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1、摘要1ABSTRACT2第一章结论31.I引言31. 2机械加工工艺规程的作用31.3研窕方法及技术路线4第二章工艺设计52.1 零件的工艺分析52.1.1 了解零件的用途和工作条件52.1.2 分析零件的技术要求52. 1.3绘制零件图52.2 零件的毛坯设计62.3 拟定工艺路线82.4 机床及工艺装备的确定82.5 切削用量及时间定额9第三章枕床夹具设计172.6 问际的提出172.7 定位分析172.8 定位误差分析172.9 切削力的计算与央紧力分析183. 5夹具设计及操作简要说明18结束语19分考文献20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
2、多方面的知识.脚踏的工艺规程及其跣向面的工装夹具设计，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.J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J计免，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：脚踏、夹具设计、工艺路线Abstract,hedesigninvo1.ve
3、sthemechanica1.manufacturingtechno1.ogyandthemachinetoo1.fixturedesign,meta1.cuttingmachinetoo1.s,to1.erancecoordinationandnasurementandotheraspectsofknow1.edge.Thetechno1.ogica1.processofpeda1.sandthedesignoffixtureformi1.1.ingAfacetofacearethreeparts,inc1.udingprocessdesign,processdesignandspecia1
4、.fixturedesign.In(heprocessofdesignshou1.dfirstunderstandtheana1.ysisofparts,partsoftheprocesstodesignab1.ankstructureandchoosethegoodcomponentstheprocessingdatum,designstheprocessroutesoftheparts;thenthepartsofeach1.aborstepprocesssizeca1.cu1.ation,isthekeytodecidethecraftequipmentandthecuttingproc
5、essofthevariousdesignparameters;thenaspecia1.fixture,thefixturese1.ectionforthevariouscomponentsofthedesign,suchasconnectingpartspositioninge1.ementsandc1.ampinge1.ements,guidee1.ement,fixtureandmachinetoo1.andothercomponents;positioningerrorisca1.cu1.atedwhenthefixture,ana1.ysistherationa1.ityandsh
6、ortcomingoffixturestructure,improveanddesignin1.ater.Keywords:Peda1.,fixturedesign,processroute第一章绪论1.1 引言制造技术的重要性是不言而喻的，它与当今的社会发展密切相关。现代制造技术是当前世界各国研究和发展的主题，特别是在市场经济的今天，它更占仃十分重要的地位。人类的发展过程是一个不断制造的过程，在人类发展的初期，为了生存，制造了石涔以便于狩猎，此后，出现了陶器，桐器，铁器，和一些简雎的机械，如刀，剑，弓，漪等兵器，锅，壶，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水车等农用工具，这些工具和用具的制造过程都是简
7、单的制造过程，主要困绕生活必需和存亡征战,制造资源，规模和技术水平都非常仃眼。隙着社会的发展，制造技术的范围，规模的不断扩大，技术水平的不断提而，向文化，艺术，工业发展，出现了纸张，第墨，活版，石雕，珠宝，钱币金侬饰品等制造技术。到了资本主义和社会主义社会，出现了大工业生产，使得人类的物痂生活和文明有了很大的提高，对精神和物质有了更高的要求，科学技术有了更快更新的发展，从而与制造工艺的关系更为密切。蒸汽机的制造技术的问世带来了工业革命和大工业生产，内热机制造技术的出现和发展形成/现代汽车，火车和舰船，喷气涡轮发动机制造技术促进了现代喷气客机和超音速飞机的发展，集成电路制造技术的进步左右了现代计
8、算机的水平，纳米技术的出现开创了微创机械的先河，因此，人类的活动与制造密切相关，人类活动的水平受到门及制，宇宙飞船，航天飞机，人造飞机，人造卫星以及空间工作站等技术的出现，使人类活动走出了地球，走向太空。1.2 机械加工工艺规程的作用制订工艺规程的原则是保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好.制订工艺规程的程序：1、计算生产纲领，确定生产类型2、分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查3、确定毛坯种类、形状、尺寸及精度4、制订工艺路线5、进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、选择工艺装备，计算时间定额等。）1. 3研究方法及技术路
9、线1 .深入生产实践调查研究在深入生产实践调查研究中，应当举提卜面一些资料：工程图纸，工艺文件，生产纲领，制造与使用夹具情况等。2 .制订工艺工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型，分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查，确定毛坯的种类，形状，尺寸及精度，拟定工艺路线（划分工艺规程的组成，选择的定位基准，选择零件表面的加工方法，安排加工股序，选择机床设缶等），进行工序设计（确定各工序加工余员，切削余量，工序尺寸及工差，选择工艺装备，计算时间定额等），确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。3 .确定工件的夹紧方式和设计夹紧机构夹紧力的作用点和方向应符合央紧原则。进行夹紧力的分析和计算,以
10、确定加紧元件和传动装置的主要尺寸。4 .确定夹具其他部分的结构形式如分度装置，对刀元件和夹具体等5 .绘制夹具总装配图在绘制总装配图时，尽量采用1：1比例，主视图应选取面对操作者的工作位置，绘图时，先用红线或双点划线画出工件的轮廓和主要表面,如定位表面，夹紧表面和被加工表面等.其中，被加工表面用网纹线或粗实线画出加工余量。工件在夹具上可看成是一个假想的透明体，按定位元件，导向元件，夹紧机构，传动装置等顺序，画出具体结构。6 .标注各部分主要尺寸，公差配合，和技术要求7 .标注零件编号及编制零件明细表在标注零件编号时。标点件可直接标出国家标准代号。明细表要注明夹具名称，编号，序号，零件名称及材料
11、，数量等。8 .绘制家具零件图拆绘夹具零件图的顺序和绘制夹具总装配图的顺序相I可.第二章工艺设计2.1 零件的工艺分析2.1.1 了解零件的用途和工作条件脚踏也被称之为脚凳，垫于脚下，使双腿不必悬空，也是占代人们地位尊贵的一种表现。现代脚踏与传统脚踏相比，采用了机械和人体工程学设计，不仅可以调节垫脚的高度,还可以调节垫脚的角度，使腿部更加轻松舒适。比较知名的品牌有dxracer等1,2.1.2 分析零件的技术要求分析零件的结构特点：主要部分：24H9内孔1 .工件24H9内孔24H9,表面粗糙度Ra1.6,精度按IT9级精度制造。2 .工件38前后端面38前后端面，表面粗糙度Ra6.3,精度按
12、ITU级制造，3 .工件34x50端面34x50端面,表面粗糙度Ra6.3,精度按ITI1.级制造。4 .工件向凸台面A向凸台面，表面粗糙度Ra6.3,精度按IT1.1.级制造。2.1.3 绘制零件图零件名称:脚踏材料：HT1.502.2 零件的毛坯设计工件材料为HT150,查相关资料知,采用木模铸造,铸造等级IT1.1.,加工余量等级MAT1.I、38后端面的加工余量由上述知,铸造等级ITI1,加工余量等级MA-H,查E机械制造工艺设计简明手册2表2.2-4知，单边加工余表Z=4.5n,再由零件图知，38后端面表面粗植度Ra6.3,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步诜削即可满足
13、其精度要求。2、38前端面的加工余量由上述知,铸造等级111.,加工余量等级MA-H,查机械制造工艺设计简明手册？表2.2-4知，单边加工余表Z=4.5n,再由零件图知，38后端面表面粗糙度Ra63,根据6机械制造工艺设计筒明手册表1.4-8知,一步铳削即可满足其精度要求。3、24孔的加工余量由上述知,铸造等级IT1.1,加工余量等级MA-H,查6机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余量2=3.5厘,再由零件图知，24孔表面粗糙度RaI.6,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知,两步钻削即扩一一校方可满足其精度要求。4、34X50端面的加工余量由上述知，铸造等级IT1.1,加
14、工余量等级M-H,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知，单边加工余房2=4.5画），再由零件图知，34X50端面表面粗糙度Ra6.3,根据。机械制造工艺设计简明手册3表1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。5、A向端而的加工余量由上述知，铸造等级Fn1.加工余量等级M-H,查机械制造工艺设计简明手册表2.2T知，堆边加工余量Z=4.5mm,再由零件图知，A向端面表面粗糙度Ra6.3,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铳削即可满足我精度要求。6、2-67孔、2-013X90的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造,由零件图知，2-7孔、2-13X90表面粗糙度Ra1.2.5
15、,根据机械制造工艺设计简明手册B表1.4-7知,一步钻削即可满足其精度要求。7、2-M10螺纹的加工余量因螺纹的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，2MIO螺纹表面粗糙度Ra3.2,根据3机械制造工艺设计简明手册表2.2-20%,首先钻皿O螺蚊底孔8.5,再攻MIO螺纹。2.3 拟定工艺路线考虑到加工精度，技术要求，加工批量，工厂设备及一些实际情况，制定了如卜.方案：铸造时效处理工序05：铳38mm后端面工序10：铳38mm前端面工序15：扩17n孔至23.8mm：.23.8un孔至24H9un工序20：铳34EX50mm端面工序25：铳A向凸台面工序30：钻2-7孔，扩2-613X900工
16、序35：钻2-M10螺纹底孔8.5:攻2-M10螺纹去毛刺检验至图纸要求涂漆入库2.4 机床及工艺装备的确定I、工序05,机床：XK640数控件床；刀具：端面铳刀；处具：游标卡尺2、工序10：机床：XK640数控铳床：刀具：端面铳刀：量具：游标卡尺3、工序15：机床：Z525立式粘床：刀具：扩孔钻、铁刀：量具：维柄【网柱式塞规4、工序20：机床：XK640数控铳床：刀具：端面铳刀：量具：游标卡尺5、工序25：机床：XK640数控铳床：刀具：端面铳刀：量具：游标卡尺6、工序30：机床：Z525立式钻：刀具：扩孔钻、鼓刀:量具：锥柄网柱式塞规7、工序35：机床：Z525立式钻；刀具：麻花钻、丝俳：
17、量具：徒柄圆柱式塞规、螺纹量规2.5 切削用量及时间定额铸造时效处理工序05：洗38mm后端面1 .选择刀具刀具选取端面铳刀ap=4.5nn,4,=50n,v=75mnin02 .决定铳削用量D决定铳削深度2)决定每次进给量及切削速度IO(M)Vi()(X)75ra1.”x50478rmin按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,XK640数控铳床标准选取=475rnin当=475rmin时fM1.=f/Ju=0.2X4475=380nunIr按*机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,XK610数控诜床标准选取f1.1.=375r3)计鸵工时/,=0.5+(d-yd2-ae2)/,=1-3
18、fM:工作台的水平进给量(mmmin)fM(mm)1铳刀直径(mm)I1=Q.5+(d-7(2-)=0.5+(50-5O2-382)=18mmT1.+1.1.+1.,38+18+4._.T.=!-=11n0.160mn加375工序15：扩17mm孔至23.8mm；较23.8mm孔至24H9三工步一：扩17孔至23.8利用钻头将例7孔扩大至423.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用晶可根据钻孔的切削用员选取/=(1.2-1.8)4,=(1.21.8)0.65X0.75=0.5850.87/r根据机床说明出，选取/=0.25V=(!g)x12=64wnin则主轴转速为,=971.360min,并按
19、Z525立式钻床说明书取%=392r/Hin,实际切削速度为I(XX)V=史q=23.8x392rmins29.3r/minI(XM)切削匚时:=58wu”,I1=3.4mt,I2-Innn,则机动工时为=58+34+2nin=735nn3920.22工步二：较23.8孔至24H9根据参考文献IV表2-25,/=0.10.81“”，r,zi=97-1360rnin查参考文献V表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速，取f=0.3mm/r,n=545r11in实际切削速度v=12.5mmin。切削工时：/=5rinI.=0.1WJ./,=2mm,则机动工时为/+/,+/,58+0.1+2./=1
20、-i=0.84nwinJ5450.13工序20：洗34mm50un端面1 .选择刀具刀具选取端面诜刀ap-4.5，d0=50。.v=75/mZniin。2 .决定铳削用量D决定铳削深度ap=4.5,nw2）决定每次进给量及切削速度zj1000v三100075s478rzminm1.11,50按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36,XK640数控铳床标准选取=475rni11当n1.r=475rmin时fM,=/znt,=0.2X4475=38O，i/r按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,XK610数控铳床标准选取fi1.=S1.SnnnIr3)计鸵工时T/+/,=0.5+(d-J2-a
21、e2)/,=3fM:工作台的水平进给量(三min)m工作台的垂直进给量（nmin）,一铳削宽度（垂直于铳刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）%一一铳削深度（平行于跳刀轴线方向测量的切削层尺寸）（mm）(mm)1一一铳刀直径(mm)1.=0.5+(d-d2-)=0.5+(50-5O2-202)=4.7nmTI+1.1.+1-,45+4.7+4,0.Ti=!-=nun0.143minZw：375工序30：钻2-7孔，扩2-13X90工步一：钻2-7孔1、切削用量本工序为钻孔，刀具选择高速钢复合钻头，直柄d=7mm0钻2个通孔。使用切削液。2、确定进给他f由下孔径和深度均很小，宜采用手动进给3、选择
22、钻头磨钝标准及耐用度根据切削用量简明手册第二部分表2.12二钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm；耐用度T=I5min.4,确定切削速度I，由表2.13.,可查得v=1711min,n=545rnin根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际完成转速.5、基本时间的确定年2个7通孔，基本时间为：.r1./+/*Ii=1fitfitI,=4.911n,i,=2nun14T,=i=S+X211in=0.264minifit545O.I6工步二：扩2-13X90利用钻头将。7,孔扩大至矶根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取=(1.2-1.8)=(1.2-1.8)0.65X0.75=0.
23、5850.87“/r根据机床说明书，选取/=0.25一12=6-4tnfmin23)则主轴转速为=971360rnin,并按Z525立式钻床说明书取nw=392r/in,实际切削速度为叫，IW乃X13x392.I(MX)IO(X)V=三-s-=r/mn16.0rnn切削I：时：/=3mm1=3.0Im.I2=Omin.则机动工时为=1.+1.1.+1.i.=3+3.O+O*211in=o.139ninnJ3920.22工序35：钻2f10螺纹底孔8.5:攻2-M10螺纹工步一：钻MIO螺纹底孔8.5选用弗导”，高速钢锥柄麻花钻工艺表3.16)由切削表2.7和工艺3表4.2T6查得AI=O.2n
24、mV=20，/min(切削表2.15)100oV100020,.7noz.n=r/mm708r/min11D8.5按机床选取n=800rmin同”X8.5X800.V=22.6，/minI(XX)1(X)0切削工时：=I8v，/,=4.25UW,5=Omm则机动工时为Z1+/,+Z1.18+4.25+0SooXO.28X211in0.199min工步二：攻2-M10螺纹选择M1.Omm而速钢机用丝锥f等于工件螺纹的螺距P,即f=0.75mrV=100oVZJ=M100oX1.o-X0r/min354rmin按机床选取n=400rmin切削工时：Ii=ISw?/.I2=0.75IMt.k=0则机
25、动工时为nJ18+0/75+04()0X0.752nin0.125min去毛剌检验至图纸要求涂漆入库第三章铳床夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工痂量,降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计工序25：嵌A向凸台面的夹具。3.1 问题的提出本夹具主要用r诜A向凸台面，精度要求不高，故设计夹具时主要考虑生产效率。3.2 定位分析选择已加工好的中24H9孔、38端面和34x50端面定位，定位分析如下：I、釉50端面与工件38端面相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴移动和Z轴转动。2,轴1D24外圆面与工件24H9孔相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴移动。3、A型支承钉与
26、工件34x50端面相配合，限制个自由度,即Y轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。3.3定位误差分析1、基准位移误差AY由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位四变动量，称为基准位移误差，用AY表示。工件以24H9孔在轴上定位钻27110螺纹底孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件食在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动址即为最大配合间隙.
27、按卜.式计算y=max-11m1.n=I(Dma1.-dmu,)式中v基准位移误差，幽Dbiu孔的最大直径，nundm,n轴的最小直径，r三=-(D1.tiat-roi1.1.)=-(24.021-23.967)mm=0.027mm2、基准不重合误差AB加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重令导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不迎合误差，用品表示。旗准不或合误差为AU=1.3式中b基准不重合误差，mmSII一工件的最大外圆面积直径公差，mmAb=：6=；0.025nun=0.0125min3.4切削力的计算与夹紫力
28、分析查表4得切削力计算公式：Fz=37177Kp式中%,=3,f=1.m11Vr.查表得K,=(736)75=736MPa.KP=I即耳=37k/,fa7K,=3713,j1.a71=I547N所需夹紧力，查表5得，W11=IW,安全系数K=KOKK,K.K1.i式中K1.K,为各种因素的安全系数，查表得：K-1.2x1.0x1.2x1.0x13x1.0x1.0-1.872,当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由MIo螺母锁紧，查表得夹紧力为1236ONWk=WrK=12360x2.5=309OON由上计算得WIJF,因此采用该夹紧机构工作是可靠的.3.5夹具设计及操作简要说明如前所述，在设
29、计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铳床夹具选择由螺圆垫圈、心轴、快换垫圈和带肩六角螺母组成夹紧机构夹紧工件。本工序为铳削加工，铳削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。结束语本设计中是对固定板零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问网，如在编写加工工艺时,，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响.在时某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。
30、这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为达到零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导卜.，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决.而且它们都有一个共1可的特点，都采用了一面两销定位，夹紧都采用了手动夹紧，由于工件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此手动央紧满足夹紧要求。通过做这次的设计，使对专业知识和技能有r进一步的提高，为以后从事本专业技术的工作打卜一了坚实的基础。参考文献1,邹音主编机械制造技术基珈课程设计指导教程北京：机械工业出版社2004,82.赵志修主编机械制造工艺学北京：机械工业出
31、版社1984,23.孙丽媛主编机械制造工艺及专用夹具设计指导北京：冶金工业出版社2002,124,李洪主编机械加工工艺手册北京：北京出版社1990.125,邓文英主编金属工艺学北京：高等教白出版社20006,黄茂林主编机械原理重庆：重庆大学出版社2002,77,丘宣怀主编机械设计北京:高等教育出版社19978,储凯许斌等主编机械工程材料全庆：武庆大学出版社1997,129,廖念钊主编互换性与技术测量北京：中国计量出版社2000.110,乐兑谦主编I1.李庆寿主编12.陶济贤生编金属切削刀具北京:机床夹具设计北京:机床夹具设计北京:机械工业出版社1992,12机械工业出版社1983,4机械工业出版社1986,413,机床夹具结构图册贵州：贵州人民出版社1983,714,龚定安主编机床夹具设计原理陕西：陕西科技出版社，1981,715,李益民主编机械制造工艺学习题集黑龙江：哈儿滨工业大学出版社1984,716.周永强等主编高等学校毕业设计指导北京：中国建材工业出版社2002,12
