拨叉夹具设计说明书

《机械制造技术基础》

说明书

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摘要:主要包括了连杆零件的工艺分析,零件的工艺路线,以及工序的加工余量,切削用量的选定,工艺卡的制定,工艺路线的安排等方面的相关问题,确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具,保证零件的加工质量,在本文的后一部分设计了钻孔专用夹具,对夹具进行了定位误差的分析和计算,绘制了夹具装配图和零件图。

我通过这次设计应得到如下训练：

⒈通过对中等复杂程度零件机械加工工艺档制订的模拟训练，使我进一步掌握制订工艺档的基本知识，加深课本知识的理解。

2、通过某道工序夹具设计，掌握机械总体设计和部装图设计的基本技能。

3、树立正确的设计思想，掌握设计的基本方法，养成查阅参考书，技术手册，选用国家标准、规范的习惯，为我以后设计工作打下基础。

关键字:连杆；钻孔夹具；机械加工艺过程卡；机械加工工艺卡；训练

目录

1 零件的分析 (1)

1.1零件整体分析 (1)

1.2零件的加工工艺分析 (1)

2 毛坯的选择 (1)

2.1 选择毛坯应考虑的因素 (1)

2.2毛坯的制造方法及其工艺特征 (2)

2.2.1毛坯的制造方法 (2)

2.2.2工艺特征 (2)

3 工艺规程设计 (2)

3.1 基准面的选择 (2)

3.1.1粗基准的选择 (3)

3.1.2精基准的选择 (3)

3.2制定工艺路线 (3)

3.2.1工艺路线方案一 (3)

3.2.2工艺路线方案二 (3)

3.2.3工艺方案比较分析 (4)

3.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 (4)

⒋专用夹具设计 (7)

4.1问题提出 (7)

4.2夹具设计 (8)

4.3定位误差 (8)

4.4夹具设计及操作简要说明 (9)

小结 (10)

参考资料 (10)

1 零件的分析

1.1零件整体分析

此零件零件的材料为HT200,抗拉强度和塑性较低，铸造性能和减震性能好，切削加工性能优良。

1.2零件的加工工艺分析

根据提供零件所示，此零件共有5组加工面，具体内容如下所示：⑴零件底部52平面与侧面高位为30mm，其不等允差为±0.2mm表面粗糙度为Ra6.3μm；

⑵零件右侧铣上端面，厚度为17mm，表面粗糙度为Ra6.3μm，铣长圆孔，长圆孔两端面距离为12mm，其不等允差为0.1~0.2mm，其两端面关于30中心对称，其对称度的不等允差为0.08mm；

⑶铣?12H7靠近中心侧的端面，两端面距离中心得尺寸为52mm，其不等允差为±0.2mm，表面粗糙度为Ra1.μm；

⑷?30H8,表面粗糙度为Ra1.6μm；

⑸2-?12H7,表面粗糙度为Ra1.6μm，两孔同轴度不等允差为?

0.15mm。

2 毛坯的选择

2.1 选择毛坯应考虑的因素

⑴零件的力学性能。

⑵零件的结构性和外廓尺寸。

⑶生产纲领和批量。

⑷现场生产条件。

2.2毛坯的制造方法及其工艺特征

2.2.1毛坯的制造方法

零件材料为HT200,抗拉强度和塑性较低，铸造性能和减震性能好，切削加工性能优良。采用铸造。由于在大批量生产，零件的外型结构尺寸不大，故采用砂型铸造。

2.2.2工艺特征

⑴毛坯制造：砂型铸造。

⑵机床设备：通用设备。

⑶工件尺寸获得方法：铸造成形和机械加工。

⑷夹具：专用夹具。

⑸刀具：标准刀具。

⑹量具：通用量具和塞规。

3 工艺规程设计

3.1 基准面的选择

基准面的选择是工作规程设计中的重要工作之一，是保证加工精度的关键。

3.1.1粗基准的选择

粗基准的选择零件外型为不规则形状，一般情况下以外形作为粗基准，保证定位准确夹紧可靠，利用外形加工孔及槽。

3.1.2精基准的选择

精基准的选择根据零件的结构特点，选择?52下平面精基准。

3.2制定工艺路线

3.2.1工艺路线方案一

⑴退火；

⑵半精车?52圆柱下底面；

⑶铣?12H7靠近中心侧端面；

⑷铣U型槽及对应上端面；

⑸精加工?30H8孔；

⑹精加工2-?12H7孔。

3.2.2工艺路线方案二

⑴退火；

⑵精加工?30H8孔；；

⑶精加工2-?12H7孔；

⑷半精车?52圆柱下底面；

⑸铣?12H7靠近中心侧端面；

⑹铣U型槽及对应上端面孔。

3.2.3工艺方案比较分析

分析可知方案二不符合基准先行原则，难以实现加工要求，而方案一便于加工实现，工序之间便于操作，于是选择方案一加工。3.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定

根据《机械加工余量手册》查得下列尺寸加工余量

表3.1半精车?52圆柱下毛坯底面余量

表3.2铣?12H7靠近中心侧端面余量

表3.3铣铣U型槽及对应上端面

表3.4精加工?30H8孔

表3.5精加工2-?12H7孔

3.4确定切削用量

现对工序(6) 精加工2-?12H7孔切削用量进行计算，具体内容如下。

⒈钻孔

机床：选用立式钻床Z525

⑴. 选择刀具：高速钢直柄麻花钻直径φ11

①背吃刀量的确定取ap=11/2=5.5㎜

②进给量的确定由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14，选取该工步的每转进给量f=0.36㎜/r

③切削速度的计算由《切削用量手册》表2.13，工件材料为HT200，切削速度v=25m/min。

由公式n=1000v/πd=1000×25/(π×5.5)=758r/min

参照表4.2-14所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960 r/min，由公式可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=960×π×5.5/1000=31.7m/min

本工步基本时间T j=L/f n=(l+l1+l2)/f n，其中l=切削长度，取

k r=45。，l2=4㎜,l1=a p/tank r＋2

T j=（34+10.5+4+2）/（0.36*960）=0.15

2.铰孔

机床：选用台式钻床Z525

⑴选择刀具：高速钢锥柄铰刀直径φ12

①背吃刀量的确定取ap=12/2=6㎜

②进给量的确定由《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14，选取该工步的每转进给量f=1㎜/r

③切削速度的计算由《切削用量手册》表2.13，工件材料为HT200，切削速度v=10m/min。

由公式n=1000v/πd=1000×10/(π×6)=245r/min

参照表4.2-14所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272 r/min，由公式可求得该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=272×π×13/1000=11.1m/min

本工步基本时间T j=L/f n=(l+l1+l2)/f n，其中l=切削长度，取

k r=45。，l2=4㎜,l1=a p/tank r＋2

T j=（34+13+4+2）/（1*272）=0.19

⒋专用夹具设计

4.1问题提出

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计

专用夹具。并设计钻孔工序专用夹具。本夹具将用于Z525钻床，采用刀具为高速钢钻头。

4.2夹具设计

因为是粗加工,其设计基准为连杆的外形。为了提高加工效率，现决定用高速钢钻头对零件进行加工。

此夹具是钻孔夹具主要结构由夹具体，定位机构，夹紧机构。

4.3定位误差

⑴定位误差

零件钻孔工序的偏差为0.14。

定位孔的定位误差：由于定位销型块定位,用作图法求出其定位误差为0.124，0.124＜0.14

从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求

⑵夹紧力计算

钻削进给力公式：F F=C F1D ZFf f YFf K Ff=378a1.3

f0.7K p=924

p

f0.8K p=87267

切削转矩公式：M c=900Da0.9

p

由于工件完全定位，且轴向力指向第一定位基准面，轴向力由定位板和夹具体来承受，扭矩可由夹具本身定位元件来承受，因此为减轻定位与案件所承受的扭矩，可用螺旋夹紧来分担大部分扭矩。由于要符合大批量生产的要求，用定位销轴块定位和螺母夹紧，目的方便拆卸，减少辅助装夹时间。

4.4夹具设计及操作简要说明

夹具图纸如图一所示，现对夹具的组成及功能做简要说明。

加微信可得图纸

⑴夹具的组成

夹具由1.底座、2.压板、3.套、4.定位销、5.套、6.定位销、

7.定位键、8钻套等件组成。

⑵夹具的操作说明

工件由4、5定位销轴定位，使得零件不能旋转，蝶形螺母对工件进行压紧，使得工件不能在左右方向上发生窜动。

钻套给机床钻头定位，使得钻头快速定位。定位键及U型槽用于夹具与机床台板快速定位。减少了夹装时间，提高了工件的加工效率。

小结

经过三周的努力,我终于将这次设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.刚开始在设计时,由于对CAD软件的基本操作掌握得还可以,做图还算顺利.可是我从计算得出了不同的结果,令我非常苦恼.后来在钱老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了.在工艺师手册中可以查到切削用量.这使在今后的工作中使用艺艺师手册，得到了很大帮助。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处。

收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的,它需要

我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美!

参考资料

[1] 李益民. 机械制造工艺简明设计手册，北京：机械工业出版社，2011.

[2] 艾兴，肖诗钢. 切削用量简明手册，北京：机械工业出版社，1994.

[3] 王小华等. 机床夹具图册，北京：机械工业出版社，1992.

[4] 编辑委员会. 金属切削机床夹具设计手册，北京：机械工业出版社，1995.

[5] 修订组. 金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科学技术出版社，1979.

[6] 编写组.机床设计手册，北京：机械工业出版社，1978.

[7] 中国纺织大学，哈尔滨工业大学，天津大学. 机床设计图册，上海：上海科学技术出版社，1979.

[8] 孟宪栋. 机床夹具图册，北京：机械工业出版社，2011年.

[9] 赵家奇．机械制造工艺学课程设计指导书(2版)，北京：机械工业出版社，2006年.

[10] 曾志新，吕明．机械制造技术基础，武汉：武汉理工大学出版社，2001年.