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1、课程设计（说明书）课程设计（说明书）题目 摇杆加工工艺及车40外圆夹具设计专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 摘要摇杆零件加工工艺及车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，
2、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，工序，切削用量，夹紧，定位，误差全套图纸加扣 3346389411或3012250582I目 录摘要II目 录III1 序 言12 零件的分析22.1零件的形状22.2零件的工艺分析23 工艺规程设计33.1 确定毛坯的制造形式33.2 基面的选择33.3 制定工艺路线43.3.1 工艺路线方案一43.3.2 工艺路线方案二43.3.3 工艺方案的比较与分析53.4 选择加工设备和工艺装备53.4.1 机床选用53.4.2 选择刀具53.4.3 选择量具63.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定63.6 确定切削用量及
3、基本工时74.1 钻铰8丝孔 的工序尺寸134 车40外圆夹具设计144.1问题的提出144.2定位基准的选择144.3定位元件的设计144.4定位误差分析144.5切削力的计算与夹紧力分析164.5.1切削力计算164.5.2计算螺旋夹紧机构夹紧力164.6夹具设计及操作的简要说明17结论18致谢19参考文献201 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。拨杆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，敬
5、请老师们批评指正。2 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是拨杆零件，主要作用是起传动连接作用。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HT200，该材料为灰铸铁，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。拨杆零件主要加工表面为：1.车端面，表面粗糙度值为3.2。2.车端面，表面粗糙度值3.2。3.车配合面，表面粗糙度值3.2。4.两侧面粗糙度值、12.5，法兰面粗糙度值6.3。拨杆共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)左端的加工表面：
6、 这一组加工表面包括：左端面。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。(2).右端面的加工表面： 这一组加工表面包括：右端面；粗糙度为12.5；其要求也不高，粗车可以达到精度要求。3 工艺规程设计本拨杆来自假设年产量为6000台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为1班。该零件材料为HT200，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=6000件/年，n=1件/台；结合生产实际，假设备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领 N=Qn(1+)（1+)=8925件/
7、年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，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
8、会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像拨杆这样的零件来说，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
9、纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能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降。3.3.1 工艺路线方案一1铸造木模，手工造型2冷作清砂，浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车（1） 夹40外圆，找正不加工表面。钻扩铰、孔至图纸要求;（2） 翻面车总长40mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶，将尺寸10mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位，钻铰mm孔至图纸要求8钻划M8螺孔位置线，钻、攻螺孔至图纸要求9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗，加工表面涂防锈油，入库3.3.2 工艺路线
10、方案二1铸造木模，手工造型2冷作清砂，浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车（3） 夹40外圆，找正不加工表面。钻扩铰、孔至图纸要求;（4） 翻面车总长40mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶，将尺寸10mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位，钻铰mm孔至图纸要求8钻划M8螺孔位置线，钻、攻螺孔至图纸要求9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗，加工表面涂防锈油，入库3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时
11、更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工等等，需要换上相应的刀具。因此综合两个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：1铸造木模，手工造型2冷作清砂，浇冒口3热处理人工时效4油漆非加工表面涂红色底漆5车（5） 夹40外圆，找正不加工表面。钻扩铰、孔至图纸要求;（6） 翻面车总长40mm,倒角至图纸要求6铣以mm孔和端面定位铣台阶，将尺寸10mm加工到图纸要求7钻以mm孔和端面定位，钻铰mm孔8钻划M8螺孔位置线，钻、攻螺孔至图纸要求9检验按图纸要求检验各部尺寸及形位公差10入库清洗，加工表面涂防锈油，入库3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序30、40、50、60、70是粗车、
12、精车。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，选用最常用的CA6140型卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序80、90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(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.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
13、-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“拨杆” 零件材料为HT200，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，灰铸铁的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸铁的物理性能，HT200密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零
14、件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量2100为轻型，确定为大批生产。根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查工艺手册表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。表3-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT灰铸铁砂型手工造型1113砂型机器造型及壳型810金属型79低压铸造79熔模铸造57根据上表选择金属型公差等级为7级。3-3 铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸公差等级CT大于至863100160100160250
