分离爪课程设计说明书

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31零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Φ40mm端面及Φ50mm端面，粗糙度要求12.5um，粗车即可满足要求；（2）Φ36mm孔粗糙度要求为3.2um，外圆Φ40mm粗糙度要求6.3um。经过分析，可采用Φ36mm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，螺旋面粗糙度要求6.3um，所以要半精铣加工；（4）Φ20mm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mm5.08；（5）Φ8.3mm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Φ36mm孔轴线满足平行度要求，所以加工时选Φ36mm孔作为精基准；（6）Φ3mm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，必须采用专用夹具进行定位夹紧。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。41.3零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40端面312.030.10.3740下端面42.030.10.740外圆φ402.030.14650端面312.030.10.3736孔φ362.030.13020上端面82.030.10.11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。2.3设计毛坯图5（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o3～o5。（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6面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ50外圆作为粗基准，利用外圆及下端面来定位，四爪夹紧，车削φ40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φ40外圆与φ36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φ36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1-15，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40端面IT1320m粗车40外圆IT65m粗车→精车螺旋面IT135m精铣36孔IT95m粗车→精车5.36孔IT135m精车20端面IT115m精铣3.8孔IT86.3m钻→扩→铰3孔IT1320m钻3孔口倒角IT1320m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：加工过程划分阶段，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，7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36mm孔及端面。同时考虑位置度要求，36mm孔及40mm外圆互为基准反复加工。（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mm50端面和mm40外圆及端面，后加工次要表面3mm孔、倒角。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工20mm上端面，后加工3mm孔；先加工端面mm40及外圆，后加工mm36孔。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φ50mm外圆及端面为粗基准定位，φ50mm外圆用螺钉夹紧，粗车φ40mm端面，保证尺寸16mm，粗车φ40mm外圆至尺寸φ42mm；4.以φ40mm端面及外圆为粗基准定位，粗车φ50mm端面至尺寸32mm，粗8车φ36mm孔至尺寸φ35.4mm；5.以φ40mm端面及外圆为基准定位，精车φ36mm、φ36.5mm至尺寸；6.以φ36mm（可涨芯轴）及端面定位，精车φ40mm外圆至尺寸，倒角1X45°；7.以φ36mm(可涨芯轴)及端面定位，铣φ8.3mm孔两端至尺寸8±0.5mm，保证30mm尺寸至30±0.03mm(工艺要求),表面粗糙度Ra值为5m；8.以φ36mm、φ20mm及端面为基准定位，φ20mm外圆用v形块辅助定位，钻-铰φ8.3mm孔至尺寸；9.以φ36mm及端面定位，钻φ3mm孔，孔口锪倒角1.5X45°；10.以φ36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：表3零件加工工艺装备选用9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C6132D硬质合金外圆车刀游标卡尺工序7铣X715硬质合金端铣刀游标卡尺工序8钻Z525直柄麻花钻锥柄机用铰刀工序9钻Z403直柄麻花钻工序10铣XK5025螺旋铣刀游标卡尺工序11钳游标卡尺工序12检游标卡尺3.7工序间加工余量的确定查《机械制造技术基础课程设计指导》，并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表：表4零件机械加工工序间加工余量表10工序号工步号工步内容加工余量/mm工序31粗车∅40mm端面3.02粗车∅46mm外圆至∅42mm2.0工序41车∅50mm端面至31mm3.02粗车∅30mm孔至∅34.4mm2.2工序51精车∅34.4mm孔至∅36mm0.82精车∅34.4mm孔至∅36.5mm1.05工序61精车∅42mm外圆至0.020-0.00840mm1.02倒角1X45°/工序71铣∅8.3mm孔两端面至尺寸8±0.5mm3.0工序81钻∅8mm孔4.03铰∅8mm孔至0.02208.3mm0.15工序91钻∅3mm孔1.52孔口倒角1.5X45°/工序101精铣螺旋面/3.8切削用量以及基本时间定额的确定工序3工步1粗车∅40mm端面（1）切削深度mmap3（2）进给量的确定选择YG6硬质合金端面车刀，查《切削加工简明实用手册》，择硬质合金端面车刀的具体参数如下：l=12mm，t=7，s=4mm，R=7m，mmr1，e=0.8mm，根据所选择的C6132D卧式车床功率为4kW，根据《机械加工工艺师手册》取fz=0.53m/r。（3）切削速度的确定根据所知的工件材料为QT40-10,硬度HBS160-210