機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)-撥叉加工工藝與銑厚度12左右端面夾具設(shè)計(jì)（全套圖紙）.doc

撥叉加工工藝與銑12兩端面夾具設(shè)計(jì)學(xué)院名稱： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 2018年7月前言課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)需要結(jié)合大學(xué)四年所學(xué)的所有專業(yè)課知識，如機(jī)械設(shè)計(jì)工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)裝備、互換性與精度測量、機(jī)械基礎(chǔ)還有機(jī)械制圖等機(jī)械類重要的學(xué)科，不僅讓學(xué)生把四年學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用到位，還讓我們重新溫故了一下所必須的專業(yè)知識，此次設(shè)計(jì)也鍛煉了學(xué)生查找工具書的能力，讓學(xué)生增長了許多有關(guān)專業(yè)的其他知識，對課堂所學(xué)知識進(jìn)行互補(bǔ)，此外，本次設(shè)計(jì)還鍛煉了學(xué)生利用軟件作圖的能力，這對今后的就業(yè)有一定的幫助。課程設(shè)計(jì)采用學(xué)生與老師互動的方式展開，每個(gè)老師負(fù)責(zé)帶領(lǐng)幾個(gè)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，老師安排了答疑時(shí)間和地點(diǎn)，學(xué)生有什么疑問，可以按時(shí)去找指導(dǎo)老師解答，促進(jìn)了老師與學(xué)生的溝通。此次課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，為學(xué)生更好的找到自己的缺陷打下了基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。全套圖紙加153893706 編者 2018年7月目錄第1章 課程設(shè)計(jì)11.1零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工藝分析11.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)21.2.1確定毛坯制造形式21.2.2 基準(zhǔn)的選擇21.2.3 制定工藝路線21.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定31.2.5 確定切削速度及基本工時(shí)51.3專用夾具設(shè)計(jì)101.3.1 問題的指出101.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇101.3.3 定位誤差分析101.3.4 切削力的計(jì)算和夾緊力分析101.3.5 導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)101.3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明10參考文獻(xiàn)21第 1 章 課程設(shè)計(jì)11零件的分析撥叉零件圖見圖1-1。圖1-1 撥叉零件圖1.1.1零件的作用題目所給的零件是撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。1.1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面：1鏜小頭孔20； 2銑大頭半圓孔50及其端面；3車40圓柱兩端面；4撥叉上表面；5鉆、鉸10、8孔；6. 銑8孔端面；1.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1.2.1確定毛坯制造形式已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用通用工裝。零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。1.2.2基準(zhǔn)的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)以零件的底面為主要的定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.08m，故以20孔為精基準(zhǔn)。1.2.3制定工藝路線1.工件表面加工方法的選擇本零件的加工面有平面、內(nèi)孔等，材料為HT200，其加工方法選擇如下：1）孔20:：公差等級為IT7IT8, 表面粗糙度為1.6m，采用粗鏜半精鏜精鏜的加工方法。2）半圓孔50：公差等級為IT9IT10, 表面粗糙度為6.3m，采用粗鏜半精鏜的加工方法。3）圓柱40左右端面 ：公差等級為IT8IT9, 表面粗糙度為12.5m，采用粗車。4）R35左右端面：公差等級為IT7IT8, 表面粗糙度為6.3m，采用粗銑半精銑。5）工件上表面：公差等級IT8IT9，表面粗糙度為12.5m，采用粗銑的加工方法。6）8孔的端面： 公差等級IT8IT9，表面粗糙度為12.5m，采用粗銑的加工方法。7）10孔：公差等級IT7IT8，表面粗糙度為3.2m，采用鉆鉸的加工方法。8) 8：公差等級IT7IT8，表面粗糙度為3.2m，采用鉆鉸的加工方法。2.制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用通用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案：工序10：將的20的粗鏜至18.2mm；半精鏜至19.8；精鏜至20。工序20：將40左端面粗車5.15mm；右端面粗車5.15mm。工序30：將R35的左右端面粗銑至12mm。工序40：將8的端面粗銑4mm。工序50：粗銑上表面6.8mm。工序60：粗鏜50至49.2；半精鏜至50。工序70：鉆10的孔至9.8。工序80：鉆8的孔至7.8。工序90：鉸10的孔至10。工序100：鉸8的孔至8。1.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉毛坯圖見圖1-2。圖1-2 撥叉毛坯圖“撥叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量1.12kg，生產(chǎn)類型小批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，高102mm，長44mm，寬70mm，最大輪廓尺寸為102mm。2. 選取公差等級CT查機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題表4-28，生產(chǎn)類型按成批，鑄造方法按金屬性鑄造，鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍79級，取8級。3. 求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，查機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題表4-29，得鑄件尺寸公差數(shù)值為1.6mm。4求機(jī)械加工余量等級查機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題表4-26，生產(chǎn)類型按成批，鑄造方法按金屬性鑄造，鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級為F。5求RMA（要求的機(jī)械加工余量）對所有加工表面取同一數(shù)值查機(jī)械制造工藝學(xué)與機(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題表4-27，最大輪廓尺寸為102mm，機(jī)械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1mm6求毛坯基本尺寸1）撥叉兩端面屬雙側(cè)加工，即R=F+2RMA+=12+22.5+=14.8mm。2）20孔屬內(nèi)腔加工，即R=F-2RMA-=20-22.5-=14.2mm。3）50孔屬內(nèi)腔加工，即R=F-2RMA-=50-22.5-=43.2mm。4）40左右端面加工，即R=F+RMA+=34+42.5+=44.3mm。5) 8端面加工，即，R=F+RMA+=24+22.5+=28.4mm。6)上表面加工，即R=F+RMA+=78+22.5+=81.4mm。1.2.5確定切削速度及基本工時(shí)工序10：鏜孔至20mm1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：孔鏜至20mm機(jī)床：普車CA6140刀具：硬質(zhì)合金焊接式鏜刀2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表3.4-26，得：切屑速度：v=20進(jìn)給量：f=0.3切屑深度a=1mm主軸轉(zhuǎn)速n=450工序20：粗車20mm左右端面1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：加工至34mm機(jī)床：普車CA6140刀具：硬質(zhì)合金焊接式端面車刀2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表3.4-40，得：切屑速度：v=30進(jìn)給量：f=0.5切屑深度a=2.575mm主軸轉(zhuǎn)速n=450工序30：銑R35端面1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：銑至12mm機(jī)床：臥式升降臺銑床X6130A刀具：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀I型2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表1.2-33，得：切屑速度：v=31進(jìn)給量：f=2.4切屑深度a=1.4mm主軸轉(zhuǎn)速n=310工序40：粗銑8端面1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：銑去4mm機(jī)床：臥式升降臺銑床X6130A2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表2.1-89，得：切屑速度：v=22進(jìn)給量：f=1.6切屑深度a=2mm主軸轉(zhuǎn)速n=219工序50：粗銑上面1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：至20軸線78mm機(jī)床：臥式升降臺銑床X6130A刀具：圓柱形銑刀2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表2.1-87，得：銑刀直徑為100，齒數(shù)為12切屑速度：v=18進(jìn)給量：f=0.96切屑深度a=3.4mm主軸轉(zhuǎn)速n=115工序60：鏜孔501）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：粗精鏜50，半精鏜50機(jī)床：臥式鏜床TA617刀具：可轉(zhuǎn)位式雙刃鏜刀2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表2.1-87，得：切屑速度：v=30進(jìn)給量：f=0.8切屑深度a=1.5mm主軸轉(zhuǎn)速n=320切屑速度：v=30進(jìn)給量：f=0.3切屑深度a=0.4mm主軸轉(zhuǎn)速n=212工序70：鉆10孔1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：鉆10孔機(jī)床：立式鉆床Z5125A刀具：整體硬質(zhì)合金直柄麻花鉆2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表2.1-87，得：切屑速度：v=40進(jìn)給量：f=0.3切屑深度a=4.9mm主軸轉(zhuǎn)速n=1299工序80：鉆8孔1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：鉆8孔機(jī)床：立式鉆床Z5125A刀具：整體硬質(zhì)合金直柄麻花鉆2）計(jì)算切削速度查機(jī)械加工工藝手冊第二版表2.1-89，得：切屑速度：v=40進(jìn)給量：f=0.3切屑深度a=3.9mm主軸轉(zhuǎn)速n=1633工序90：鉸10孔1）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：鉸10孔手動刀具：手用鉸刀工序100：鉸孔81）加工條件工件材料：HT200，鑄造。加工要求：鉸孔8手動刀具：手用鉸刀1.3專用夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)：粗銑厚道12左右兩端面的夾具。1.3.1 問題的提出 本夾具主要用于粗銑厚度12左右兩端面，表面粗糙度Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮如何提高生產(chǎn)效率 。1.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇選擇已加工好的40右端面和20孔及工件一側(cè)來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是心軸和A型固定式定位銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對心軸和A型固定式定位銷，夾緊則是由在心軸的螺桿上用帶肩螺母來完成。1、 40右端面心軸相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸移動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸轉(zhuǎn)動。2、 20孔與心軸相配合，限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動和Z軸移動。3、 工件一側(cè)與A型固定式定位銷相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動。 工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。1.3.3 定位誤差分析1、 基準(zhǔn)位移誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。工件以40右端面和20孔及工件一側(cè)來定位，粗銑R35左右兩端面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算 式中 基準(zhǔn)位移誤差，mm 孔的最大直徑，mm 軸的最小直徑，mm =0.0205mm2、 基準(zhǔn)不重合誤差 加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示。基準(zhǔn)不重合誤差為= 式中 基準(zhǔn)不重合誤差，mm 工件的最大外圓面積直徑公差，mm =1.3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析查表4得切削力計(jì)算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夾緊力，查表5得，安全系數(shù)K=式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得：K=1.872，當(dāng)計(jì)算K2.5時(shí)，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N=30900N由上計(jì)算得，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。1.3.5導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 5 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 5 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhDd1夾具體槽形尺寸 公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18-0.013-0.03325124126.618+0.0774對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。對刀塊選用圓形對刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圓形對刀塊的規(guī)格及主要尺寸：塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC2-0.0140.51.3.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇在心軸的螺桿上用帶肩螺母進(jìn)行夾緊工件。本工序?yàn)殂娤饔嗔啃?，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。