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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过程设计及 铣拨叉头右端面面夹具设计系 名 机械工程系 专 业 机械设计制作及其自动化 学 号 6011201144 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 拨叉-3 拨叉头右端面 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
2、两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量；6设计拨叉-3 拨叉头右端面夹具，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）：普通车床C6125，CM6125，C6132，C6140；数控车床CK6125，CK6132，CK6140；立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；工具铣床X8120；立式钻床Z5125；台式钻床Z4115；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
3、基础、制造工艺为主线、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。全套图纸UG三维，加153893706这是对我们各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力。本设计的内容是制订拨叉加工工艺规程。详细讨论拨叉从
4、毛坯到成品的机械加工工艺过程，分析总结操纵手柄的结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程；针对拨叉零件的主要技术要求，设计铣端面用的铣床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次毕业设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。关键词：拨叉；工艺设计；工序设计；夹具设计4目 录第一章 零件分析及工艺规划11.1 零件分析11.2 工艺规划2第二章 工序设计42.1 毛坯的确定及尺寸公差42.2 拨叉总余量的确定42.3 机床及刀具的选择42.4 工序参数的计算4第三章 专用夹具的设计6
5、3.1 设计专用夹具零件图63.2 定位误差分析与计算73.3 夹具的用途和原理73.4 定位方式的选择83.5 夹紧装置83.6 夹具体及定位键选择83.7 切削力和夹紧力的计算8第四章 校对说明10第五章 设计总结111参考文献13附录142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 零件分析1.1.1零件图 图1-1拨叉-3二维图 图1-2拨叉-3三维图1.1.2 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
6、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。 1.1.3 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。1.2 工艺规划1.2.1 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
7、-0.13.2520内孔20IT7+0.02101.668内孔8未注公差 1.2.2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。1.2.3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02热处理退火03粗铣拨叉左端面粗铣合铸件左端面铣床04粗铣拨叉右端面粗铣拨叉头、拨叉口右端面05半精铣拨叉左端面精铣合铸件左端面06半精铣拨叉右端面精铣拨叉头、拨叉口右端面07钻，扩，铰孔2
8、0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铣断合铸件将合铸件从中间铣断11粗铣拨叉口右端面12半精铣拨叉口右端面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 1.2.4工艺过程卡（见附录）第二章 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10级，对应尺寸公差2.82.2 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
9、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1.7mm。2.3 机床及刀具的选择根据毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需经济精度等级IT12，选用立式铣床X51，根据所加工右端面，高速钢套氏面铣刀。2.4 工序参数的计算2.4.1 背吃刀量的确定 根据查表得粗车加工余量为1mm，即粗车背吃刀量为1mm且总加工余量为1.7mm，所以半精车加工余量为0.7mm，即半精车背吃刀量为0.7mm。2.4.2 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5-4和表4-2选择粗车进给量f=0.71mm/r2.4.3 计算主轴转速根据 ，查表5-2，选v=40m/min,算得n=15
10、9r/min，查表4-2取n=160r/min2.4.4 车削速度的计算 根据上式公式得v=40.2m/min。2.4.5 时间定额的确定 根据 , 根据零件尺寸得l=20mm，l2取3mm，l1取5,n=160r/min。算得tj=10.9s。因为tf选取等于0.2倍的tj,故tf=1.635s。且tb+tx取0.06(tj+tf),故tb+tx=0.75 求得t=13.29s第三章 专用夹具的设计3.1 设计专用夹具零件图图3-1夹具二维图图3-2夹具三维图3.2 定位误差分析与计算在本次设计中采用一面两孔组合定位。采用几何方法计算定位误差通常要画出定位简图，并在途中画出工件变动的极限，然
11、后运用几何知识，求出工序基准在工序尺寸方向上的最大变动量，即为所求定位误差。本次设计的50工件孔为定位基准，并且孔与心轴采用配合，孔的尺寸为，轴的尺寸为， 孔： 轴： 由公式 ，采用固定单边接触设计基准与定位基准重合，定位误差为0.026mm。这时计算出来的定位误差小于保证工序尺寸公差的1/3-1/5，所以该定位合理。3.3 对刀装置的确定根据工序8铣操纵槽的规格，查1p174表9-3取矩形对刀块，国标JB/T8031.3-1999。3.4 夹具的用途和原理3.4.1 夹具的用途该夹具是车拨叉口外表面夹具，用来大批量生产时加工铣拨叉头右端面。3.4.2 工作原理铸造一个夹具体，采用一面两孔进行
12、定位，定位销于夹具体过盈配合，采用V形块进行夹紧，夹具体与过渡盘配合，实现加工铣拨叉头右端面。3.5 定位方式的选择本工序是工序2，粗铣拨叉头右端面；因为工件是合铸件，工件分别以两个拨叉头20孔实现1点定位和2点定位，又以拨叉头左端面实现3点定位，限制6个自由度，完全定位。3.6 夹紧装置 根据生产率的要求，运用手动压紧即可满足要求，如图3-2所示，拨叉头采用一个固定V形块与一个活动V形块以内六角螺钉紧固。3.7 夹具体及定位键选择3.7.1 夹具体设计根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀-导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的配置，确定夹具体的外形尺寸。夹具体材料选用HT150，经铸造，在加
13、工成所需条件，其零件图如图3-23.7.2 定位键的选择根据立式铣床X51工作台U形槽宽B=14mm。选择定位键规格为B14h6 JB/T8016-1999。3.8 切削力和夹紧力的计算3.8.1切削力的计算刀具：硬质合金端铣刀 do=25mm z=3切削用量:铣削力计算：由经验公式 ： 查表 9.48 得其中： 修正系数 d0=30 ap=4 z=3 代入上式，可得 F=159.42N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 F=F*K=1520.63N3.8.2 夹紧力的计算工件以外
14、圆定位夹紧力计算公式Q1=KMsin(a/2)/(2Rf1) Q2=KP(sina/2)/2f2 f1 和f2为摩擦系数，f1=0.2，K安全系数 P轴向力 M转矩 R=30mm,由于Q1小于Q2且小于夹紧力所以符合。使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。第四章 校对说明本人对徐亮同学进行设计任务的校对，指出其中的不当之处，并让其改正之处有：1、 夹具体定位设计中，不能使用螺纹紧固件当成定位元件使用；2、 心轴定位时，心轴需为标准件；3、 应选用标准尺寸连接螺钉；第五章 设计总结这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义，这种意义不光是自己能够完成设计任务，更
15、重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰难。而且设计工作不是我所想象中的那样，设计师想怎么设计就怎么设计的，设计的标准还是得按国标规定的来设计。开始的时候感觉设计对我们这些刚刚入门的人来说,无非就是按照条条框框依葫芦画瓢的过程，有的时候感觉挺无聊的，反正按照步骤一定可以完成设计任务。其实不然，设计过程中有许多内容必须靠我们自己去理解，去分析，去取舍。各种设计参数、规格、国标规定需要我们一个个的，去查找。课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间仅有三周，但是通过本次每天都过得很充实的课程设计，收获颇多。本次机械制造课程设计的任务分配中，我的任务是铣槽。通过对铣床专用夹
16、具设计实训，使我对机械制造技术基础这门课有了更进一步的了解。我们现在对机械设计只不过是一个初步的了解，这门课程还有更多的知识等着我们去学习，在这三周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对其产生了浓厚的兴趣。在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会继续努力学习，来丰富自己的知识。在这段时间的不懈努力下，我了解了在课程设计中应注意的问题：1）注意与工艺规程的衔接，夹具设计应和工序设计统一所需设计的夹具绝大多数用于零件加工的某一特定工序
17、。在工艺设计环节中，对该工序的设计已要求设计其定位与夹紧方案，因此夹具设计的具体内容应与工序设计保持一致，不能相互冲突。2）设计时要有整体观念夹具设计有其自身的特点：定位、夹紧等各种装置在设计前是分开考虑的，设计后期通过夹具体的设计将各种元件联系为一个整体。3）设计中应学习正确运用标准与规范对于国家标准的规范要严格要求和执行。夹具设计过程中选择各种功能元件时应注意尽可能选用标准件，减少非标准件的设计制造工作量，降低夹具成本。总体来说，通过这次设计我受益匪浅。培养了我的设计思维，增加了实际操作能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。在让我体会到了搞设计艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。在
18、此，我由衷的感谢老师的教导与栽培，再次感谢！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，2006.5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.附录附录一 机械加工工艺过程卡附录二 机械加工工序卡附录三 夹具体装配图14