1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-叉桿的加工工藝及鉆M8螺紋孔夾具 設(shè)計(jì)【全套圖紙】提供各專業(yè)全套設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)叉桿的工藝及鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)院 專 班 姓 學(xué)系: 業(yè): 級(jí): 名: 號(hào)：指導(dǎo)老師:摘要本設(shè)計(jì)的零件為叉桿，選用QT40-10鋼。根據(jù)零件的形狀、尺寸精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益等 各方面的詳細(xì)分析其加工工藝，多采用專用機(jī)床 加工。通過(guò)對(duì)零件的分析，此軸要求精度高，工 序適當(dāng)集中，要求光滑，所以選用工具和尺寸要 準(zhǔn)。最后對(duì)零件進(jìn)行校核。以便達(dá)到零件精度的 要求。關(guān)鍵詞: 夾具、校核、工藝設(shè)計(jì)A2-天具體AutoCAD 圖形92.0 KB廠0 A2 一天具裝配圖AutoCAD 圖形 DW史）182 K

2、BA3 叉桿零件鼠 AutoCAD 圖形91.8 KBAutoCAD 圖形47.0 KB3卡鉆M8AutoCAD 圖形46.2 KBHSU工藝卡片AutoCAD 圖形Dwgg 39.9 KB目錄Microsoft Office Word 97-200.44.5 KB設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)Microsoft Office V.171 KB全套圖紙，加153893706Abstract：This design components are a beam holder- Selects the QT40-10 steel. According to the components shape, the size

3、precision, the production economic efficiency and so on various aspects multianalysis its processing craft, uses the special purpose machine processing much. Through to the components analysis, this axis required accuracy is high, the working procedure suitable centralism, the request is smooth, the

4、refore selects the tool and the size wants. Finally carries on the examination to the components. In order to achieve the components precision the request.Key word： Jig, examination, technological design前言11 .設(shè)計(jì)的目的22、機(jī)械制造工藝要求的基本任務(wù)和要求21.1、 基本任務(wù)21.2、 設(shè)計(jì)要求23、機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)的方法和步驟43.1 、零件分析43.2 、選材53.3 、材料特性

5、53.4 、毛坯63.6 加工工藝路線73.7 確定工序尺寸及其公差93.8 確定切削用量103.9 機(jī)床及工藝設(shè)備的選擇104、夾具設(shè)計(jì)124.1 問(wèn)題的提出124.2 定位基準(zhǔn)的選擇124.3 切削力和夾緊力的計(jì)算124.4 定位誤差分析134點(diǎn)夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明14總 結(jié)14致謝15參考文獻(xiàn)16前言隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)都向著自動(dòng)化、專業(yè)化和大批量化的方向 發(fā)展。這就要求企業(yè)的生產(chǎn)在體現(xiàn)人性化的基礎(chǔ)上降低工人的生產(chǎn)強(qiáng)度和提高 工人的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)代的生產(chǎn)和應(yīng)用設(shè)備多數(shù)都采用機(jī) 電一體化、數(shù)字控制技術(shù)和自動(dòng)化的控制模式。在這種要求下叉桿越發(fā)體現(xiàn)出 其廣闊的應(yīng)用

6、領(lǐng)域和市場(chǎng)前景。特別是近年來(lái)與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合后, 使叉桿進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。又因需求的增加，所以生產(chǎn)也步入大批量化 和自動(dòng)化。為適應(yīng)機(jī)械設(shè)備的要求，對(duì)叉桿的設(shè)計(jì)要求和技術(shù)領(lǐng)域的拓展還需要不 斷的更新第4頁(yè)共21頁(yè)L設(shè)計(jì)的目的(D培養(yǎng)工程意識(shí)(2)訓(xùn)練基本技能培養(yǎng)質(zhì)量意識(shí)(4)培養(yǎng)規(guī)范意識(shí)2、機(jī)械制造工藝要求的基本任務(wù)和要求2.1 v基本任務(wù)2.1. K工藝設(shè)計(jì)的基本任務(wù)(1)繪制裝配圖一張(2)繪制零件圖兩張(3)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份2.1.2. 夾具設(shè)計(jì)的基本任務(wù)(1)收集資料,為夾具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備繪制草圖,進(jìn)行必要的理論計(jì)算和分析以及夾具的結(jié)構(gòu)方案(3)繪制總圖和主要非標(biāo)準(zhǔn)件零件

7、圖，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(4)編制夾具的使用說(shuō)明或技術(shù)要求2.2. 設(shè)計(jì)要求2.2.2. 工藝設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到圖紙的技術(shù)要求在保證加工質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)效率要盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)安全(4)在立足企業(yè)的前提下，盡可能采用國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備工藝規(guī)程應(yīng)正確.清晰，規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化的要求2.2.3. 夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求(1)保證工件的加工精度(2)提高生產(chǎn)效率(3)工藝性好(4)使用性好經(jīng)濟(jì)性好3、機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)的方法和步驟3.1、 零件分析1 .首先在對(duì)加工零件進(jìn)行充分的工藝分析，確定零件的編程坐標(biāo)系，計(jì) 算零件的幾何元素坐標(biāo)參數(shù)。確定鉆孔或擴(kuò)孔、鎮(zhèn)孔和鉤孔的中心坐標(biāo)

8、，銃面 時(shí)的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)，兩端點(diǎn)坐標(biāo)。2 .其次零件加工工藝路線或加工順序。根據(jù)零件圖、零件的制造材料、 零件的質(zhì)量要求確定主運(yùn)動(dòng)的啟動(dòng)、停止、方向、變速；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度大小; 選擇刀具的參數(shù)及冷卻液開(kāi)、關(guān)等輔助裝置的動(dòng)作。3 .根據(jù)零件的形狀和加工位置設(shè)計(jì)制造其專用夾具，適合于工件的大批 量生產(chǎn)。4 .零件的圖形、尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度、材料、熱處理及 其他技術(shù)要求要表示的清晰明了。5 .要做到加工效率高、加工質(zhì)量符合要求、加工費(fèi)用低等要求?；境叽缈紤]材料力學(xué)性能：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度；內(nèi)外表面質(zhì)量此零件用于兩軸,桿之間連接傳遞,扭力或運(yùn)動(dòng)的中間聯(lián)接器所以對(duì)

9、韌性和強(qiáng)度耐磨度有一定的要求.如零件圖所示該零件主 要加工表面及技術(shù)要求分析如下.1 .零件整體在未注尺寸公差為IT14級(jí).這對(duì)一般的銃削加工都不難打 到.2 .零件的形位公差要求也不高.它是GBmi84-l996K級(jí)也較容易達(dá)到.3 . T1.T2. T3. T4. T5, T6表面3.2、 選材接頭的許用應(yīng)力和安全系數(shù)的關(guān)系：。=。° /n=96.67MPa113.33MPa （極限應(yīng)力。° ,n=3）脆性材料的。=。b。安全系數(shù)n反映了構(gòu)件的強(qiáng)度儲(chǔ)備。 脆性材料的n=23.5或是39。=290 / 3=96.67MPa拉伸的強(qiáng)度計(jì)算：。=N/AW 。1=96. 67N

10、 =。*AazNWo*A材料為QT5003.3、 材料特性牌號(hào)抗拉強(qiáng)度B B屈服硬度E伸率6 %布氏硬度HBN/uu2 (c 0 / uu2)N/mm (kgf/mm2)QT400-184002508130-18QT400-1540025012130-18QT400-1045031010160-210QT500-7500320r170-230QT600-3600370< .190-270QT700-2700420r /225-305QT800-2800480r /245-335QT900-2900600r280-3603.4、 毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和材

11、料性能毛 坯的鑄造方法選用一一低壓鑄造毛坯公差等級(jí)IT8級(jí)球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（硅，鎂）使鑄 鐵中石墨球化，由于碳以球狀存在于鑄件基體中，改善其對(duì)基體的割裂作用，球 墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，塑性，沖擊韌性大大提高，并且有耐磨，減震。工藝性能好，成本低等優(yōu)點(diǎn)因?yàn)榱慵鬅o(wú)砂眼，所以在毛坯鑄造時(shí)要注意氣孔的產(chǎn)生氣孔原因：1 .空氣夾雜在熔湯中.2.氣體的來(lái)源：熔解時(shí)、在料管中、在模具中、離型劑改善方法：2 .適當(dāng)?shù)穆? .檢查流道轉(zhuǎn)彎是否圓滑，截面積是否漸減3 .檢查逃氣道面積是否夠大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方第6頁(yè)共21頁(yè)4 .檢查離型劑是否噫

12、太多，模溫是否太低5 .使用真空.要求：表面清晰，無(wú)毛刺，尺寸精度如上圖。表面粗糙度要求高。3.6加工工藝路線1 .定位基準(zhǔn)的選擇正確地選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的一向重要內(nèi)容，也是保證加工精度 的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。對(duì)于無(wú)合適定位面的零件可在毛坯上 另外專門設(shè)計(jì)或加工出定位表面，稱為輔助基準(zhǔn)。(機(jī)械制造基礎(chǔ)P254)2 .擬定工藝路線<1>.確定各表面的加工方法工件各加工表面的加工方法和加工次數(shù)是擬定工藝路線的重要內(nèi)容。主要 依據(jù)零件各加工表面本身的技術(shù)要求確定，同時(shí)還要綜合考慮生產(chǎn)類型、零件 的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸、工廠現(xiàn)有的設(shè)備情況、工件材料性質(zhì)和毛坯情 況

13、等。各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度和粗糙度如下：表面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì) 精度 (IT)表面粗糙度Ra (u m)適用范圍1粗銃1113256. 3適用于淬火鋼以外 的各種金屬2粗銃一半精銃8106. 33.23粗銃f半精銃一精銃691.6 0.84粗銃f半精銃一精銃一拋光680.20.0255粗銃f半精銃一精銃一磨削680. 80. 4適用于淬火鋼、未淬火鋼6粗銃f半精銃f粗磨f精磨570. 4-0.17粗銃f半精銃f粗磨f精磨f 超精加工560.10.0128粗銃f半精銃-精銃一精磨一研磨5級(jí)以上<0. 19粗銃一半精銃f精銃一精磨f 超精磨5級(jí)以上<0. 051

14、0粗銃f半精銃f精銃f拋光560.20. 025適用于有色金屬<2>加工順序的安排在確定了零件各表面的加工方法之后,就要安排加工的先后順序。零件加工順 序是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性有著較大的影響。1 .機(jī)械加工順序的安排在安排機(jī)械加工順序時(shí)，一般遵循先粗后精、先面后孔、先主后次、基 準(zhǔn)先行的原則。對(duì)于工序內(nèi)容復(fù)雜的零件則視具體情況采取工序集中與分散的原則 處理。2 .加工階段的劃分對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，應(yīng)將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行。為此, 一般將整個(gè)工藝過(guò)程劃分階段，按加工性質(zhì)和作用不同，一般劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工家段和光整加工階段。這對(duì)于保證零件加

15、工質(zhì)量、合理使用機(jī)床設(shè)備、及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷及合理安排熱處理工序等有很大好處。3 .熱處理工序的安排熱處理工序主要用來(lái)改善材料的性能及消除應(yīng)力。熱處理的方 法、次數(shù)和在工藝路線中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的 而定。如圖1-4所示為熱處理工序安排圖。毛坯*粗加工"半精加工精加工拋 光4 .合理安排輔助工序輔助工序種類很多，主要包括檢驗(yàn)、劃線、去毛刺、清洗、平衡、退磁、 防銹、包裝等，根據(jù)工藝需要穿插在工序中。3.7 確定工序尺寸及其公差工序順序確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)達(dá)到的工序尺寸及其公差。 工序尺寸公差一般按經(jīng)濟(jì)加工精度確定，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸 納為兩類

16、：1 .基準(zhǔn)重合時(shí)（定位基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)重合）工序尺寸的計(jì)算當(dāng)確定了各個(gè)工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，將余量一層 層疊加在被加工表面上，計(jì)算順序是從最后一道工序開(kāi)始，由后往前推， 就可計(jì)算出每道工序的工序尺寸。2 .基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算在零件的加工過(guò)程中為了加工和檢驗(yàn)的方便可靠，或由于零件表面的 多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)不 重合的情況。形狀復(fù)雜的零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí) 工藝尺寸的計(jì)算微比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工 序余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算（是否夠切）以確定工序尺寸及其公差。3.8 確定切削用量在單件小批生產(chǎn)中

17、，各工序的切削用量一般又操作工人根據(jù)具體情 況自己確定，以簡(jiǎn)化工藝文件。在大批大量生產(chǎn)中則應(yīng)科學(xué)地、嚴(yán)格地選擇切學(xué)用量，以充分發(fā)揮 高效率設(shè)備的潛力和作用。切學(xué)用量的選用與下列因素關(guān)：生產(chǎn)率， 加工質(zhì)量（主要是表面粗糙度），切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形, 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，刀具的耐用度，機(jī)床功率等。在綜合考慮上訴因素的 基礎(chǔ)上，使背吃刀量ap,進(jìn)給量f,切削速度v的乘積最大。一般應(yīng)先 盡量取大ap,其次盡量取大f,最后取合適的v。3.9 機(jī)床及工藝設(shè)備的選擇（1）選擇機(jī)床選擇機(jī)床和工藝裝備的總原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求使所選擇的機(jī) 床及工藝裝備既能保證加工質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)合理?；诖卧瓌t本叉桿

18、設(shè)計(jì)所選機(jī)床如下：數(shù)控機(jī)床、銃床、鉆床、磨床等（具體銃床類型及型號(hào)請(qǐng)看工藝卡片）。（2）選擇夾具粗銃、半精銃可采用壓板對(duì)底面進(jìn)行固定。紅金控可以用直徑10mm的銃刀直接銃出。（3）選擇量具粗加工、半精加工可選用通用量具。I大端面工序尺寸中無(wú)高公差，而查參考文獻(xiàn)知計(jì)量器具不確定 度允許值為0.012mm,故選擇分度值為0.01mm的游標(biāo)卡尺，其不 確定度值為0.006mm,可滿足要求。II仿形銃工序中軸向尺寸32f6其上偏差為-0.025,下偏差為 -0.041,查表并根據(jù)有關(guān)公式計(jì)算得，計(jì)量器具不確定度允許值為 0.045mm,查參考文獻(xiàn)選擇分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確 定值可滿足要

19、求。m精加工工序?yàn)榱慵旯こ叽纾纫蟾?，若用通用量具，?選用比較儀、指示表，使用不便。故宜選用專用量具。內(nèi)圓測(cè)量宜采用卡規(guī)，測(cè)量時(shí)要注意從相互垂直的兩個(gè)方向測(cè)量。第16頁(yè)共21頁(yè)4、夾具設(shè)計(jì)4.1 問(wèn)題的提出本夾具主要用于鉆M8螺紋孔，精度要求不高，和其他面沒(méi)有任何為主度要 求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇本道工序加工M8螺紋孔，精度不高，因此我們采用已加工好的620孔及端 面定位，采用心軸和削邊銷定位，20端面限制三個(gè)自由度，心軸限制2個(gè)自 由度，削邊銷限制1個(gè)自由度，這樣空間的六個(gè)自由度就限制完全了，因?yàn)榭?徑自身較小，切削力較小，因此不在采

20、用其他的輔助定位，采用開(kāi)口墊圈壓緊 工件可以滿足要求。4.3 切削力和夾緊力的計(jì)算由于本道工序主要完成孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊(cè)得：鉆削力 F = 2656 式（5-2）鉆削力矩T = 10D19/08/B06 式（5-3）式中：D = 6mm= "8 nm叫-4-149） = 174/ = 0.20廠代入公式（5-2）和（5-3）得F = 26x6xO.2OU8x17406 = 1052NT = 10x6,9x0.20<,8x174°6 = 42546N.m本道工序加工孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算 無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度

21、、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。4.4 定位誤差分析本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間 存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在 單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差 僅存在z軸方向，且向下，見(jiàn)下圖。A = " + 公，”=0.012 + 0.023 + 0.032 = 0,067'2式中&定位副間的最小配合間隙（皿）；Td工件圓孔直徑公差（mm）；加一一定位銷外圓直徑公差 （mm）。圖心軸水平放置時(shí)定位分析圖4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明使用心軸定位，壓板的壓緊力即可指定可靠的卡

22、緊力。同時(shí)我們采用快換鉆 套，當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開(kāi)螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精 度，這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn)?？?結(jié)這次設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所有 知識(shí)系統(tǒng)的組織起來(lái)，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀 具、機(jī)床概論、公差與配合、機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué) 等專業(yè)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。同時(shí)也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次 設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既了解了基本概念、基 本理論，又注意了生產(chǎn)實(shí)踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，來(lái)完成本 次設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合

23、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛 煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一次理 論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方 面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計(jì)算、材料的選取、 加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等；也培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用設(shè)計(jì)與工藝 等方面的知識(shí)；以及自己獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進(jìn)一步的鍛煉與提 高；再次體會(huì)到理論與實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，理論與實(shí)踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論 到實(shí)踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說(shuō)學(xué)到了很多很多的的東西，同時(shí)鞏固 了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這 次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真 正的實(shí)用，在生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了許多問(wèn)題，當(dāng)然也 發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢 固，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓自己把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新復(fù)習(xí)了一