机械制造技术课程设计-KCSJ-16扁叉机械加工工艺及铣D面尺寸105夹具设计.docx

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1、课程设计（设计）扁叉零件机械加工工艺及夹具设计学院：专业：班级：学生姓名：指导老师：完成日期：摘要扁叉零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺

2、，定位，切削用量，夹紧AbstractThebo1tbodypartsandmi11ingfixturedesignprocessisthedesignprocessdesign,inc1udingmachiningprocessdesignandfixturethree.Inprocessdesignshou1dfirstofa11partsforana1ysis,tounderstandpartoftheprocesstodesignb1ankstructure,andchoosethegoodpartsmachiningdatum,designtheprocessroutesofthep

3、arts;thenthepartsofeachstepintheprocesstothesizeca1cu1ation,thekeyistodeterminethecraftequipmentandthecuttingdosageofeachworkingproceduredesign;thenthespecia1fixture,thefixtureforthevariouscomponentsofthedesign,suchastheconnectingpartpositioningdevices,c1ampinge1ement,aguidee1ement,fixtureandmachine

4、too1sandothercomponents;positioningerrorca1cu1atedbytheana1ysisoffixture,jigstructuretherationa1ityandthedeficiency,payattentiontoimprovingandwi11designin.Keywords:process,positioning,cuttingdosage,c1amping,第1章绪论1第2章零件的分析22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析2第3章零件的工艺规程23.1 确定毛坯的制造形式23.2 扁叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施33

5、.2.1 孔和平面的加工顺序33.2.2 孔系加工方案选择33.3 扁叉加工定位基准的选择43.3.1 粗基准的选择43.3.2 精基准的选择43.4 扁叉加工主要工序安排53.5 毛坯尺寸的确定73.6 确定各工序的加工设备和工艺装备7第4章确定切削用量及基本时间8第5章铳D面夹具设计155.1 设计要求155.2 夹具设计155.2.1 定位基准的选择155.2.2 切削力及夹紧力的计算155.5 定向键与对刀装置设计165.6 定位误差的分析175.7 夹具设计及操作的简要说明19结论19参考文献20致谢21第1章绪论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械

6、装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。扁叉零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。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，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此

7、本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章零件的分析2.1 零件的作用题目给出的零件是扁叉。扁叉的主要作用是保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此扁叉零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。扁叉图2.2 零件的工艺分析由扁叉零件图可知。扁叉是一个扁叉零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可

8、将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以。24端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：。24左端面的铳削加工；。24右端面的铳削加工，其中有表面粗糙度要求为应76.3，（2）以内侧宽度为105mm侧面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：内侧宽度为105mm左、右侧面。（3）以中10H7孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：10H7粗糙度为Ra.6tn的孔。（4）以顶部宽度为6f9mm凸台面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:顶部宽度为6f9un凸台面第3章零件的工艺规程3.1 确定毛坯的制造形式灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分

9、以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。零件材料为HT150,考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸造，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。牌号铸件壁厚最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织HT1502.5-10175H17515

10、0-200铁素体+珠光体10-2014520-3013030-501203.2 表1.1灰铸铁（HTI50）的性能参数3.3 扁叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该扁叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于扁叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。3.3.1 孔和平面的加工顺序扁叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工扁叉上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。扁叉的加工

11、自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。扁叉零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。2.2.2孔系加工方案选择扁叉孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据扁叉零件图所示的扁叉的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用

12、键模法键孔较为适宜。（1）用键模法像孔在大批量生产中，扁叉孔系加工一般都在组合键床上采用键模法进行加工。链模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当键刀杆通过键套的引导进行键孔时，键模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用键模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但键模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于键模的制造和装配误差、锋模在机床上的安装误差、锤杆和键套的磨损等原因。用键模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法像孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。链

13、模法由于镶模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法像孔却能适应这种要求。此外，在采用键模法馍孔时，链模板的加工也需要采用坐标法链孔。用坐标法链孔，需要将扁叉孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行链孔。3.3 扁叉加工定位基准的选择3.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入扁叉的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以扁叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以

14、另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。3.3.2 精基准的选择从保证扁叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证扁叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从扁叉零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于

15、前后端面，虽然它是扁叉的装配基准，但因为它与扁叉的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。3.4 扁叉加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。扁叉加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到扁叉加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合铳床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于扁叉,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90。C的含0.4%-1.1%苏打及0.25%