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遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目：設計“撥叉”零件的機械加工工藝 規(guī)程及鉆、鉸2*φ10H7孔的工藝裝備設計 班　　級：機械自動化05-6 姓　　名： 李 金 先 指導教師： 張 興 元 完成日期： 2008.7.01 一、設計題目　　 設計“撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆、鉸2*Φ10H7孔的工藝裝備設計。 二、設計要求 設計的要求包括如下幾個部分： 1．繪制零件圖。 1張 2. 繪制零件毛坯圖。 1張 3．編制零件的機械加工工藝卡片。 1套 4．機械加工工藝過程卡片 1 套 5. 繪制夾具零件圖 1張 6. 繪制夾具裝配圖 1張 7．編寫課程設計說明書（約6000——8000字）。 1份 說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） （1）．目錄 （2）．摘要（中外文對照的，各占一頁） （3）．零件工藝性分析 （4）．機械加工工藝規(guī)程設計 （5）．指定工序的專用機床夾具設計 （6）．體會與展望 （7）．參考文獻 列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，15條以上) 三、上交材料 1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程卡片 1張 4.零件的機械加工工藝卡片 1張 5.夾具裝配圖 1張 6.夾具零件圖 1張 7.設計說明書 1 份 四、進度安排 1.第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2.第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設計并編制出零件的機械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　 摘　要 這次課程設計的是車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序的專用夾具。零件的加工工藝規(guī)程和專用夾具的設計是最重要的設計，夾具設計的質(zhì)量，對生產(chǎn)率，加工成本以及生產(chǎn)安全等都有直接的影響，這次機床夾具設計過程一般分為四個階段：設計前的準備。擬定夾具結(jié)構方案，繪制草圖。繪制夾具總圖。繪制夾具零件圖。上述這些內(nèi)容將在后部分詳細介紹，而前部分主要是針對撥叉零件的分析與研究，包括零件的作用及工藝分析 ，確定毛坯的制造形式及基準的選擇，制訂工藝路線機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定。對零件的分析十分必要，專用夾具設計的成功與否與零件的分析的關系密切. 由于本人設計水平所限和時間比較倉促，錯誤和欠妥之處懇請老師批評指正。 Abstract The course is designed lathe Bocha parts of the machining process planning and related processes for the fixture. Part of the processing procedures and the design of dedicated fixture is the most important design, fixture design quality, productivity, production and processing costs of security have a direct impact on this machine fixture design process generally divided into four stages: design Before preparation. Fixture of the development programme, drawing the draft. Drawing the map fixture. Drawing fixture parts map. These elements will be detailed in Part II, and the first part is mainly directed against Bocha parts of analysis and research, including the role of spare parts and technical analysis to determine the rough form of manufacturing base and the choice of routes developed mechanical Jiagongyuliang , The size and processes determine the rough size. Part of the analysis is very necessary for the success of the fixture design and analysis of the parts of the close relationship, which is to put the first part of the reason. Since I design constraints and the time of hasty, errors and irregularities in the urge 。 目錄 序言 1 1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2 1.1零件的工藝分析 2 1.2 確定毛坯的制造形式 2 2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 3 2.1毛坯的種類、特點及應用 3 2.2選擇毛坯 4 2.3.確定機械加工余量 4 2.4 確定毛坯尺寸 4 3、選擇加工方法，制定工藝路線 5 3.1定位基準的選擇 5 3.2零件表面加工方法的選擇 5 3.3制定工藝路線 6 4 工序設計 8 4.1選擇加工設備與工藝裝備 8 4.2確定工序尺寸（工序7） 8 5、確定切削用量及基本時間（工序7） 9 5.1切削用量的計算 9 5.2基本時間tm的計算 9 6、夾具設計 11 6.1定位方案 11 6.2.夾緊機構 11 6.3.導向裝置 11 6.4.夾具與機床連接元件 11 6.5.夾具體 11 7、設計體會 12 序言 機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和一部分專業(yè)課后進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構設計能力，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教。 1、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1零件的工藝分析 零件的工藝分析就是通過對零件圖紙的分析研究，判斷該零件的結(jié)構和技術要求是否合理，是否符合工藝性要求。 （1）：審查零件圖紙 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確，完整，尺寸，公差及技術要求齊全。 （2）：零件的結(jié)構工藝性分析 該零件比較簡單，沒有較復雜的結(jié)構和較高的加工要求。主要的加工有各個表面的銑削，螺紋孔和孔及弧平面的加工等。各個待加工表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得，需要加工的螺紋孔為M12，孔為φ5、φ20、φ9.8、φ10的孔的尺寸精度要求。這些都是有數(shù)據(jù)可以供參考的，這個零件的工藝性較好。 1.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為QT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 2選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 2.1毛坯的種類、特點及應用 表2.1 常用毛坯的種類、特點及應用 毛坯 種類 成形方法 對原材料 工藝性能 要求 適用材料 適宜形狀 優(yōu)點 缺點 應用 鑄 件 液態(tài)成形 流動性好，收縮率小 鑄鐵、鑄鋼、有色金屬 形狀不限，可相當復雜 不受金屬種類、零件尺寸、形狀和質(zhì)量的限制，適應性廣；毛坯與零件形狀相近，切削加工量少，材料利用率高，成本低。砂型鑄造生產(chǎn)周期短。 鑄件組織粗大，力學性能差。砂型鑄造生產(chǎn)率低、鑄件精度低、表面質(zhì)量差 灰鑄鐵件用于受力不大，或承壓為主的零件，或要求減振、耐磨的零件；球墨鑄鐵件用于受力較大的零件；鑄鋼件用于承受重載而形狀復雜的大中型零件。 鍛 件 固態(tài)塑性變形成形 塑性好，變形抗力小 中碳鋼及合金結(jié)構鋼 自由鍛件簡單，模鍛件可較復雜 鍛件組織致密，晶粒細小，力學性能好，使流線沿零件外形輪廓連續(xù)分布可提高鍛件使用性能和壽命， 材料利用率低，生產(chǎn)成本高，自由鍛件精度低，表面較粗糙，模鍛件精度中等，表面質(zhì)量較好，生產(chǎn)周期長 承受重載荷、動載荷及復雜載荷的重要零件，如主軸、傳動軸、齒輪、曲軸等 型 材 用軋制、拉拔、擠壓等方法，使固態(tài)金屬通過塑性變形成形 － 碳鋼、合金鋼、有色金屬 簡單，一般為圓形或平面 根據(jù)零件選合適的型材毛坯可減少加工工時，材料利用率高；組織致密，力學性能好 零件的表面質(zhì)量取決于切削方法；對性能要求高的零件，若纖維流線不合乎要求時，需改用鍛件 中、小型簡單零件 沖 壓 件 經(jīng)冷塑性變形成形 塑性好，變形抗力小 低碳鋼和有色金屬薄板 可較復雜 組織細密，利用冷變形強化，可提高強度和硬度，結(jié)構剛性好；沖壓件結(jié)構輕巧，精度高、表面質(zhì)量好，材料利用率較高，成本低 冷沖模的制造成本高，生產(chǎn)周期長；取料時注意流線的合理分布 低碳鋼、有色金屬薄板成形的零件，適于大批、大量生產(chǎn) 焊 接 件 利用金屬的熔化或原子擴散作用，形成永久性的連接 強度高，塑性好，液態(tài)下化學穩(wěn)定性好 低碳鋼和低合金結(jié)構鋼 形狀不受限制 材料利用率高，生產(chǎn)準備周期短；接頭力學性能可達到或接近母材 精度較低，接頭處表面粗糙；生產(chǎn)率中、低 主要用于低碳鋼、低合金高強度結(jié)構鋼、不銹鋼及鋁合金的各種金屬結(jié)構件、或組合件及修補舊零件 粉 末 冶 金 件 通過制粉、壓制、燒結(jié)等工序生產(chǎn)材料和零件 大小和形狀受限制 少無切屑加工，能生產(chǎn)有特殊性能的材料和制品 粉末成本高，模具費用高。制品的強度和韌性較差 大批生產(chǎn)含油軸承、高熔點材料、硬質(zhì)合金和鐵基合金零件等 2.2選擇毛坯 該零件材料為HQ200，為使零件有較好的力學性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應該的。 2.3.確定機械加工余量 總加工余量：在由毛坯變成成品的過程中，在工件加工表面上切除的金屬層的總厚度。 工序加工余量：完成某一工序時，從某一表面上所切除的金屬層厚度?？偧庸び嗔康扔诟鞴ば蚣庸び嗔恐?。 根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查表得，單邊余量在厚度方向為1.5-2.0mm，水平方向亦為1.5-2.0mm。鑄件孔的單面余量查表得2.0mm. 2.4 確定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可。 3、選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準的選擇 粗基準的選擇：若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件的所有表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。 選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、裝夾可靠一般只使用毛坯表面作一次粗基準，以后不再重復使用。 選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮，如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠。根據(jù)此殼體的技術要求選擇工件上端面和右端面作為精基準。零件上許多表面都可以采用它們作基準進行加工，符合基準統(tǒng)一原則，符合基準重合原則 應盡量選擇被加工表面的設計基準作為精基準，這樣可以避免基準不重合而引起的定位誤差。保證工件定位準確，夾緊穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構簡單，工人操作簡便。 所以選擇Φ60圓盤的下表面為粗基準，Φ20H7的孔為精基準。 3.2零件表面加工方法的選擇 （1）粗銑Φ60圓盤的下表面。 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6，需進行粗銑。 （2）粗銑Φ76弧內(nèi)Φ30上表面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。 （3）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ20H7的孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6需鉆和鉸。 （4）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ30的孔 公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra2.5需鉆和鉸。 （5）粗銑Φ76內(nèi)弧兩側(cè) 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。 （6）粗銑撥叉兩叉腳內(nèi)外 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定起公差等級按IT14，需進行粗銑。 （7）鉆、鉸Φ10H7的兩個孔。 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra1.6，需鉆和鉸。 （8）粗銑Φ20圓柱體的下兩端面 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra3.2，需進行粗銑。 （9）鉆、鉸Φ9.8H9的孔 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆和鉸。 （10）車一的內(nèi)螺紋 （11）粗銑左端凹槽 表面粗糙度為12.5，需要粗銑 （12）粗銑Φ20圓柱體的上端面。 表面粗糙度為3.2需要粗銑 （13）鉆、鉸Φ10H7的孔 公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra1.6，需鉆和鉸。 3.3制定工藝路線 （1）粗銑Φ60圓盤的下端面。 （2）粗銑Φ76弧內(nèi)Φ30上表面 （3）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ20H7的孔 （4）鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ30的孔 （ （5）粗銑Φ76內(nèi)弧兩側(cè) （6）粗銑撥叉兩叉頭內(nèi)外側(cè) （7）鉆、鉸Φ10H7的兩個孔。 （8）粗銑Φ20圓柱體的下兩端面 （9）鉆、鉸Φ9.8H9的孔 （10）車一的內(nèi)螺紋 （11）粗銑左端凹槽 （12）粗銑Φ20圓柱體的上端面。 （13）鉆、鉸Φ10H7的孔 （14） 清洗。 （15）終檢 4 工序設計 4.1選擇加工設備與工藝裝備 1 粗銑Φ60圓盤的下端面。 X62臥式銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 粗銑Φ76弧內(nèi)Φ30上表面 X62臥式銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 3 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ20H7的孔 X62臥式銑床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 4 鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ30的孔 Z525組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 5 粗銑Φ76內(nèi)弧兩側(cè) X62臥式銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 6 粗銑撥叉兩叉頭內(nèi)外側(cè)。 X62臥式銑床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 鉆、鉸Φ10H7的兩個孔。 Z525組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 8 粗銑Φ20圓柱體的下兩端面。 Z525組合鉆床 銑刀、游標卡尺、專用夾具 9 鉆、鉸Φ9.8H9的孔 清洗機 10 車一的內(nèi)螺紋 CA6140 車刀、游標卡尺、專用夾具 11 粗銑左端凹槽 X62臥式銑床 刀、游標卡尺、專用夾具 12 粗銑Φ20圓柱體的上端面。 X62臥式銑床 刀、游標卡尺、專用夾具 13 鉆、鉸Φ10H7的孔 Z525組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺、專用夾具 14 清洗 清洗機 15 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4.2確定工序尺寸（工序7） 由表可查得鉆孔余量Z鉆=9.8mm，Φ10mm的孔粗鉸余量Z=0.16精鉸=0.04mm；查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9；鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.036mm；鉆：0.150mm。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：Φ10.16+0.0360mm；鉆孔：Φ10+0.01500mm. 5、確定切削用量及基本時間（工序7） 5.1切削用量的計算 （1）鉆孔工步 ①被吃刀量的確定 取ap=9.8mm。 ②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.12mm/r。 ③切削速度的計算 由表，按工件材料為QT200的條件選取，切削速度v可取為22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=700.6r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nΠd/1000=30.1m/min. (2)精鉸工步 ①被吃刀量的確定 取ap=0.02mm。 ②進給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.30mm/r。 ③切削速度的計算 由表，切削速度v可取為5m/min。由公式n=1000v/Πd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=159.3 r/min,參照表所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=195 r/min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nΠd/1000=6.1m/min. 5.2基本時間tm的計算 （1）鉆孔工步 根據(jù)表，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=10mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（9.8mm/2）×cot54°+1mm=4.56mm;f= 0.12mm/r;n= 960r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(10mm+1mm+4.56mm)/(0.12mm/r×960r/min)=0.13min=8.1s。 （2） 精鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(10mm-9.8mm)/2=0.1mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=10mm；f=0.3mm/r; n=195r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時間tj=（10mm+0.37mm+15mm）/（0.3mm/r×195r/min）=0.43min=26s。 6、夾具設計 6.1定位方案 工件以一端面和Φ20H7孔為定位基準，采用平面和定位銷組合定位方案，其中平面限制3個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位平面上加一個削邊銷來限制饒Z軸旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個自由度都被限制了。 6.2.夾緊機構 為提高生產(chǎn)率要求，通過氣壓缸可以滿足。采用固定式V形塊夾緊機構，通過進氣孔進氣實現(xiàn)對工件的夾緊。且活塞桿端與V形塊采用銷鉸接，起主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動，由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。 6.3.導向裝置 采用可換鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。鉆套高度H=7mm，排削間隙h=4mm. 6.4.夾具與機床連接元件 在夾具體上設計座耳，用T形螺栓固定。 6.5.夾具體 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時垂直度在Φ20范圍內(nèi)允差0.1mm. 7、設計體會 在這次設計中，我深切體會到了基礎的重要性.我綜合應用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主動手能力.將理論與實際結(jié)合起來.在設計過程中,我遇到了很多的困難什么都不會，壓力很大,出現(xiàn)過很多的錯誤, 經(jīng)過我自己查閱資料、和同學一起討論、與老師一起研究，終于把大概的思路弄清了。首先我們要熟悉零件和了解其作用，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定殼體的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 經(jīng)過這次課程設計,我有了更充分的自信.我相信一切困難都會有解決的辦法.同時通過這次設計為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。我會在將來的學習中掌握基礎知識，為以后的工作打下良好基礎。 其實過程是很重要的，它能鍛煉我們獨立思考的能力。通過這次課程設計，使我的理論知識得到了實踐，進而從實踐中學得更多更實際的理論知識，并加深了印象，對于以后的工作有極大的幫助。通過這次課程設計也讓我知道自己缺乏哪些知識，對什么方面還不夠了解。最重要的一點是，我學會了利用圖書館這個有利的資源。在剛開始設計時，我很迷茫，于是在圖書館里查閱許多和夾具設計有關的資料，慢慢的積累了很多知識，于是做起來就很順手。在加上老師的指點，我能站在正確的出發(fā)點，自然設計起來就沒有走太多的彎路?；仡^看看這兩周的生活，我覺得很充實，正因為我合理的安排時間才能夠及時的完成我的課題。 知識在于積累，知識在于運用。此次課程設計讓我學會了，如何綜合運用知識。為我們以后參加工崗位，打下了堅實的基礎。我覺得此次的課程設計比較有意義，它能夠結(jié)合實際來鍛煉同學們的能力。為我為以后的工作打下良好的基礎。 參考文獻 [1]哈爾濱工業(yè)大學 .《機床夾具設計》.上?？茖W技術出版社 .1990 [2]顧崇衡 .《機械制造工藝學》.陜西科學出版社.1995 [3]鄒青 .《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 . 機械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機械制造技術基礎課程設計指南》.化學工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開勤 .《機械零件手冊》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機床研究所 .《組合機床設計》.機械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機械制造及設備指導手冊》.北京:機械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農(nóng)..《機械加工工藝手冊》.北京:機械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機床夾具設計》.北京：機械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機械制造技術基礎》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機床卡具設計》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機械制造工藝學課程設計指導書—2版》.北京:機械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機床夾具設計.第二版》.上海：上?？萍技夹g出版社 .1989。 [14]黃健求..《機械制造技術基礎》. 機械工業(yè)出版社 .2005。 [15]楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》. 機械工業(yè)出版社 .2000。