扁叉夾具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)扁叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及某一工序的夾具專業(yè)班級(jí)：08機(jī)制（2）班姓 名：俞烽煒 學(xué) 號(hào)：08530058 指導(dǎo)教師：尹成龍、楊義 時(shí) 間： 引言機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程是機(jī)械類專業(yè)的一門主要專業(yè)課。它授予學(xué)生制訂經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的機(jī)械加工和裝配工藝，確定各工序的工裝與設(shè)備等方面的綜合知識(shí)，以及基本的工藝?yán)碚摵蛧?guó)內(nèi)外先進(jìn)的新工藝、新技術(shù)方面的知識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生分析生產(chǎn)實(shí)際加工過(guò)程中產(chǎn)生誤差的原因和存在的具體工藝問(wèn)題，并能初步提出改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率與降低成本的工藝途徑和方法的能力。為提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，本課程學(xué)完后，特安排此課程設(shè)計(jì)。本課

2、程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。它一方面要求學(xué)生在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用過(guò)去所學(xué)的全部課程，另外也為搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)做一次綜合訓(xùn)練。學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過(guò)機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)在下述各方面得到鍛煉：能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的基本理論，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線合理安排等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)掌握如何根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理，又能保證加工質(zhì)量的夾具來(lái)。學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱出處，能夠做到熟練應(yīng)用。目錄引言2零

3、件圖的分析41.1零件的結(jié)構(gòu)要求1.2零件的工藝分析零件的毛坯設(shè)計(jì)42.1確定毛坯的制造形式2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差2.3毛坯圖工藝規(guī)程設(shè)計(jì)53.1基面的選擇3.2制訂加工工藝路線工序設(shè)計(jì)64.1機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定4.2確定切削用量和基本工時(shí)4.3扁叉零件圖夾具設(shè)計(jì)85.1問(wèn)題的提出5.2夾具設(shè)計(jì)5.3定位誤差分析5.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明總結(jié)9參考文獻(xiàn)10零件圖的分析1.1零件的結(jié)構(gòu)要求扁叉結(jié)構(gòu)要合理，要求扁叉結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相

4、關(guān)的又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝的問(wèn)題。扁叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜程度一般，但其加工兩同軸內(nèi)孔的精度要求較高，此外還有上端面以及凸塊兩側(cè)臺(tái)階面要求加工精度很高，對(duì)圓柱的四個(gè)端面也有一定的精度要求。該零件的兩小孔有同軸度要求，且凸塊兩側(cè)面相對(duì)孔軸線有對(duì)稱度要求，凸塊兩側(cè)臺(tái)階面對(duì)兩孔軸線也各自有平行度要求。因此，該零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此對(duì)他們的加工是非常關(guān)鍵的。1.2零件的工藝分析以10H7為軸心線為基準(zhǔn)，兩圓柱同軸度有較高的要求。以兩孔軸線為基準(zhǔn)，要求凸塊兩

5、側(cè)臺(tái)階面有較高的對(duì)稱度和平行度。凸塊兩側(cè)臺(tái)階面要求粗糙度為3.2，上端面粗糙度為6.3。短圓柱的四個(gè)端面：.有一定的位置要求和粗糙度要求。兩孔的粗糙度有很高的要求。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面（銑削上端面和兩側(cè)臺(tái)階面），再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外兩組（分別是銑圓柱端面和鉆鉸兩同軸小孔）。零件的毛坯設(shè)計(jì)2.1確定毛坯的制造形式 零件材料為HT35-32零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇金屬型澆注鑄件毛坯。2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差參考機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（以下稱指導(dǎo)書）查表2-11，公差與機(jī)械加工余量（GB/T6414-1999），查表2-1

6、1,輪廓尺寸尺寸不超過(guò)160mm，得加工余量5-7mm，故取6mm。加工表面工序名稱工序余量工序基本尺寸工序經(jīng)濟(jì)精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra ）公差等級(jí)公差粗銑凸塊上端面和兩側(cè)面粗銑B面和A1、A2面4.32.3142×7.4142×10.74.32.342×7.4142×10.712.56.3銑B面精銑B面0.7142×6IT13、IT140.7142×66.3銑A1、A2精銑A1、A20.7142×10IT13、IT140.7142×103.22.3設(shè)計(jì)及繪制毛坯圖工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基面的選擇

7、本零件是有精度較高要求的孔的叉架零件，平面和孔是設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn)，在加工時(shí)，應(yīng)盡量以平面為基準(zhǔn)。先以圓柱面為粗基準(zhǔn)，銑出上端面和凸塊側(cè)面及其兩有平行度要求的平面，再以加工的平面為精基準(zhǔn)，加工出兩短圓柱的四個(gè)端面，同樣，也是以該已加工表面為基準(zhǔn)鉆出兩同軸的10H7孔；加工前后四個(gè)圓柱端面時(shí)，先以凸塊表面為基準(zhǔn)，在銑床上利用組合銑刀一次性銑出端面。3.2制訂加工工藝路線。工藝路線方案：I. 粗銑凸塊兩側(cè)臺(tái)階面A1、A2和凸塊上端面B面II. 粗銑C圓柱兩端面C1、C2III. 粗銑D圓柱兩端面D1、D2IV. 鉆孔10V. 精銑C圓柱兩端面C1、C2VI. 精銑D圓柱兩端面D1、D

8、2VII. 精銑B面VIII. 精銑A1、A2面IX. 粗鉸10，鉸孔精度為0.07mmX. 精鉸10，鉸孔精度為0.07mmXI. 檢查入庫(kù)工序設(shè)計(jì)4.1機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。“扁叉”材料為HT15-32，生產(chǎn)類型中批量，金屬型鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，確定工序一中粗銑圓柱C 的C1、C2兩個(gè)端面d的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2-11，工序尺寸加工余量為5-7mm，故取6mm。查工藝手冊(cè)表2.22.5，工序尺寸加工余量銑C1、C2臺(tái)階面200mm的高速鋼鑲齒套式面銑刀粗銑 2.3mm精銑 0.7mm4.2確定切削用量和基本工時(shí)。

9、工序：粗銑圓柱C 的C1、C2兩個(gè)端面本工序是精銑側(cè)凸臺(tái)面，已知加工材料為HT15-32，b=195Mpa,鑄件無(wú)外皮，機(jī)床為X6142型臥式銑床，所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀，其參數(shù)：直徑d=200mm，齒數(shù)Z=20。粗銑時(shí)，為了提高切削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程銑完。（1）確定每齒進(jìn)給量。根據(jù)機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-4知X6142型臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為14.175KW。查5-27知工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí)，每齒進(jìn)給量=0.30.5mm/z。由于本工序背吃刀量 =01mm和切削寬度=7.4mm，故選擇每齒進(jìn)給量=0.3mm/z。（2）選擇銑刀磨

10、鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度。跟據(jù)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，查表5-28，用高速鋼鑲齒銑刀粗加工鑄鐵時(shí)，選擇銑刀后刀面磨損極限值為2mm,查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72續(xù)知，銑刀合理耐用度時(shí)間T=240min。（3）確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量。由機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-72續(xù)查得，高速鋼切削鑄鐵的切削速度為V=20m/min，則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是：n=1000V/d=31.85r/min。選取n=35r/min，則實(shí)際銑削速度為=dn/1000=21.98m/min銑刀每轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)速度，即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f=z=0.3×20=6mm工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 =z n=0.3×

11、20×35=210mm/min根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量，選取f=150mm/min，則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 =f/zn=150/(20×35)=0.214mm/z（4）校驗(yàn)機(jī)床功率。由機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表5-31和5-32知，由銑削力Fz和銑削功率Pm得，故選X6142合適。最后確定的切削用量為：=0.7mm =6mm =0.214mm/z =150m/min =22m/min上述中:銑削速度（m/min）、 銑刀直徑（mm） 銑刀轉(zhuǎn)速（r/min） 銑刀每分鐘工作臺(tái)移動(dòng)速度，即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量（mm/r） 銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)速度，即每齒進(jìn)給量（mm/z） 進(jìn)

12、給速度，即工作臺(tái)每分鐘移動(dòng)速度（mm/min） 銑刀齒數(shù) 銑削寬度銑削背吃刀量2.基本時(shí)間tmtm=（Lw+L1+L2）/LW 工件銑削部分長(zhǎng)度L1切入行程長(zhǎng)度 當(dāng)主偏角為90時(shí)，L1=0.5（ d）+（13）L2切出行程長(zhǎng)度 L2=35mm已知n=35r/min，Lw=142mm。計(jì)算得L1+L2=8mm。所以，基本時(shí)間為： tm=（142+8）/150=1mim故，A1，A2兩面的基本時(shí)間為：t=2×tm=2min4.3扁叉零件圖如下:夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是第八道工序精銑A1、A2面的銑床夾具。本夾具將用于x6142臥式銑床，道具為直徑d=200mm的高速鋼鑲齒套式面銑刀。5.2夾具設(shè)

13、計(jì)1. 第八道工序的定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，臺(tái)階面A1、A2對(duì)10H7的平行度和對(duì)稱度，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為零件上表面，定位時(shí)零件上表面定位。2. 切削力及夾緊力的計(jì)算,，當(dāng)銑削時(shí)，在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)。其中：為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；為刀具鈍化系數(shù)1.1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。選用M8mm。當(dāng)螺紋直徑為8mm，手柄長(zhǎng)度為140mm，作用力為70N時(shí)，其夾緊力為。此時(shí)已大于所需的3085N的夾緊力，故本夾具可安全工作。5.3定位誤差分析本工序采用上表面為基準(zhǔn)定位，使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。5.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明夾具的夾緊

14、力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，可使用有快換墊圈?？偨Y(jié)通過(guò)為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)機(jī)械制造工藝學(xué)這一門課程實(shí)用性的理解，同時(shí)也使我回顧了我以往所學(xué)的知識(shí)。因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前一次重要的實(shí)踐設(shè)計(jì)，涉及到的知識(shí)綜合性很強(qiáng)，這就要求我們對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課有較熟練的掌握。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)時(shí)，需要學(xué)會(huì)將書本上的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，但這對(duì)我們來(lái)說(shuō)有不少困難，因?yàn)槲覀兏緵](méi)有什么實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。所以這次課程設(shè)計(jì)我們主要通過(guò)反復(fù)的查閱資，、反復(fù)的思考，和設(shè)計(jì)同一種零件的同學(xué)相互間反復(fù)討論來(lái)完成的。經(jīng)過(guò)繁忙困難的過(guò)程后,我們對(duì)知識(shí)的印象更加深刻了。此外，整個(gè)過(guò)程中同學(xué)互幫互助,我們?cè)诳鞓?lè)中共同學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步， 同學(xué)之間的關(guān)系也更加密切了。在此次收獲課程設(shè)計(jì)成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),再次感謝尹老師、楊老師的辛勤指導(dǎo)，以及同學(xué)們的幫助。參考文獻(xiàn)1 郭艷玲.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：北京大學(xué)出版社，2008.012 尹成龍.機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì).安徽：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，2009.10.3機(jī)床夾具