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1、提供各专业全套设计机械制造技术基础课程设计说明书 题目： 拨叉-3 零件机械加工工艺规程 （钻20孔夹具设计）系 名 机械工程系 专 业 机械设计制作及其自动化 学 号 6011201142 姓 名 指导教师 2014年 9月 10日设计任务书设计题目：拨叉零件批量生产机械加工工艺过程设计及 钻20孔 夹具设计设计内容与要求：1. 制定 拨叉-3 零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2. 对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3. 确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4. 确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5. 对两道主要工序进行工序设
2、计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量；6设计钻床夹具，绘制夹具装配图；7对同学的设计进行校对；8编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；立式钻床Z5125；摇臂钻床Z3025；立式钻床Z515；台式钻床Z4115；外圆磨床MG1416，MG1432；内圆磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；插床B5025；拉床L6106设计小组：组长：成员： 指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评 摘 要机械制造技术基础课程设计是以切削理论为基础、制造
3、工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。全套图纸，加153893706机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工
4、工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，要求学生应做到： 1能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。 3学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。关键词：拨叉；钻床夹具；设计；熟练运用；提高结构设计能；夹紧机构 目 录 第一章 零件分析及工艺规划1 1.1 零
5、件图1 1.2 零件的结构特点2 1.3 零件毛坯与生产纲领2 1.4 零件各加工表面及技术要求2 1.5定位基准的选择2 1.6拟定机械加工工艺路线3 第二章 工序设计4 2.1毛坯的确定及尺寸公差4 2.2拨叉总余量的确定4 2.3机床及刀具的选择4 2.4工序参数的计算4 第三章 夹具设计6 3.1 夹具的用途和原理6 3.2 结构方案的确定和分析6 3.3 切削力和夹紧力的计算7 3.4 误差分析与计算7 第四章 校正8 第五章 自我总结9 参考文献101 天津大学仁爱学院机械工程系2011级机械制造课程设计第一章 零件分析及工艺规划1.1 零件图 图1-1 拨叉-3二维图 图1-2
6、拨叉-3三维图1.2 零件的结构特点 该零件是车床的拨叉，它位于车床主运动变速机构中，拨动滑移齿轮移动，使主轴获得不同速度，拨叉的20H7孔与操作机构的轴相连，叉脚的60mm圆弧与叉头两端面是与所拨动滑移齿轮的槽接触，通过操作机构的力拨动下方滑移齿轮移动到不同的啮合位置，实现变速。 1.3 零件毛坯与生产纲领 零件材料为QT400-18，大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，所以毛坯选用金属模砂型机器制造型铸造成形。查表得总体毛坯余量为单边1.7mm。1.4 零件各加工表面及技术要求表1-1各加工表面及技术要求序号加工表面基本尺寸（mm）公差等级（mm）尺寸公差（mm）位
7、置公差（mm）表面粗糙度（）1拨叉头左右端 面40 未注公差3.22拨叉口左右端面 20IT100-0.10.13.23拨叉口内表面 60IT13+0.6+0.13.24拨叉脚底面 2IT120-0.13.25 20内孔20IT7+0.02101.66 8内孔8 未注公差 1.5定位基准的选择根据“基准重合”和“基准统一”的原则,以拨叉头的外圆及端面为粗基准，以20H7孔及其端面为精基准。1.6拟定机械加工工艺路线根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度，参考机械加工工艺手册，得到各表面的加工方案，根据加工顺序的安排原则，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序号工序名称工序内容设备01铸造两件合铸
8、02热处理退火03粗铣拨叉头左端面粗铣拨叉头左端面铣床04粗铣拨叉头右端面粗铣拨叉头右端面05半精铣拨叉头左端面精铣拨叉头左端面06半精铣拨叉头右端面精铣拨叉头右端面07钻，扩，铰孔20内孔钻床08粗车拨叉口粗车拨叉口60内圆面 铣床09半精车拨叉口半精车拨叉口60内圆面10铣断将合铸件从中间铣断10 粗铣拨叉口左右端面11半精铣拨叉口左右端面13精铣拨叉脚底面精铣拨叉脚底面14钻，扩，铰孔拨叉头8通孔钻床15去毛刺16中检17校正拨叉脚18清洗19终检20入库第2章 工序设计2.1毛坯的确定及尺寸公差 毛坯材料QT40018，为球墨铸铁，零件批量生产。查表毛坯铸件公差等级812级，选择8级，
9、对应尺寸公差2.8mm。2.2拨叉总余量的确定 因为拨叉3最大尺寸位于63mm100mm范围内，且球墨铸铁机器造型加工余量等级为EG，选择F。查机械制造技术基础课程设计指导教程表2-3及表2-4计算得总加工余量为1.8mm。2.3机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序-钻削8的孔所需经济精度等级IT12，选用立式钻床Z525，功率2.8kw，根据所钻削的材料，选用高速钢麻花钻。2.4工序参数的计算2.4.1 进给量的选择 根据加工方法和机床选择以及刀具参数，查表选择进给量f=0.26mm/r，对应初估速度17m/min。2.4.2 计算主轴转速 因为v初估值为17mm/mi
10、n,d=8,所以求得n=285r/min。根据所选机床标准转速，查表得n=272r/min。2.4.3钻速度的计算根据上面公式及所求标准转速，求出该工序实际钻速度v=16.2m/min。2.4.4 时间定额 工序时间定额由五部分组成，其计算公式如下： 式中Ts单件工序时间； Tm基本时间； Ta辅助时间，通常取：Ta=（1520）%Tm； Tl工作地服务时间，通常取：Tl=（2025）%Tm； Tr生理需要时间，通常取：Tr=（26）%Tm； Te准备终结时间，通常取：Te=（35）%Tm 钻削基本时间，其计算公式如下： Tm=（L+L1+L2)k/nf 式中L1为切入长度，L2为切出长度；
11、所以Tm=（8+3+3）3/(10000.16)=0.2625min=14.37s 根据Ts=（1+20%+25%+5%+5%）Tm=26.2s第三章 夹具设计3.1 夹具的用途和原理3.1.1 夹具的用途该夹具是钻削20孔的夹具，用来大批量生产时加工20孔。3.1.2 工作原理铸造一个夹具体底座，采用一面两孔进行定位，铸造一个立板，然后用1个芯轴1个菱形销，分别限定2个和1个自由度，然后用芯轴上的带肩螺母压紧工件，限定3个自由度，便于加工。3.2 结构方案的确定和分析图3-1夹具结构图 3.2.1 定位方案的确定因为采用Z525，所以铸造了一个专用夹具体底座，然后采用两个外圆的定位方式进行定
12、位。3.2.2 夹紧方案的确定从工件装夹可行性，经济性方面考虑，选择使用移动压板将工件夹紧，实现生产目的。3.3 切削力和夹紧力的计算3.3.1切削力的计算用高速钢加工铸铁的钻削力计算：扭矩：轴向力： 所以 M=1830Nmm =872N3.3.2 夹紧力的计算由表1-2-13螺母夹紧力可知，螺纹直径为24mm，用扳手的六角螺母，螺距为3mm，手柄长度为310mm，作用力为150N，夹紧力为12840N。该夹紧力大于铣床铣削力，所以符合。3.4 误差分析与计算定位误差的计算：根据零件图可知，T=0.28mm，Td=0.25mm，a=96DW=Td/2（1/sina/2-1）=0.04已知孔的形
13、状公差为0.28，根据经验公式，DW=1/3T-1/5T知此结果符合第四章 校正我对姚旭东同学的装配图进行的校正如下1. 菱形销的定位方式不正确，查资料后校正。2. 钻套与工件距离过近，不利于钻屑的排出。调换长度较短的钻套。3.粗细实现不能清楚区分。 第五章 自我总结 持续三周的课程设计，虽然不能让自己成为一个优秀的设计者，但是自我在老师的帮助下，查阅知识和运用知识的能力有了些许的提高，小试牛刀的实践是为以后的工程师生涯奠定基础。我会继续发扬好的精神风貌，在以后的生活中精益求精，致力于对于设计的完美追求和情感体验。 知识只有在实践的洗礼中才可以越发的发现其魅力，于是我坚持实践的统一，知识的统一
14、，学好基础，开拓思维，学以致用。 我怀着一颗感恩的心，真诚的感谢同学们的通力合作，让我少了些许的压力，发挥所长，做好工作；也衷心的感谢康老师的指导，让我在宏观上有整体的把握和思考；还有我们一个团队的每一个人的不懈的努力和相互之间的帮助和谅解，让我们作为一个团队出色的完成任务，让我们的友谊和情感得以加深。参考文献1邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，2004.2张世昌，李旦.高航主编，机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社，2007.3刘长青主编.机械制造技术课程设计指导M.武汉：华中科技大学出版社，2007. 4崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南M.北京：化学工业出版社，20065王启平主编.机床夹具设计M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.6徐海枝主编.机械加工工艺编制M.北京：北京理工大学出版社，2009.7李洪主编.机械加工艺手册M.北京：北京出版社，1990.11