快檔撥叉銑插腳外側(cè)設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說明書題目：設(shè)計(jì)快擋撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑叉腳外側(cè)面工序的專用夾具專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 專業(yè)系主任： 機(jī)械工程學(xué)院2015年 月 日摘 要本設(shè)計(jì)快擋撥叉零件加工過程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的夾具設(shè)計(jì)。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情況下，確保比保證精密加工孔很容易。因此，設(shè)計(jì)遵循的原則是先加工面后加工孔表面。在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。關(guān)鍵詞：快擋撥叉零件；工藝；夾具；19

2、AbstractThe design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. I

3、n the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected location components can be qualified shall

4、 be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.Keywords: cutter turntable parts; technology; fixture;目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工藝分析11.3零件的生產(chǎn)類型2第2章 確定毛坯的種類和制造方法32.

5、1選擇毛坯32.2確定機(jī)械加工余量32.3設(shè)計(jì)毛坯尺寸3第3章 擬定工藝路線53.1基準(zhǔn)的選擇53.2零件表面加工方法選擇53.3工藝路線的擬定6第4章工序設(shè)計(jì)74.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備74.2 確定工序尺寸84.3切削用量及基本時(shí)間確定9第5章 銑叉腳外側(cè)面夾具的設(shè)計(jì)145.1 問題的提出145.2 夾具設(shè)計(jì)145.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇145.2.2切削力和夾緊力計(jì)算155.2.3定位誤差分析165.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明17總 結(jié)19參考文獻(xiàn)20致 謝21第1章 零件的分析1.1零件的作用快擋撥叉在運(yùn)輸車的變速箱中，與操縱機(jī)構(gòu)的其他零件結(jié)合，用它撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪，實(shí)現(xiàn)倒車。14H

6、9為配合面有較高精度。槽14H13為滑動(dòng)撥動(dòng)的配合表面。下?lián)懿鏋榕c滑動(dòng)齒輪接觸的表面。1.2零件的工藝分析該零件是叉架零件，形狀不大規(guī)則，尺寸精度、形位精度要求不高，為大批量生產(chǎn)零件，其主要技術(shù)要求分析如下：其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，是一個(gè)比較重要的孔，其軸線要保證與M直線度0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25主要是保證叉面能正確地安裝在變速箱的倒檔軸上，撥叉利用彈簧、滾珠在軸上進(jìn)行定位，；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為4853HR

7、C；下爪總長公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線尺寸18的公差尺寸為0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對(duì)稱度為0.4，內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5，內(nèi)表面滿足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔24端面、開擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但加工要求比較容易保證，通過

8、專用夾具可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。1.3零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。第2章 確定毛坯的種類和制造方法2.1選擇毛坯由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，大批量生產(chǎn)，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型鑄造，工件材料為KTH350-10。2.2確定機(jī)械加工余量 鑄件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定。 根據(jù)GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級(jí)。加工余量等級(jí)為FH。所以，可取CT=9級(jí)。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數(shù)

9、值。零件尺寸公差CT端面462腳面圓柱面151.6腳面圓柱面191.7兩腳面尺寸61.514H13槽面尺寸141.6槽底面141.6叉腳開擋尺寸401.72.3設(shè)計(jì)毛坯尺寸 快擋撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm）零件表面總余量毛坯尺寸公差CT端面462502腳面圓柱面152131.6腳面圓柱面192171.7兩腳面尺寸62101.514H13槽面尺寸142101.6槽底面142121.6叉腳開擋尺寸402361.7第3章 擬定工藝路線3.1基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知14H9孔，槽寬，叉子面厚，叉子面與腹板的距離等均應(yīng)通過正確的定位才能保證，故對(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。（1）粗基準(zhǔn)

10、的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，故此處選擇5mm厚的腹板右側(cè)為第一毛坯表面基準(zhǔn)，在加工14H9孔時(shí)，為保證24mm的外圓表面為第二粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇 ，各工序則以該孔為定位精基準(zhǔn)，從靠近叉腳的24mm端面為軸向尺寸的定位基準(zhǔn)不重合，這時(shí)需要進(jìn)行尺寸鏈的換算。3.2零件表面加工方法選擇本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為KTH350-10。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1）24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。（2）14H9孔：公差等級(jí)為9級(jí)，表面粗糙度

11、為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級(jí)按IT9，可以先鉆后擴(kuò)孔來滿足要求。（3）開擋R15內(nèi)圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標(biāo)注公差等級(jí)，故粗銑即可滿足要求。（4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。（4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。（5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級(jí)13，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。（6）槽14H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。 （7）孔8：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據(jù)

12、GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)按IT11，采用鉆孔即可達(dá)到要求。3.3工藝路線的擬定 （1）工藝路線的擬定 為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù) 要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件的加工可按以下工藝路線進(jìn)行。10、鑄造15、熱處理20、銑14H9孔端面25、鉆擴(kuò)鉸14H9孔30、倒角14H9孔35、銑開檔叉腳面T1，T2面40、銑開檔40B1245、銑槽14H1350、鉆855、去毛刺60、檢驗(yàn)根據(jù)此工序安排，編出

13、機(jī)械加工工藝路線卡及工序卡片。第4章工序設(shè)計(jì)4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備（1） 選擇機(jī)床1-1工序4鉆擴(kuò)鉸14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8，工步不多，選用立式鉆床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。1-2工序3、6、7是粗銑和精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿足要求，選用X62臥式銑床即可。（2） 選擇夾具本零件除了銑槽和鉆小孔需要專用量具外，其它用通用量具即可。（3） 選擇刀具 1-1工序3銑端面。鑲齒三面刃銑刀。 1-2工序4鉆擴(kuò)鉸14H9孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為14mm，工作長度46

14、mm 1-3工序4 14H9孔。選擇14 GB/T 1141-1984。其直徑為14mm，工作長度46mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長189mm。 1-4工序5倒角。 1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數(shù)z=12。 1-6工序8鉆8孔。孔徑為8.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經(jīng)濟(jì)效益，可做成直柄麻花鉆。（4） 選擇量具本零件為大批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊(cè)資料，選擇量具如下表：工序工序名稱量具3銑端面游標(biāo)卡尺、粗糙塊4鉆擴(kuò)鉸14H9孔游標(biāo)卡尺、塞規(guī)5倒角游標(biāo)卡尺6銑腳面、開擋

15、游標(biāo)卡尺、粗糙塊7銑槽游標(biāo)卡尺、粗糙塊8鉆8游標(biāo)卡尺、塞規(guī)4.2 確定工序尺寸1.24端面加工余量加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑粗銑粗銑端面50446Ra252. 鉆擴(kuò)鉸14H9孔加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度鉆擴(kuò)孔鉆孔擴(kuò)孔鉆孔擴(kuò)孔鉆孔擴(kuò)孔131Ra6.33. 面加工余量加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑精銑粗銑精銑粗銑精銑T1，T2面215Ra25T1，T2面2Ra12.5腳面1.60.4Ra12.5Ra6.314H13槽底面210Ra2514H13槽1.60.414.4Ra25Ra12.54.鉆孔 加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度8孔8

16、8Ra254.3切削用量及基本時(shí)間確定1工序10切削用量：本工序?yàn)榇帚姸嗣?，已知加工材料為KTH350-10，表面淬火處理后HRC48-53。確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。經(jīng)計(jì)算得加工時(shí)間為57s。2 工序15、20切削用量：鉆，擴(kuò)，鉸H9mm孔2.1確定鉆14mm孔的切削用量。

17、所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n=514.19r/min,故取n=545r/min，此時(shí)v=22.26m/min。2.2確定擴(kuò)14H9孔的切削用量。所選刀具為14 GB/T 1141-1984，其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長189mm。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n=1364.19r/min,故取n=960r/min，此時(shí)v=42.2m/min。 2.3基本時(shí)間確定鉆孔的基本時(shí)間

18、=確定擴(kuò)14H9孔的基本時(shí)間=總時(shí)間為30s。3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。3.1確定銑開擋底面圓柱面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm

19、/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 3.3確定開擋腳面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100m

20、m z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 加工用時(shí)為：180s 銑腳面和開擋各90s。4工序7本工序?yàn)殂姴?，先粗銑槽底，再銑槽?.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm

21、,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對(duì)稱度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機(jī)床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。加工時(shí)間為：120.s。5 、工序8 本工序?yàn)殂@8，并锪平12。確定鉆8孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆 確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進(jìn)給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n=987.8r/min,故取n=960r/

22、min，此時(shí)v=26.24m/min。加工用時(shí)99s。第5章 銑叉腳外側(cè)面夾具的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工序：銑叉腳外側(cè)面夾具的設(shè)計(jì)5.1 問題的提出本夾具要用于銑叉腳外側(cè)面夾具的設(shè)計(jì)夾具精度等級(jí)為IT12級(jí)，粗糙度為12.5。本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證銑叉腳端面的設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。5.2 夾具設(shè)計(jì)5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零

23、件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。14的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的14孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的14孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。5.2.2切削力和夾緊力計(jì)算（1）刀具： YG6銑刀機(jī)床： 臥式銑床X62 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=

24、24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=2.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力5.2.3定

25、位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，

26、工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。5.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)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(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫M切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)?？?結(jié)快擋撥叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對(duì)快擋撥叉的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。快擋撥叉的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工

27、余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過兩個(gè)月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個(gè)過程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)