磨擦系系数，UU1=UU2=00.0225螺母选用用M166X1.5细牙牙三角螺螺纹，产产生的加加紧力为为：W=2MM/D22tg(a+66555)+00.666(D33- dd3/ DD2- dd2)=11O4005 (N)其中： M=1190000 NN.M D2=14.8mmm a=2

28、2029, DD=233mm d=16mmm此时螺母母的加紧紧力W已已大于所所需的8800(N)的的加紧力力，故本本夹具可可安全工工作。 4.33 工艺艺装备 44.311 夹具具组成 本夹夹具共包包括五大大部分 定位位机构：刚性花花键心轴轴 夹紧紧机构：螺母与与止动垫圈圈 对刀刀机构：对刀块块 找正正元件：定位键键 连接接装置：底座夹具工作作图 花花键心轴轴三维图图4.322 夹具具工作原原理如图所示示为专为为机械加加工拨叉叉零件工工序4（铣铣宽为880+0。003mmm的槽）而而设计的的夹具，加加工前需需先将夹夹具的位位置找好好。为此此，首先先将夹具具放在工工作台上上，底座座的底面面与工作

29、作台面相相接触，定定位键嵌嵌在工作作台的TT型槽内内。然后后用对刀刀块几塞塞尺调整整夹具相相对铣刀刀的位置置，使铣铣刀侧刃刃与周刃刃与对刀刀块的距距离恰好好为3mmm（此此为塞尺尺厚度），机机床工作作台（连连同夹具具）纵向向进给的的终止位位置则由由行程挡挡铁控制制，其位位置可通通过试切切一个或或几个工工件确定定。加工工时每次次装夹一一个工件件，装夹夹过程为为：先沿沿底座上上花键孔孔的方向向插入花花键心轴轴（花键键相互配配合），然然后装上上垫圈并并用螺母母旋紧心心轴的左左边部分分，接着着沿花键键心轴装装上工件件，抵紧紧底座侧侧面内表表面后，心心轴右边边用螺母母旋紧，通通过止动动垫圈与与螺母将将工件夹夹紧，保保证加工工工件的的过程中中工件位位置保持持不变。参考文献献【1】赵家齐齐，机机械制造造工艺学学课程设设计指导导书，哈哈尔滨工工业大学学出版社社 ；【2】王启平平，机机械制造造工艺学学,哈哈尔滨工工业大学学出版社社；【3】杨可桢桢，机机械零件件设计，高等教育出版社；【4】李军，互互换性与与测量技技术基础础，华中中科技大大学出版版社；【5】戴曙，金金属切削削机床，机械工业出版社。20