机床羊角拨叉加工工艺及孔加工夹具设计(2)模板.doc

网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 学习中心：广东江门奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 机械设计制造及其自动化年 级： 秋季 学 号： 学 生： 罗 礼 胜 指导老师： 王 爽 完成日期： 9月 17日 内容摘要本论文完成了对机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具 设计。本论文完成了对机床“羊角”拨叉加工工艺及钻孔夹具设计。在设计前一部分，关键进行工艺卡填写，步骤以下：首先是分析零件基础特征；其次依据前面分析来选择毛坯；再次设计工艺规程：包含制订工艺路线，选择基准面等；然后进行工序设计，即选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，切削用量待参数；最终编制工艺文件。第二阶段，进行夹具设计。纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身特色，选定孔加工工序进行夹具总体装配和夹具体设计。首先，结合零件在该工序中需要达成各项技术要求，初步确定工件定位、夹紧方案；然后，依据夹具设计标准和夹紧力和夹紧点确实定标准进行局部零部件和夹具体设计；最终，校核该夹具精度。关键词：羊角拨叉；机械加工；工艺；工艺卡；切削；夹具设计目 录内容摘要1引 言31.1 羊角拨叉功用41.2 设计任务42 零件工艺规程设计52.1 产量确实定52.1.1 生产类型确实定52.1.2 日生产量确实定52.2 毛坯选择及毛坯图绘制62.2.1 毛坯选择62.2.2 毛坯-零件综合图绘制方法62.3 定位基准分析和选择62.3.1 基准概念72.3.2 基准选择标准82.3.3 定位基准选择92.4 工艺路线制订102.5 工艺卡填写143 夹具设计203.1 夹具整体设计203.1.1夹具设计分析203.1.2 夹具结构方案确实定223.1.3 夹具具体设计243.2 夹具装配253.3 夹具经济性分析26结 论28参考文件29引 言机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通三年所学知识，将理论和实践相结合，对专业知识综合利用训练，为我们立即走向自己工作岗位打下良好基础。机械加工工艺是要求产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产关键技术性文件。它直接关系到产品质量、生产率及其加工产品经济效益，生产规模大小、工艺水平高低和处理多种工艺问题方法和手段全部要经过机械加工工艺来表现，所以工艺规程编制好坏是生产该产品质量关键确保关键依据。在编制工艺时须确保其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了确保产品质量同时提升生产效率、改善工人劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件一个装置，其作用是使工件相对于机床或刀含有个正确位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们研究对机械工业有着很关键意义，所以在大批量生产中，常采取专用夹具。而此次对于拨叉加工工艺及夹具设计关键任务是： 1完成拨叉零件加工工艺规程制订； 2完成铣削切断专用夹具设计。 经过对拨叉零件初步分析，了解其零件关键特点，加工难易程度，关键加工面和加工粗、精基准，从而制订出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具设计，首先分析零件加工工艺，选择定位基准，然后再依据切削力大小、批量生产情况来选择夹紧方法，从而设计专用夹具。 1 设计任务说明1.1 羊角拨叉功用设计机床羊角拨叉零件机械加工工艺规程及其机床夹具。拨叉是一个辅助零件，经过拨叉控制滑套和旋转齿轮接合。滑套上面有凸块，滑套凸块插入齿轮凹位，把滑套和齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉能够控制滑套和不一样齿轮结合和分离，达成换档目标。该零件图纸以下：图1.1 机床羊角拨叉零件图1.2 设计任务此次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说明书，和图纸绘制等工作，图纸说明以下：1毛坯零件综合图1张2工艺过程卡片1套3夹具装配图 1张4夹具体零件图1张5说明书1份2 零件工艺规程设计2.1 产量确实定2.1.1 生产类型确实定表2.1 生产类型划分生产类型同类零件年产量/件重型零件（质量kg）中型零件（质量100kg）小型零件（质量7，故取修正系数K=0.8。所以f=(0.520.64)0.8=(0.420.51)mm/r。b） 按钻头强度决定进给量依据表2.8，当b=190MPa，do=12mm,钻头强度许可进给量f=1.22mm/r。c） 按机床进给机构强度决定进给量 依据表切削手册2.9，当b210Mpa，do12.1mm，机床进给机构许可轴向力为9880N，进给量为1.1mm/r。从以上三个进给量比较能够看出，受限制进给量是工艺要求，其值为f=0.420.51mm/r，依据Z518钻床说明书，选f=0.50mm/r（见工艺设计手册表4.2-16），又由切削手册表2.19能够查出钻孔时轴向力，当f=0.50mm/r，do=12mm时，轴向力Ff=5120N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=5120N。依据Z518钻床说明书，机床进给机构强度许可最大轴向力为Fmax=8830N，因为FfFmax，故f=0.50mm/r能够用。2） 决定钻头磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12，当do=18 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm，寿命T=30min。3） 决定切削速度由切削手册表2.15可知f=0.50mm/r时，双修磨横刃钻头，do=12 mm时，Vt=18m/min。切削速度修正系数由切削手册表2.31可知：Ktv=1.0，Kmv=1.0，KTv=1.0，Klv=0.85所以 Vc=VtKv=171.01.01.00.85=15.3m/min所以 =406r/min依据Z518钻床说明书,可考虑选择nc=440r/min（见工艺设计手册表4.2-15）4） 检验机床扭转及功率依据切削手册表2.21，当f=0.5mm/r，do Mc。又依据切削手册表2.23，当b=(170213)Mpa，do=13.2mm，f=0.53mm/r Vc=26.4m/min时， Pc=1KW。依据Z518钻床说明书, PcPE，所以有Mc Mm，PcPE ，故选择切削用量可用。即 f=0.5mm/r，n=nc=440r/min，Vc=15.3m/min（3） 计算基础工时公式中： L=x+y+；依据实际情况和切削手册表3.26可知，当L=110mm时，有=0.5min2 扩孔至14（1） 加工条件工件材料：HT200，b=0.16GPa ，HBS=190210，铸件。机床：Z518立式铣床。钻头：莫氏锥柄麻花钻头（GB/T4256-），d=14，I=125，L=220。（2） 切削用量同理，经过反复上一工步查表核实，可得到以下结论：进给量：f=0.3钻头磨钝标准及寿命：T=30min切削速度：nc=440 r/min检验机床扭转及功率：Mc Mm，PcPE ，故选择切削用量可用。（3） 计算基础工时 公式中： L=x+y+；依据切削手册表3.26，L=125mm故min3 夹具设计3.1 夹具整体设计3.1.1夹具设计分析夹具是一个装夹工件工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一个不可缺乏工艺装备，对工件进行机械加工时，为了确保加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确位置，并使这个位置在加工过程中不因外力影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。工件装夹方法有两种：一个是工件直接装夹在机床工作台或卡盘上；另一个是工件装夹在夹具上。采取第一个方法装夹工件时，通常要先按图样要求在工件表面划线，划出加工表面尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，通常见于单件和小批量生产。批量较大时，大全部用夹具装夹工件，因为它直接影响着工件加工精度、劳动生产率和产品制造成本等。机床夹具使用有利于确保工件加工精度、稳定产品质量；有利于提升劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，确保安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”等。在成批生产，大量生产中，工件装夹是经过机床夹具来实现。机床夹具是工艺系统关键组成部分，它在生产中应用十分广泛。1机床夹具作用 （1） 确保加工精度，用机床夹具装夹工件，能正确确定工件和刀具，机床之间相对位置关系，能够确保加工精度。（2） 提升生产效率，机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，能够降低辅助时间，提升生产效率。（3） 减轻劳动强度，机床夹具采取机械、气动、液动夹紧装置，能够减轻工人劳动强度。（4） 扩大机床工艺范围，利用机床夹具，能扩大机床加工范围，比如，在车床或钻床上使用镗模能够替换镗床镗孔，使车床、钻床含有镗床功效。2机床夹具分类 机床夹具种类很多，现按应用范围分类以下：（1） 通用夹具：通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围夹具，比如，车床用三爪卡盘和四爪卡盘，铣床用平口钳及分度头等。（2） 专用机床夹具：专用机床夹具是针对某一工件某道工序专门设计制造夹具。专用机床夹具适于在产品相对稳定，产量较大场所应用。（3） 组合夹具：组合夹具是用一套预先制造好标准元件和合件组装而成夹具。组合夹具结构灵活多变，设计和组装周期短，夹具零部件能长久反复使用，适于在多品种单件小批生产或新产品试制等场所应用。（4） 成组夹具：成组夹具是在采取成组加工时，为每个零件组设计制造夹具，当改换加工同组内另一个零件时，只需调整或更换夹具上部分元件，即可进行加工。成组夹具适于在多品种，中小批生产中应用。（5） 随行夹具：它是一个在自动线上使用移动式夹具，在工件进入自动线加工之前，先将工件装在夹具中，然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移到下一个工位，直到工件在退出自动线加工时，才将工件从夹具中卸下。随行夹具是一个一直随工件一起沿着自动线移动夹具。3专用机床夹具组成 夹具通常由下列元件或装置组成：（1） 定位元件：定位元件是用来确定工件正确位置元件，被加工工件定位基面和夹具定位元件直接接触或相配合。（2） 夹紧装置：夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置装置。（3） 对刀元件及导向元件：对刀元件及导向元件是指夹具中用于确定(或引导)刀具相对于夹具定位元件含有正确位置关系元件，比如钻套、镗套、对刀块等。（4） 连接元件：夹具连接元件是指用于确定夹具在机床上含有正确位置并和之连接元件，比如安装在铣床夹具底面上定位键等。（5） 其它元件及装置：依据加工要求，有些夹具尚需设置分度转位装置，靠模装置，工件抬起装置和辅助支承等装置。（6） 夹具体：夹具体是用于连接夹具元件和相关装置使之成为一个整体基础件，夹具经过夹具体和机床连接。定位元件，夹紧装置和夹具体是夹具基础组成部分，其它部分可依据需要设置。（7） 其它元件或装置：依据不一样工件不一样加工表面要素需要，有些夹具分别需要采取分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等，以分别满足生产率、加工精度、仿形、装卸工件等其它要求。这些装置或元件通常需要专门设计。本文选择其中M孔加工工序夹具进行设计，加工完成应达成图纸技术要求。3.1.2 夹具结构方案确实定1 夹紧原理和装置在机械加工前，工件 在夹具定位元件上取得正确位置以后，还必需在夹具上设置夹紧机构将工件夹紧，以确保工件在加工过程跳致因受到切削力、惯性力、离心力或重力等外力作用而产生位置偏移和振动，并保持已由定位元件所确定加工位置。由此可见夹紧机构在夹具中占相关键地位。夹紧装置分为手动夹紧和机动夹紧两类。依据结构特点和功用，经典夹紧装置由三部分组成：（1） 力源装置，即产生夹紧力装置，通常是指动力夹紧时所用气压装置、液压装置、电动装置等等。（2） 中间传力机构，即界于力源和夹紧元件之间机构，经过其将力源产生夹紧力传给夹紧元件，然后由夹紧元件最终完成对工件夹紧。通常中间传力机构能够在传输夹紧力过程中，改变夹紧力方向和大小，并依据需要亦可含有一定自锁功效。（3） 夹紧元件，即实现夹紧最终实施元件，经过其和工件直接接触而完成夹紧工件。夹紧装置设计好坏，不仅关系到工件加工质量，而且对提升生产效率，降低生产成本和发明良好工作环境等诸方面全部有很大影响。所以设计夹紧装置应该满足下列基础要求：（1） 夹紧过程中，不改变工件定位后占据正确位置。（2） 夹紧力大小要可靠合适，既要工件确保工件在整个加工过程中位置稳定不变，振动小，以要使工件不会产生过大变形。（3） 夹紧装置自动化和复杂程度应和生产纲领相适应，在确保生产率前提下，其结构要努力争取简单，方便于制造和维修。（4） 夹紧装置操作应该方便、安全、省力。2夹紧三要素确实定夹紧力确实定是夹紧装置设计和选择关键问题。在具体确定时必需结合工件加工要求和特点、定位元件结构形式和部署方法、工件本身重力和所受外力作用情况等很多方面综合考虑。（1） 夹紧力方向确实定：夹紧力方向关键和工件定位基准配置和工件所受外力作用方向相关。夹紧力应垂直于关键定位基准面 。这里关键定位基准面是指消除自由度较多、面积较大表面。这么能够确保定位正确可靠，不破坏原定位精度。夹紧力应尽可能和切削力、工件重力同方向，以利于减小夹紧力。（2） 夹紧力着力点选择：在选择夹紧力着力点位置时，关键考虑怎样确保夹紧时不破坏工件在定位时所取得位置和引发工件变形最小。夹紧力落在支承元件上或