機械制造技術課程設計叉桿的加工工藝及鉆m8螺紋孔夾具設計【全套圖紙】

1、提供各專業(yè)全套設計設計說明書叉桿的工藝及鉆M8螺紋孔夾具設計院 系：專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導老師： 摘要本設計的零件為叉桿，選用QT40-10鋼。根據零件的形狀、尺寸精度、生產的經濟效益等各方面的詳細分析其加工工藝，多采用專用機床加工。通過對零件的分析，此軸要求精度高，工序適當集中，要求光滑，所以選用工具和尺寸要準。最后對零件進行校核。以便達到零件精度的要求。關鍵詞：夾具、校核、工藝設計全套圖紙，加153893706Abstract：This design components are a beam holder.Selects the QT40-10 steel.Acco

2、rding to the components shape, the size precision, the production economic efficiency and so on various aspects multianalysis its processing craft, uses the special purpose machine processing much. Through to the components analysis, this axis required accuracy is high, the working procedure suitabl

3、e centralism, the request is smooth, therefore selects the tool and the size wants.Finally carries on the examination to the components.In order to achieve the components precision the request.Key word：Jig, examination, technological design目 錄 前言11.設計的目的22、機械制造工藝要求的基本任務和要求22.1、基本任務22.2、設計要求23、機械制造工藝

4、課程設計的方法和步驟43.1、零件分析43.2、選材43.3、材料特性53.4、毛坯63.6 加工工藝路線73.7確定工序尺寸及其公差93.8確定切削用量103.8機床及工藝設備的選擇104、夾具設計124.1問題的提出124.2定位基準的選擇124.3切削力和夾緊力的計算124.4定位誤差分析134.5夾具設計及操作的簡要說明13總 結14致 謝15參 考 文 獻16前言隨著科技技術的不斷進步，生產都向著自動化、專業(yè)化和大批量化的方向發(fā)展。這就要求企業(yè)的生產在體現(xiàn)人性化的基礎上降低工人的生產強度和提高工人的生產效率，降低企業(yè)的生產成本?，F(xiàn)代的生產和應用設備多數都采用機電一體化、數字控制技術和

5、自動化的控制模式。在這種要求下叉桿越發(fā)體現(xiàn)出其廣闊的應用領域和市場前景。特別是近年來與微電子、計算機技術相結合后，使叉桿進入了一個新的發(fā)展階段。又因需求的增加，所以生產也步入大批量化和自動化。為適應機械設備的要求，對叉桿的設計要求和技術領域的拓展還需要不斷的更新1.設計的目的(1)培養(yǎng)工程意識(2)訓練基本技能(3)培養(yǎng)質量意識(4)培養(yǎng)規(guī)范意識2、機械制造工藝要求的基本任務和要求2.1、基本任務2.1.1、工藝設計的基本任務 (1)繪制裝配圖一張 (2)繪制零件圖兩張(3)編寫設計說明書一份2.1.2、夾具設計的基本任務 (1)收集資料,為夾具設計做好準備 (2)繪制草圖,進行必要的理論計算

6、和分析以及夾具的結構方案 (3)繪制總圖和主要非標準件零件圖,編寫設計說明書 (4)編制夾具的使用說明或技術要求2.2、設計要求2.2.1、工藝設計的設計要求 (1)保證零件加工質量,達到圖紙的技術要求 (2)在保證加工質量的前提下,盡可能提高生產效率 (3)要盡量減輕工人的勞動強度,生產安全 (4)在立足企業(yè)的前提下,盡可能采用國內技術和裝備 (5)工藝規(guī)程應正確.清晰,規(guī)范化,標準化的要求2.2.2、夾具設計的設計要求 (1)保證工件的加工精度 (2)提高生產效率 (3)工藝性好 (4)使用性好 (5)經濟性好3、機械制造工藝課程設計的方法和步驟3.1、零件分析1. 首先在對加工零件進行充

7、分的工藝分析，確定零件的編程坐標系，計算零件的幾何元素坐標參數。確定鉆孔或擴孔、鏜孔和锪孔的中心坐標，銑面時的起點坐標和終點坐標，兩端點坐標。2. 其次零件加工工藝路線或加工順序。根據零件圖、零件的制造材料、零件的質量要求確定主運動的啟動、停止、方向、變速；進給運動的速度大??；選擇刀具的參數及冷卻液開、關等輔助裝置的動作。3. 根據零件的形狀和加工位置設計制造其專用夾具，適合于工件的大批量生產。4. 零件的圖形、尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理及其他技術要求要表示的清晰明了。5. 要做到加工效率高、加工質量符合要求、加工費用低等要求。基本尺寸考慮材料力學性能：強度、塑性、硬度、沖

8、擊韌性、疲勞強度；內外表面質量此零件用于兩軸,桿之間連接傳遞,扭力或運動的中間聯(lián)接器所以對韌性和強度耐磨度有一定的要求.如零件圖所示該零件主要加工表面及技術要求分析如下. 1.零件整體在未注尺寸公差為IT14級.這對一般的銑削加工都不難打到. 2.零件的形位公差要求也不高.它是GBIT1184-1996K級也較容易達到. 3.T1.T2.T3.T4.T5.T6表面3.2、選材接頭的許用應力和安全系數的關系：=°/n=96.67MPa113.33MPa（極限應力°,n=3）脆性材料的°=b。安全系數n反映了構件的強度儲備。脆性材料的n=23.5或是39。 =290

9、/ 3=96.67MPa 拉伸的強度計算：=N/A=96.67 N =*Aaz N*A 材料為QT500 3.3、材料特性牌號抗拉強度屈服硬度延伸率%布氏硬度HBN/uu2(c/ uu2)N/mm(kgf/mm2)QT400-1840025018130-18QT400-1540025012130-18QT400-1045031010160-210QT500-75003207170-230QT600-36003703190-270QT700-27004202225-305QT800-28004802245-335QT900-29006002280-3603.4、毛坯根據零件材料確定毛坯為鑄件，根

10、據其結構形狀、尺寸大小和材料性能毛坯的鑄造方法選用-低壓鑄造毛坯公差等級-IT8級球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（硅，鎂）使鑄鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強度，屈服強度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點因為零件要求無砂眼，所以在毛坯鑄造時要注意氣孔的產生 氣孔原因：1空氣夾雜在熔湯中2氣體的來源：熔解時、在料管中、在模具中、離型劑改善方法：1適當的慢速2檢查流道轉彎是否圓滑，截面積是否漸減3檢查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方4檢查離型劑是否噴太多，模溫是否太

11、低5使用真空3.5、零件圖的分析：要求：表面清晰，無毛刺，尺寸精度如上圖。表面粗糙度要求高。 3.6 加工工藝路線1定位基準的選擇 正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一向重要內容，也是保證加工精度的關鍵。定位基準分為精基準和粗基準。對于無合適定位面的零件可在毛坯上另外專門設計或加工出定位表面，稱為輔助基準。（機械制造基礎P254）2擬定工藝路線 <1>確定各表面的加工方法工件各加工表面的加工方法和加工次數是擬定工藝路線的重要內容。主要依據零件各加工表面本身的技術要求確定，同時還要綜合考慮生產類型、零件的結構形狀和加工表面的尺寸、工廠現(xiàn)有的設備情況、工件材料性質和毛坯情況等。各種加工

12、方法的經濟精度和粗糙度如下:表面加工的經濟精度與表面粗糙度序號加工方法經濟精度（IT）表面粗糙度Ra(m)適用范圍1粗銑1113256.3適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗銑半精銑8106.33.23粗銑半精銑精銑691.60.84粗銑半精銑精銑拋光680.20.0255粗銑半精銑精銑磨削680.80.4適用于淬火鋼、未淬火鋼6粗銑半精銑粗磨精磨570.40.17粗銑半精銑粗磨精磨超精加工560.10.0128粗銑半精銑精銑精磨研磨5級以上<0.19粗銑半精銑精銑精磨超精磨5級以上<0.0510粗銑半精銑精銑拋光560.20.025適用于有色金屬<2>加工順序的安排 在確定

13、了零件各表面的加工方法之后,就要安排加工的先后順序。零件加工順序是否合適，對加工質量、生產率和經濟性有著較大的影響。1 機械加工順序的安排在安排機械加工順序時，一般遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、基準先行的原則。對于工序內容復雜的零件則視具體情況采取工序集中與分散的原則處理。2 加工階段的劃分對于精度和表面質量要求較高的零件，應將粗、精加工分開進行。為此，一般將整個工藝過程劃分階段，按加工性質和作用不同，一般劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工家段和光整加工階段。這對于保證零件加工質量、合理使用機床設備、及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷及合理安排熱處理工序等有很大好處。3 熱處理工序的安排熱處理工序主要用

14、來改善材料的性能及消除應力。熱處理的方法、次數和在工藝路線中的位置，應根據零件材料和熱處理的目的而定。如圖1-4所示為熱處理工序安排圖。毛坯-粗加工-半精加工-精加工-拋光 4 合理安排輔助工序輔助工序種類很多，主要包括檢驗、劃線、去毛刺、清洗、平衡、退磁、防銹、包裝等，根據工藝需要穿插在工序中。3.7確定工序尺寸及其公差工序順序確定后，就要計算各個工序加工時所應達到的工序尺寸及其公差。工序尺寸公差一般按經濟加工精度確定，但就其性質和特點而言，一般可以歸納為兩類：1 基準重合時（定位基準或工序基準重合）工序尺寸的計算當確定了各個工序間余量和工序所能達到的加工精度后，將余量一層層疊加在被加工表面

15、上，計算順序是從最后一道工序開始，由后往前推，就可計算出每道工序的工序尺寸。2 基準不重合時工序尺寸的計算在零件的加工過程中為了加工和檢驗的方便可靠，或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設計基準作定位基準，會出現(xiàn)基準不重合的情況。形狀復雜的零件在加工過程中需要多次轉換定位基準，這時工藝尺寸的計算微比較復雜，應利用尺寸鏈原理進行分析和計算，并對工序余量進行必要的驗算（是否夠切）以確定工序尺寸及其公差。3.8確定切削用量在單件小批生產中，各工序的切削用量一般又操作工人根據具體情況自己確定，以簡化工藝文件。 在大批大量生產中則應科學地、嚴格地選擇切學用量，以充分發(fā)揮高效率設備的潛力和作用

16、。切學用量的選用與下列因素 關：生產率，加工質量（主要是表面粗糙度），切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形，工藝系統(tǒng)的振動，刀具的耐用度，機床功率等。在綜合考慮上訴因素的基礎上，使背吃刀量ap，進給量f，切削速度v的乘積最大。一般應先盡量取大ap，其次盡量取大f，最后取合適的v。3.8機床及工藝設備的選擇（1）選擇機床選擇機床和工藝裝備的總原則是根據生產類型與加工要求使所選擇的機床及工藝裝備既能保證加工質量，又經濟合理?；诖卧瓌t本叉桿設計所選機床如下：數控機床、銑床、鉆床、磨床等（具體銑床類型及型號請看工藝卡片）。 （2）選擇夾具粗銑、半精銑可采用壓板對底面進行固定。紅金控可以用直徑10mm的銑

17、刀直接銑出。（3）選擇量具 粗加工、半精加工可選用通用量具。大端面工序尺寸中無高公差，而查參考文獻知計量器具不確定度允許值為0.012mm，故選擇分度值為0.01mm的游標卡尺，其不確定度值為0.006mm，可滿足要求。仿形銑工序中軸向尺寸32f6其上偏差為-0.025，下偏差為-0.041，查表并根據有關公式計算得，計量器具不確定度允許值為0.045mm，查參考文獻選擇分度值為0.02mm的游標卡尺，其不確定值可滿足要求。精加工工序為零件完工尺寸，精度要求高，若用通用量具，需選用比較儀、指示表，使用不便。故宜選用專用量具。1 內圓測量宜采用卡規(guī)，測量時要注意從相互垂直的兩個方向測量。4、夾具

18、設計4.1問題的提出 本夾具主要用于鉆M8螺紋孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要求，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。4.2定位基準的選擇本道工序加工M8螺紋孔，精度不高，因此我們采用已加工好的20孔及端面定位，采用心軸和削邊銷定位，20端面限制三個自由度，心軸限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，因為孔徑自身較小，切削力較小，因此不在采用其他的輔助定位，采用開口墊圈壓緊工件可以滿足要求。4.3切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和

19、（5-3）得 本道工序加工孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。4.4定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。圖 心軸水平放置時定位分析圖4.5夾具設計及操作的簡要說明使用心軸定位，壓板的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。同時

20、我們采用快換鉆套，當導向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地換下鉆套。保證導向的精度，這樣就大大的提高了生產效率，適合于大批量生產。總 結這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,

21、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時