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1、机械工程学院 汽车制造技术课程设计指导书 设计题目： 分离爪夹具设计 姓 名： 陈林 学 号： 1114040220 班 级： 车辆二班 指导教师： 周萍 刘银华 日 期： 2015 年 1 月 1 目录 前言 （2） 1 零件的工艺分析及生产类型 （3） 1.1零件的用途 （3） 1.2零件的工艺分析 （3） 1.3零件的生产类型 （4） 2 确定毛坯种类，绘制毛坯图 （4） 2.1确定毛坯种类 （4） 2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 （4） 2.3 设计毛坯图 （4） 2.4 绘制毛坯图 （5） 3 选择加工方法，制定工艺路线 （5） 3.1 定位基准的选择 （5） 3.2 零件的表面
2、加工方法 （6） 3.3工序的集中与分散 （6） 3.4工序顺序的安排 （7） 3.5制定工艺路线 （7） 3.6 加工设备及工艺装备选择 （8） 3.7工序间加工余量的确定（8） 3.8切削用量以及基本时间定额的确定（9） 4 钻床夹具设计 （20） 4.1问题的提出 （20） 4.2夹具设计 （21） 4.3导向元件的设计 （22） 4.4夹紧装置的设 （23） 4.5设置夹具体绘制夹具草图 （23） 4.6绘制夹具装配图 （23） 4.7绘制夹具零件图 （23） 5设计心得 （24） 参考文献 （25）2 前言 本次课程设计题目是：分离爪车床夹具设计。要求如下：材料为QT40- 10，生
3、产批量为大批大量生产，其他要求及零件参数见分离爪零件图，要求设 计该分离爪的机械加工工艺规程，具体内容为： （1）根据生产类型，对零件进行工艺分析； （2）选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图； （3）制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定 各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额； （4）填写工艺卡片； （5）撰写设计指导书。 图 1 分离爪零件图3 1零件的工艺分析及生产类型 1.1零件的用途 分离爪通常用于车床变速机构中，主要起换档的作用，使主轴回转运动按 照工作者的要求工作。工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以 实现系统调速，转向。 1.2零件的工
4、艺分析零件材料为QT40-10，属于球墨铸铁。此类铸铁中的石墨呈球状，对机体 的割裂作用小，应力集中也小，使基体的强度得到了充分的发挥，它既具有灰 铸铁的优点，如良好的铸造型、耐磨性、可切削加工型及低的缺口敏感性，又 有与中碳钢媲美的抗拉强度、弯曲疲劳强度及良好的塑性与韧性。对零件图的 分析如下： （1） 零件40mm端面及50mm端面，粗糙度要求12.5um，粗车即可满足 要求； （2） 36mm孔粗糙度要求为3.2um，外圆40mm粗糙度要求6.3um。经过 分析，可采用36mm孔及端面作为精基准，所以应先把它们加工出来； （3） 螺旋面以及其凸台轮廓由于加工较为困难考虑选用数控铣床，螺旋
5、面粗 糙度要求6.3um，所以要半精铣加工； （4） 20mm端面粗糙度要求为6.3um，需要半精铣加工，同时需要控制尺寸 ； mm 5 . 0 8 （5） 8.3mm孔粗糙度要求6.3um，由于直径太小不能铸造毛坯孔，故采用 钻、铰加工，同时要求孔轴线与36mm孔轴线满足平行度要求，所以 加工时选36mm孔作为精基准； （6） 3mm孔粗糙度要求较低，所以钻削加工便可满足条件，孔口倒角可采 用90度锪孔刀进行加工。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件除了 螺旋面较难加工选择数控铣床外，其他表面的技术要求采用常规加工工艺均可 以保证。由于零件结构非回转体且结构刚度较差
6、，必须采用专用夹具进行定位4 夹紧。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以 根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 1.3零件的生产类型 根据零件的生产纲领，该零件为大批大量生产。 2确定毛坯种类，绘制毛坯图 2.1确定毛坯种类 零件材料为QT40-10，具有良好的铸造性、耐磨性、可切屑加工性。考虑 零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选用铸件毛坯。 又已知零件的生产规模为大批大量生产，根据机械制造技术课程设计指导 表 1-6，确定毛坯铸造方法为机器砂型铸造，铸件制造精度在 IT13 以下。 2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量已知毛坯制
7、造方法为机器砂型铸造，材料为球墨铸铁，规模为大批大量生 产，查机械制造手册表5-3可得铸件尺寸公差等级CT为9级，加工余量等 级MA为G级，查表5-2可得铸件加工余量为2.5mm，查表5-6可得铸件尺寸公 差为2mm。由此可得出下表： 表1 毛坯尺寸及机械加工总余量 加工 表面 基本 尺寸 铸件尺寸 公差 机械加工 总余量 铸件 尺寸 端面 40 31 2.0 3 0 . 1 0 . 37 下端面 40 4 2.0 3 0 . 1 0 . 7 外圆 40 40 2.0 3 0 . 1 46 端面 50 31 2.0 3 0 . 1 0 . 37 孔 36 36 2.0 3 0 . 1 30 上
8、端面 20 8 2.0 3 0 . 1 0 . 11 根据上表数据以及零件图可得毛坯的尺寸为长100mm，宽55mm，高44mm。5 2.3 设计毛坯图 （7） 确定铸造斜度 根据机械制造工艺设计简明手册确定毛坯砂型铸造 斜度为 。 o 3 o 5 （8） 确定分型面 由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以 及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择左右对称中截面为分 型面。 （9） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，铸件进行机械加 工前应当进行时效处理。 2.4 绘制毛坯图 图2 分离爪毛坯图 3选择加工方法，制定工艺路线 3.1定位基准的选择基准选择是工艺规程设
9、计的重要内容之一。基准选择的正确与合理可以保 证加工质量，提高生产率。粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对6 有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加 工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取50外圆作为粗基准，利用 外圆及下端面来定位，四爪夹紧，车削40外圆及端面。精基准的选择：主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采 用40外圆与36孔互为基准反复加工的办法达到位置度要求，然后以半精 车后的36孔作为精基准。 3.2 零件的表面加工方法 根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查机械制造技术课程设计 指导表1-7至表1-
10、15，通过对各个加工方案的比较，最后确定零件表面的加 工方法如下表： 表2 零件表面加工方法 需加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra/ m 加工方法 端面 40 IT13 20 m 粗车 外圆 40 IT6 5 m 粗车精车 螺旋面 IT13 5 m 精铣 孔 36 IT9 5 m 粗车精车 孔 5 . 36 IT13 5 m 精车 端面 20 IT11 5 m 精铣 孔 3 . 8 IT8 6.3 m 钻扩铰 孔 3 IT13 20 m 钻 孔口倒角 3 IT13 20 m 锪 3.3工序的集中与分散 已知零件的生产规模为大批大量生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：7 加工过程划分阶段，
11、工序都要集中，加工设备主要以专用设备为主，采用专用 夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高。除此之外，还应当考虑经济效果， 以便使生产成本尽量下降。 3.4工序顺序的安排 1.机械加工顺序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加 工 mm 孔及端面。同时考虑位置度要求， mm 孔及 mm外圆互为基准反复加 36 36 40 工。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 端面和 外圆及 mm 50 mm 40 端面，后加工次要表面 mm 孔、倒角。 3 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工 mm上端面，
12、后加工 mm 孔；先加工 20 3 及外圆，后加工 孔。 端面 mm 40 mm 36 2热处理工序 机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度 HBS187-220,时效处理 的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以 提高毛坯的可切削性能。3辅助工序毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行 一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，安 排去毛刺、清洗、终检工序。 3.5制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，综合考虑上述工 序安排如下： 1.砂型铸造； 2.时效处理； 3.以50mm外圆及端
13、面为粗基准定位，50mm外圆用螺钉夹紧，粗车8 40mm端面，保证尺寸16mm，粗车40mm外圆至尺寸42mm； 4.以40mm端面及外圆为粗基准定位，粗车50mm端面至尺寸32mm，粗 车36mm孔至尺寸35.4mm； 5.以40mm端面及外圆为基准定位，精车36mm、36.5mm至尺寸； 6.以36mm（可涨芯轴）及端面定位，精车40mm外圆至尺寸，倒角 1X45； 7.以36mm(可涨芯轴)及端面定位，铣8.3mm孔两端至尺寸80.5mm， 保证30mm尺寸至300.03mm(工艺要求),表面粗糙度Ra值为5 m ； 8.以36mm、20mm及端面为基准定位，20mm外圆用v形块辅助定位
14、， 钻-铰8.3mm孔至尺寸； 9. 以36mm及端面定位，钻3mm孔，孔口锪倒角1.5X45； 10. 以36及端面定位，精铣螺旋面，保证上齿面31mm，下齿面至尺寸 要求； 11.去毛刺； 12.检验。 3.6 加工设备及工艺装备选择 查机械制造手册所选择的加工工艺装备如下表所示：9 表3 零件加工工艺装备选用 工序号 机床设备 刀具 量具 工序1 铸 游标卡尺 工序2 时效 游标卡尺 工序3 车 卧式车床 C6132D 硬质合金外圆车 刀、端面车刀 游标卡尺 工序4 车 卧式车床 C6132D 硬质合金端面车 刀 游标卡尺 工序5 车 卧式车床 C6132D 硬质合金外圆车 刀 游标卡尺 工序6 车 卧式车床 C6
