1、XX 大学设 计 论 文小拨叉加工工艺及铣 25下端面夹具设计所 在 学 院专 业班 级姓 名学 号指 导 老 师年 月 日II摘 要小拨叉零件加工工艺及钻床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
2、之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差目 录摘 要 .II目 录 .III第 1 章 序 言.5第 2 章 零件的分析.62.1 零件的形状 .62.2 零件的工艺分析 .6第 3 章 工艺规程设计.73.1 确定毛坯的制造形式 .73.2 基面的选择 .73.3 制定工艺路线 .73.4 选择加工设备和工艺装备 .103.4.1 机床选用 .103.4.2 选择刀具 .103.4.3 选择量具 .103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .103.6 确定切削用量及基本工时 .12第 4 章 铣 25 下端面夹具设计夹具设计 .164.1 夹具
3、的夹紧装置和定位装置 .164.2 问题的提出 .174.3 夹具设计 .174.3.1 定位基准的选择 .174.3.2 切削力和夹紧力计算 .174.4 定位误差的分析 .194.5 确定夹具体结构和总体结构 .194.6 夹具设计及操作的简要说明 .20总 结.21致 谢.22IV参 考 文 献.23第 1 章 序 言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
4、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。小拨叉零件加工工艺及钻床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，
5、敬请老师们批评指正。6第 2 章 零件的分析2.1 零件的形状题目给的零件是小拨叉零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为 ZG45，该材料具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。小拨叉零件主要加工表面为：1.外圆及端面，表面粗糙度 值为 3.2 。2.车aRm外圆及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.装配孔，表面粗糙度 值 3.2 。4.半精aRm车侧面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.侧面粗糙度 a值 6.3 、12.5 ，法
6、兰面粗糙度 值 6.3 。aRm第 3 章 工艺规程设计本小拨叉，假设年产量为 10 万台，每台需要该零件 1 个，备品率为 19%，废品率为 0.25%，每日工作班次为 2 班。该零件材料为 ZG45，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求 Q=100000 件/年，n=1 件/台；结合生产实际，备品率 和 废品率 分别取 19%和 0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+)（1+)=236095 件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 ZG45，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特
7、别适应制造形状复杂的铸件。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，最后选用铸件，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，可以采用砂型铸造，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。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像小拨叉这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这
8、一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能8性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下
9、降。是自选定位零件的工艺，而不是小拔叉的工艺分分析3.1 选择表面加工方法1） V 型槽考虑： 生产批量较大，应采用高效加工方法； 零件精度要求高，为保证 V 形槽的精度和表面粗糙度，热处理后需对该 V 型槽再进行加工。故确定热前采用粗铣半精铣的加工方法，热后采用磨削方法。2） 零件上下表面和四个端面 根据精度要求，并考虑生产批量较大，故采用精铣半精铣的加工方法。3） U 型斜槽 采用粗铣的加工方法。3.2 选择定位基准1） 精基准的选择 V 型槽要保证粗糙度和与基准面 A 的对称度，考虑统一基准原则，选基准 A 作为精基准，选 V 型槽的对称端面作为第二精基准。2） 粗基准选择 重要考虑装夹
10、方便、可靠，选一大端面作为基准。3.3 拟定零件加工工艺路线方案一：1） 下料（锯床 G4225，锯床专业夹具） ；2） 粗铣表面（铣床 X62W，铣床专业夹具） ；3） 精铣表面（铣床 X62W，铣床专业夹具） ；4） 钻孔，用 10 钻头钻孔（立式钻床 Z3040） ；5） 画线，锯 V 型槽；6） 铣斜坡（铣床 X52，专用夹具） ；7） 热处理；8） 中期检验；9） 精磨表面和 V 型槽（专业夹具） ；10） 终期检验。方案二：1） 下料（锯床 G4225，锯床专业夹具） ；2） 粗铣表面（铣床 X62W，铣床专业夹具） ；3） 精铣表面（铣床 X62W，铣床专业夹具） ；4） 铣 V
11、 型槽（铣床 X52，专用夹具） ；5） 铣斜坡（铣床 X52，专用夹具） ；6） 热处理；7） 中期检验；8） 精磨表面和 V 型槽（专用夹具） ；9） 终期检验。方案对比：方案一工序复杂，加工过程中误差较大，加工时难达到批量生产。方案二工序集中，便于管理，且采用机床种类少，精度要求高的地方使用专用夹具。考虑到该零件生产批量大， ，可简化调整工作，采用专用夹具，可提高效率，故采用方案二。工序号工序名称工序内容 车间设备 工艺装备工时01 下料 下料（锻料）尺寸 金工锯床通用夹具02 粗铣表面夹零件左右 2 端,先铣下表面,再铣上表面,依次铣剩下表面金工X62W 铣床通用夹具03 精铣 精铣表
12、面 金工X62W 铣床通用夹具04 铣 V 型槽用专用夹具夹紧零件,用10 在零件左端中间铣深10mm 槽，然后旋转分度盘 45铣 90槽。金工X52 专业夹具05 铣斜槽 装夹零件时在夹具里垫5的垫片金工X52 铣床通用夹具06 热处理 渗碳深度 0.81.2,淬火HRC5864热处理车间07 中期检验切片组织分析08 磨表面和 V 型槽精磨表面和 V 型槽 金工专用夹具09 终期经验检验尺寸，精度。103.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，
13、选用最常用的 CA6140 卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 4.2-7。.工序是钻孔，选用 Z525 摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 YG6 类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-60,GB5343.2-60)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册 （主编 孟少农） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有参数。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方
14、法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“小拨叉” 零件材料为 ZG45，查机械加工工艺手册 （以后简称工艺手册 ） ，表 2.2-17 各种铸铁的性能比较，球墨铸铁的硬度 HB 为 143269，表 2.2-23 球墨铸铁的物理性能，ZG45 密度 =7.27.3（ ） ，计算零件毛坯的重量约为 2 。3cmg kg表 3-1 机械加工车间的生产性质同类零件的年产量 件生产类别重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产 5 以下 10 以下 100 以下小批生产 5100 10200 100500
