機械制造技術課程設計-倒檔撥叉加工工藝及銑叉口30×10兩端面夾具設計

目錄TOC\o"1-3"\h\u5003第1章緒論 -1-緒論全套圖紙加V信153893706或扣33463894111.1課題背景制定倒擋撥叉的加工工藝，設計鉆孔的鉆床夾具，運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。1.2目的課程設計是我們對所學課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設計之后，我得到一次綜合性訓練，我在想我能在多個方面得到鍛煉。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國建設打一個良好的基礎。由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！1.3夾具設計中的特點1.夾具的設計周期較短，一般不用進行強度和剛度的計算。2.專用夾具的設計對產品零件有很強的針對性。3.“確保產品加工質量，提高勞動生產率”是夾具設計工作的主要任務，加工質量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設計對整個夾具的結局有具定性的影響。設計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4夾具設計需保證的條件1.夾具的結構應與其用途及生產規(guī)模相適應。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結構的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。1.5夾具的發(fā)展趨勢1.發(fā)展通用夾具的新品種，由于機械產品的加工精度日益提高，因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具，可以壓縮輔助時間，提高生產效率。2.發(fā)展調整式夾具。3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標準化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結構、新工藝、新材料來設計和制造夾具。第2章零件的分析2.1零件的作用題目所給的零件是倒擋撥叉。它位于機床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機構相連，二下方叉口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。2.2零件的工藝分析零件的材料為ZG310-570，鑄鋼生產工藝簡單，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以及加工表面之間的位置要求：

1.Φ22F8孔兩端面

2.Φ22F8孔叉口30×10端面叉口30×12端面Φ8H9端面Φ8H9孔

撥叉兩叉腳的同側端面應平齊,其錯開量不大于0.15；Φ8H9孔與基準A的位置度公差為Φ0.1；叉口30×10端面與基準C垂直度公差0.1。

第3章工藝規(guī)程設計3.1確定毛坯的制造形式零件材料為ZG310-570?？紤]到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產綱領中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。

3.2基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。

3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。3.2.2精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工序00：鑄造，未注拔模斜度不大于2°工序10：調質硬度:HB229-269工序20：銑Φ22F8孔右端面工序30：銑Φ22F8孔左端面工序40：鉆、鉸Φ22F8孔；倒角1×45°工序50：粗銑叉口30×10兩端面工序60：粗銑叉口30×12兩端面工序70：銑Φ8H9端面工序80：鉆、鉸Φ8H9孔工序90：高頻淬火:表面硬度:HRC50-58，硬化層深度:1.2-2.5工序100：半精銑叉口30×10兩端面工序110：半精銑叉口30×12兩端面；倒角工序120：去毛刺,尖角工序130：檢驗至圖紙要求并入庫

3.4機械加工余量的確定工件毛坯為鑄件，查相關資料知，采用金屬模機械砂型鑄造，鑄造精度等級IT9，加工余量等級MA-G。Φ22孔左右端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT9，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，Φ22孔左右端面表面粗糙度Ra12.5，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。叉口30×10端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT9，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，叉口30×10端面表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mm叉口30×12端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT9，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，叉口30×12端面表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可滿足其精度要求。粗銑單邊余量Z=2.5mm半精銑單邊余量Z=0.5mmΦ22F8孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ22F8孔的表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ20，后再鉸Φ20孔至Φ22F8。Φ8H9端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT9，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=3.0mm，再由零件圖知，Φ8H9端面表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即粗銑方可滿足其精度要求Φ8H9孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ8H9孔的表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經鉆——鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ7.8，再鉸Φ7.8孔至Φ8H9。其他不加工表面，鑄造即可滿足其精度要求。3.5確定切削用量及基本工時工序20：銑Φ22F8孔右端面工步一：銑Φ22F8孔右端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序30：銑Φ22F8孔左端面工步一：銑Φ22F8孔左端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序40：鉆、鉸Φ22F8孔；倒角1×45工步一：鉆孔至Φ20選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）557r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：鉸Φ20孔至Φ22F8孔選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）724r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工步三：倒角1×45°工序50：粗銑叉口30×10兩端面工步一：粗銑叉口30×10兩端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序60：粗銑叉口30×12兩端面工步一：粗銑叉口30×12兩端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序70：銑Φ8H9端面工步一：銑Φ8H9端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?75當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序80：鉆、鉸Φ8H9孔工步一：鉆孔至Φ7.8選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）490r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：鉸Φ7.8孔至Φ8H9孔選用高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）717r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工序90：高頻淬火:表面硬度:HRC50-58，硬化層深度:1.2-2.5工序100：半精銑叉口30×10兩端面工步一：半精銑叉口30×10兩端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?37當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工序110：半精銑叉口30×12兩端面工步一：半精銑叉口30×12兩端面1、選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完，則2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X62型臥式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，則按機床標準選?。?37當＝600r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，則機動工時為工步二：倒角第4章專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計半精銑叉口30×10兩端面的夾具。4.1問題的提出本夾具主要用于半精銑叉口30×10兩端面，表面粗糙度Ra3.2，有一定的精度要求，故設計夾具時即考慮如何提高生產效率，也要注意產品質量。4.2定位基準的選擇選擇已加工好的Φ22F8孔和Φ22F8孔左端面、工件內環(huán)和左端面定位，所以相應的夾具上的定位元件應是心軸和調節(jié)支承及定位銷。因此進行定位元件的設計主要是對心軸和調節(jié)支承及定位銷，夾緊則是由心軸、螺母、快換墊圈和帶肩螺母等組成的夾緊機構來完成。Φ22F8孔和Φ22F8孔左端面與心軸相配合，限制四個自由度，即X軸轉動、X軸移動、Y軸移動和Z軸轉動。工件內環(huán)與兩個定位銷相配合，限制兩個自由度，即Z軸移動和Y軸轉動。左端面與調節(jié)支承相配合，起到一個浮動支承的作用，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。4.3定位誤差分析基準位移誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用表示。工件以Φ22F8孔和Φ22F8孔左端面、工件內環(huán)和左端面來定位，銑銑叉口30×10兩端，如果工件內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。但實際上，軸和工件內孔都有制造誤差，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，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算式中——基準位移誤差，mm——孔的最大直徑，mm——軸的最小直徑，mm=0.0225mm基準不重合誤差加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示?；鶞什恢睾险`差為=式中——基準不重合誤差，mm——工件的最大外圓面積直徑公差，mm=度要求。4.4切削力的計算與夾緊力分析查表4得切削力計算公式：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，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M10螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N==30900N由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。4.5定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。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方向具有正確的位置。根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示：圖3.3夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度a=12mm定向鍵的結構尺寸如下：表3.1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D18-0.013-0.0332083101018+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，其結構如下圖所示：圓莆對刀塊的規(guī)格及主要尺寸：塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示：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dC10-0.0140.54.6夾具設計及操作簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇由螺母、圓墊圈、心軸、快換墊圈和帶肩螺母組成夾緊機構夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。參考文獻1.鄒青主編機械制造技術基礎課程設計指導教程北京：機械工業(yè)出版社2004，82.趙志修主編機械制造工藝學北京：機械工業(yè)出版社1984，23.孫麗媛主編機械制造工藝及專用夾具設計指導北京：冶金工業(yè)出版社2002，124.李洪主編機械加工工藝手冊北京：北京出版社1990，125.鄧文英主編金屬工藝學北京：高等教育出版社20006.黃茂林主編機械原理重慶：重慶大學出版社2002，77.丘宣懷主編機械設計北京：高等教育出版社19978.儲凱許斌等主編機械工程材料重慶：重慶大學出版社1997，129.廖念釗主編互換性與技術測量北京：中國計量出版社2000，110.樂兌謙主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結束語通過這次的課程設計，我學到了許多新的知識，同時加深，對舊知識的理解.一、綜合素質的提高此次課程設計，本人將二年內學到的知識與教學中遇到的問題結合起來，能解決一些以前不能解決的問題，對《機械