机械制造技术课程设计-突缘万向节工艺及钻30孔夹具设计.docx

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1、摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。凸缘叉加工工艺规程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、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。abstractThisdesigninvolvesmanyaspectsofknowledge,suchasmechanicalmanufacturingprocessandfixturedesign,metalcuttingmachinetool,tolerancefittingandmeasurement.Theprocessplanningandfixturedesignofflangeforktransmissionshaftincludeprocessdesign,processdesignandspecialfixturedesignofpart

3、processing.Intheprocessdesign,weshouldfirstanalyzetheparts,understandtheprocessoftheparts,thendesignthestructureoftheblank,selecttheprocessingbenchmarkoftheparts,anddesigntheprocessrouteoftheparts;Secondly,thesizeofeachworkingprocedureofthepartiscalculated.Thekeyistodeterminethetechnologicalequipmen

4、tandcuttingparametersofeachworkingprocedure;Thenthespecialfixtureisdesigned,andeachcomponentofthefixtureisselectedanddesigned,suchaspositioningelement,clampingelement,guidingelement,connectionpartbetweentheclampandthemachinetoolandothercomponents;Calculatethepositioningerrorgeneratedduringthefixture

5、positioning,analyzetherationalityandshortcomingsofthefixturestructure,andpayattentiontoimprovementinthefuturedesign.Keywords:process,workingprocedure,cuttingparameters,clamping,positioning,error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

6、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。凸缘叉的加工工艺规程及其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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，

7、才能很好的完成本次设计。n每台产品中该零件的数量（件/台）a备品百分率废品百分率1.4生产类型根据生产纲领的大小，可分为三种不同的生产类型：1 .单件生产：少量地制造不同结构和尺寸的产品，且很少重复。如新产品试制，专用设备和修配件的制造等。2 .成批生产：产品数量较大，一年中分批地制造相同的产品，生产呈周期性重复。而小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产。3 .大量生产：当一种零件或产品数量很大，而在大多数工作地点经常是重复性地进行相同的工序。生产类型的判别要根据零件的生产数量（生产纲领）及其自身特点，具体情况见表1-1。表生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg

8、）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000依设计题目知：。=2000台/年，=2件/台；结合生产实际，备品率和废品率尸分别取为10%和1%。带入公式得该零件的生产纲领：N=100oO*2*（l+2%）*（l+0.5%）=21420件/年零件是轻型零件，根据表1-1可知生产类型为大批生产。第二章工艺规程设计2.1 确定毛坯的制

9、造形式由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2)选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加

10、工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。(3)应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4)应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。(5)粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取中95端面作为定位基准。精基准的选择应满足以下原则：(1广基准重合”原则应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准

11、不重合引起的误差。(2广基准统一”原则一尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。(3广自为基准”原则某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4广互为基准”原则一当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。(5)所选的精基准、应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以已经加工好的39孔和一端面为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行

12、尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。制定以下两种工艺方案:方案一:10铸造铸造零件毛坯外形15时效自然时效处理20车粗车中64右端、粗车中64外圆、粗车中64台阶面25铳粗铳97两侧面、粗铳70内侧面30铳粗铳64背部凸台面35车精车中64外圆40铳精铳70内侧面45钻钻、扩、钱12mm孔50钻钻、扩、钱30三孔

13、50洗清洗、去毛刺60检检验零件尺寸65入入库25铳粗铳97两侧面、粗铳70内侧面30铳粗铳64背部凸台面35车精车中64外圆40铳精铳70内侧面45钻钻、扩、钱12mm孔50钻钻、扩、钱30三孔50洗清洗、去毛刺60检检验零件尺寸65入入库2.4 机械加工余量、毛坯尺寸的确定由下表可知，可确定毛胚的尺寸公差及机械加工余量。该锻件的尺寸公差等级为IT7-13级。加工精度要求高的地方，例如：粗，hl0,IT9-IT10(6.3-3.2);精，h8IT7-IT8,(1.6-0.8)o根据该零件的各加工精度要求，经过查表得锻造的毛坯尺寸为各加工表面都留有加工余量2mm,圆柱保留加工余量为2mmo表2

14、-1加工余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值70mm内侧65mmG2.5mm97两侧101.5mmG2.5mm060mm外圆60mmG2mmn12mmG6mm3025mmH2.5mm第三章切削用量计算3.1工序20粗车64右端、粗车664外圆、粗车64台阶面工步一：粗车64右端面1 .加工条件机床：根据工艺分析车床加工本次可采用C46140卧式车床刀具：刀片采用材料为Kn5,刀杆尺寸16义25机机2,K=45,o=12,4=8,兀=Lomm；2 ,切削用量1）切削深度：单边余量Z=2mm,一次切除，即Qp=2mm.92）进给量：查阅参考文献结合工件材质、刀杆尺寸为16x25mm、QP=

15、L5以及工件直径为60100mm时，/=0.50.9mmr结合车床性能参数选取值为：f=0.6mmr参根据本次对工序零件的加工分析；3）刀具磨钝标准：根据加工工艺和刀具型号查表可知后刀面最大磨损标准为2m加。刀具寿命为60min。4）切削速度：通过查阅切削用量手册可知当被加工材料硬度为200HB,进给量为/=0.6相加厂时，可选取切削速度范围为132160mmin,此处取vc=140m11in3 ）确定机床主轴转速：100Ovr1000x140/.ns=676r/nun11dw1166按机床说明书可知与676rmin相近的机床转速为710rmin所以实际切削速度:dnsWOO3.14x66x710WOO=147mmin6）检验机床功率主切削力工按切削手册表所示公式计算FC=CFCa,：TFCWFCkFC其中：C