撥叉831003銑平面夾具課程設(shè)計(jì)

1、一、緒論一、設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容 設(shè)計(jì)針對(duì)撥叉某工序的專用夾具。二、設(shè)計(jì)要求 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。三、設(shè)計(jì)目的 通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過

2、學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。二、零件的分析說明一、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 普通車床的主要組成結(jié)構(gòu)有:主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿、絲杠和床身八個(gè)。其中的進(jìn)給箱體，又被稱為走刀箱，進(jìn)給箱里而裝有車床的變速機(jī)構(gòu)，而撥叉就在就在這個(gè)變速機(jī)構(gòu)中，起到給主軸轉(zhuǎn)速換擋的作用。 二、加工工藝性撥叉零件是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對(duì)精度要求也很高。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求

3、，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。三、技術(shù)條件和技術(shù)要求一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。其加工有四組加工：內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲。（1）側(cè)面而需要最先加工的是因?yàn)樵诤竺娴墓ば蛑行?/p>

4、要一個(gè)好的定位面，粗糙度要求是 。（2）以為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽，槽數(shù)為6個(gè)，其粗糙度要求是底邊，側(cè)邊，內(nèi)孔粗糙度。（3）粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。（4）粗精銑18H11底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，槽底的表面粗糙度要求是。（5）鉆并攻絲2-M8，并保證兩螺紋孔中心距為50mm。三、毛坯的確定撥叉毛坯選擇金屬型澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。并且此零件為批量生產(chǎn)。撥叉的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是HT200，生產(chǎn)類型為中大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。1、毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求（1）撥叉為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工

5、藝有一定要求：、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖棱、尖角。、鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、型芯。并便于起模。、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。（2）設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到：、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。、便于裝夾、加工和檢查。、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，

6、增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。四、加工工序基準(zhǔn)的選擇一、粗基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)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(zhǔn)。例如

7、：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)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。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都

8、能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，選擇撥叉的后端面作為撥叉加工粗基準(zhǔn)。二、精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)選擇的原則（1）基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（3）互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面

9、，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，它的內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)

10、是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。五、工藝過程制定一、制定工藝路線對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉零件的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是：先加工后端面，預(yù)制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及M8螺紋孔。二、重點(diǎn)工序的說明（工序尺寸 、尺寸鏈）三、不同工藝過程方案的比較分析工序號(hào)方案方案工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)010前后端面底面和側(cè)面前后端面底面和側(cè)面020鉆預(yù)制孔底面和側(cè)面鉆預(yù)制孔底面和側(cè)面030粗、精銑上端面已加工預(yù)制孔和側(cè)面拉內(nèi)花鍵 25H7已加工預(yù)制孔和側(cè)面040粗、精銑18H11底槽已加工預(yù)制孔和側(cè)面粗、精

11、銑18H11底槽內(nèi)花鍵和側(cè)面050鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲已加工預(yù)制孔和側(cè)面粗、精銑上端面內(nèi)花鍵和側(cè)面060拉內(nèi)花鍵 25H7已加工預(yù)制孔和側(cè)面鉆2-M8、錐孔，通孔，攻絲內(nèi)花鍵和側(cè)面070去毛刺，清洗去毛刺，清洗080檢驗(yàn)檢驗(yàn)加工工藝路線方案的論證：方案、主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時(shí)，所選定位基準(zhǔn)不同，方案選用預(yù)制孔為主要定位基準(zhǔn)，方案選用花鍵作主要定位基準(zhǔn)，考慮到花鍵的加工精度最高，所以選擇第二種加工方案。由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：工序號(hào)工 種工作內(nèi)容說 明010鑄造金屬型澆鑄鑄件毛坯尺寸：長： 寬： 高： 預(yù)制孔、底槽不鑄出020熱

12、處理退火去應(yīng)力退火1銑削以前端面為基準(zhǔn)面 1，粗銑后端面（40*75端面）Ra=6.3 臥室銑床2鉆孔、擴(kuò)孔以已加工的左端面為基準(zhǔn)面 1，鉆孔20；2擴(kuò)孔至22立式鉆床3銑削以右端面為基準(zhǔn)面和孔22的軸線為基準(zhǔn)線 1，精銑后端面（40*75端面至80mm）Ra=3.2臥室銑床5拉花鍵1，以左端面和孔22為基準(zhǔn)，拉花鍵 25H7拉床6銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，粗銑溝槽 18H11； Ra=6.3um臥室銑床7銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，精銑溝槽18H11，(槽底R(shí)a=6.3um，槽內(nèi)側(cè)Ra=3.2um)臥室銑床8銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，粗銑上平面 Ra=6.3

13、立式銑床9銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，精銑上平面 Ra=3.2立式銑床10鉆孔、攻螺紋以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，鉆孔2*6 2，攻螺紋2*M8mm立式鉆床11鉆、鉸、錐銷孔以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，鉆鉸 錐銷孔立式鉆床12去毛刺鉗工臺(tái)13清洗清洗機(jī)14檢驗(yàn)檢驗(yàn)車間四、加工余量及公差確定（1）預(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計(jì)算加工預(yù)制孔時(shí)，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸，預(yù)制孔尺寸，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.70.8mm，取0.8mm，即預(yù)制孔加工到，一次拉削到設(shè)計(jì)要求，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1.12-11，得花鍵偏差為

14、（2）撥叉上端面的偏差及加工余量計(jì)算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。粗銑平面時(shí)厚度偏差取。精銑：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，其余量值規(guī)定為。鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè),鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表可得鑄件尺寸公差為毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：粗銑后最小尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為0.1mm。（3）18H11（）槽偏差及加工余量：鑄造時(shí)槽沒鑄出，參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，得粗銑其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工

15、余量為2.0mm，再由刀具選擇查表得可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。粗銑兩邊工序尺寸為：；粗銑后毛坯最大尺寸為：；粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm；粗銑槽底工序尺寸為：33mm；精銑兩邊工序尺寸為：，已達(dá)到其加工要求：。（4）、2-M8螺紋偏差及加工余量：由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可以查得：鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是查機(jī)械加工工藝手冊(cè)，確定工序尺寸及加工余量為：加工該組孔的工藝是：鉆攻絲鉆孔： 攻絲：攻2-M8螺紋孔。五、切削用量選擇工序1：鉆預(yù)制孔機(jī)床：輕型圓柱立式鉆床刀具：查實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預(yù)制孔到21.2mm，所以。進(jìn)給量：根據(jù)

16、機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-38，取切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有：，按照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-36，取所以實(shí)際切削速度：切削工時(shí) 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序2拉內(nèi)花鍵機(jī)床：臥式拉床L6120。刀具：查復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長度大于30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計(jì)見拉刀設(shè)計(jì)）。拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查機(jī)械加工工

17、藝手冊(cè)表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.1160.08，取。拉削工件長度：；拉刀長度：（見拉刀設(shè)計(jì)）；拉刀切出長度=510mm，取。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.5-20獲得），得機(jī)動(dòng)時(shí)間工序3粗、精銑18H11底槽機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（）刀具：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。（1）粗銑16槽銑削深度：每齒進(jìn)給量：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-75，得，取。銑削速度：查機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表30-33，得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表

18、3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)1次機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑18槽 切削深度：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表查得：進(jìn)給量,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-82得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間工序4：粗、精銑上端面機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床刀具：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為12齒。（1）、粗銑上端面銑削深度：每齒進(jìn)給量：查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-75，取。銑削速度：查實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表11-94，得，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =82mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）、精銑上端面 切削深度：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊(cè)表11-94查得切削速度機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照機(jī)械加