撥叉-1零件加工工藝及銑撥叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)

1、提供各專業(yè)全套設(shè)計(jì)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書題目：撥叉-1零件機(jī)械加工工藝規(guī)程銑撥叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)系 名 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 2014年 9月10 日摘 要機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是以切削理論為基礎(chǔ)、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機(jī)械制造技術(shù)基本設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程；是綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實(shí)際工程問題的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)；是對學(xué)生運(yùn)用所掌握的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”知識及相關(guān)知識的一次全面應(yīng)用訓(xùn)練。全套圖紙UG三維，加本次我的課程設(shè)計(jì)題目是銑撥叉口面夾具設(shè)計(jì)，我會根據(jù)零件分析，鑄造零件、加工工藝、

2、以及工序設(shè)計(jì)，夾具設(shè)計(jì)方面完成我的題目。首先鑄造毛坯，根據(jù)輔導(dǎo)資料，確定加工余量。我組要加工的撥叉是一種形狀不規(guī)則，輪廓較復(fù)雜的零件；首先我們根據(jù)要加工表面及其確定各表面的加工方法，然后確定粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)；最后確定個(gè)加工表面的加工順序。由于沒有標(biāo)準(zhǔn)夾具能適用于本撥叉，所以我針對我個(gè)人要完成的工序設(shè)計(jì)專用夾具；首先找出零件的定位點(diǎn)，我選擇用心軸貫穿撥叉頭孔，對其4點(diǎn)定位，用心軸軸肩對撥叉頭端面1點(diǎn)定位，再通過圓柱擋銷對撥叉腳1點(diǎn)定位，6點(diǎn)完全定位。設(shè)計(jì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)，用移動壓板壓緊撥叉腳，用六角螺母及開口墊片壓緊撥叉頭右端面。在設(shè)計(jì)過程中，要求學(xué)生應(yīng)做到：1能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本

3、理論以及在生產(chǎn)實(shí)踐中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個(gè)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(zhì)量。2提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生通過夾具設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，應(yīng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3學(xué)會使用手冊、圖表及數(shù)據(jù)庫資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運(yùn)用。關(guān)鍵詞：撥叉；基準(zhǔn)；定位；夾緊機(jī)構(gòu)。目 錄第一章零件分析及工藝規(guī)劃11.1 零件圖11.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)21.3 零件毛坯與生產(chǎn)綱領(lǐng)21.4 零件各加工表面及技術(shù)要求21.5定位基準(zhǔn)的選擇31.6擬定機(jī)械加工工藝路線3第二章工序設(shè)計(jì)42.1毛

4、坯的確定及尺寸公差42.2撥叉總余量的確定42.3機(jī)床及刀具的選擇42.4工序參數(shù)的計(jì)算4第三章夾具設(shè)計(jì)63.1設(shè)計(jì)專用夾具零件裝配圖63.2 定位方式的選擇73.3 夾緊裝置73.4 對刀裝置83.5 夾具體83.6 切削力和夾緊力的計(jì)算8第四章校正說明10第五章設(shè)計(jì)總結(jié)11參考文獻(xiàn)13附錄14第一章 零件分析及工藝規(guī)劃1.1 零件圖圖1-1二維圖圖1-2三維圖1.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該零件是以15H8孔套在軸上，并用銷釘經(jīng)H12孔與軸定位的，撥叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的槽中，變速操縱機(jī)構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑動，撥叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑移，就可實(shí)現(xiàn)變速箱的變速功能，從

5、而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的變速。撥叉的主要工作表面為操縱槽及撥叉兩端面。主要配合面為15H8孔、5H12孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)而50H12。該零件屬特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于撥叉在工作時(shí)有一定的強(qiáng)度、剛度和韌度。外形不規(guī)則，剛性較差易變形。1.3 零件毛坯與生產(chǎn)綱領(lǐng)零件材料為QT400-18，大批生產(chǎn)，撥叉的輪廓尺寸不大，且有較多不需要切削加工的表面，所以毛坯選用金屬模砂型機(jī)器制造型鑄造成形。查表的總體毛坯余量為單邊1.4mm。1.4 零件各加工表面及技術(shù)要求序號加工表面基本尺寸（mm）公差等級（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）加工方法1撥叉頭左右端面36未注公差6.3粗銑215H8孔

6、15IT8+0.02701.6鉆粗鉸精鉸3撥叉腳兩端面7IT11-0.15-0.250.13.2粗銑半精銑4撥叉腳內(nèi)側(cè)面50IT12+0.2503.2粗銑半精銑5操縱槽13IT12+0.203.2粗銑半精銑66H12孔6IT12+0.1200.26.3鉆擴(kuò)表1-1各加工表面及技術(shù)要求1.5定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則,以撥叉頭的外圓及端面為粗基準(zhǔn)，以15H8孔及其端面為精基準(zhǔn)。1.6擬定機(jī)械加工工藝路線根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度，參考機(jī)械加工工藝手冊，得到各表面的加工方案，根據(jù)加工順序的安排原則，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序號內(nèi)容設(shè)備工序號內(nèi)容設(shè)備10

7、粗銑撥叉頭右端面銑床60粗銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面銑床20粗銑撥叉頭左端面銑床70半精銑銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面銑床30鉆，粗鉸，精鉸15H8孔鉆床80粗銑操縱槽銑床40粗銑撥叉腳左右端面銑床90半精銑操縱槽銑床50半精銑銑撥叉腳左右端面銑床100鉆，擴(kuò)6H12孔鉆床第二章 工序設(shè)計(jì)2.1毛坯的確定及尺寸公差毛坯材料QT40018，為球墨鑄鐵，零件批量生產(chǎn)。查表毛坯鑄件公差等級812級，選擇8級，對應(yīng)尺寸公差1mm。2.2撥叉總余量的確定因?yàn)閾懿?最大尺寸位于63mm100mm范圍內(nèi)，且球墨鑄鐵機(jī)器造型加工余量等級為EG，選擇G。查表得總加工余量為1.4mm。2.3機(jī)床及刀具的選擇根據(jù)毛坯最大尺寸（70X90）且

8、本身工序所需經(jīng)濟(jì)精度等級IT12，選用臥式萬能銑床X61，功率4kw，根據(jù)所銑面，選用高速鋼鑲齒三面刃面銑刀，參數(shù)d=80,z=10。2.4工序參數(shù)的計(jì)算2.4.1 背吃刀量的確定根據(jù)尺寸鏈計(jì)算及查表得半精銑加工余量為0.7mm，且總加工余量為1.4mm，所以粗加工余量為0.7mm。2.4.2 進(jìn)給量的選擇根據(jù)加工方法和機(jī)床選擇以及刀具參數(shù)，查表選擇進(jìn)給量f=0.2mm/z，對應(yīng)初估速度40mm/min。2.4.3 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速因?yàn)?v初估值為40mm/min,d=80mm,所以求得n=159.15r/mm。根據(jù)所選機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，查表得n=160r/mm。2.4.4 銑削速度的計(jì)算根據(jù)上面公式

9、及所求標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，求出該工序?qū)嶋H銑削速度v=40.21m/min。2.4.5 時(shí)間定額根據(jù) , 查表得l=22mm，l2取3mm，ae=14mm，d=80mm。又根據(jù)公式算得F=320mm/min。所以最后算得tj=8.15s。因?yàn)閠f選取等于0.2倍的tj,故tf=1.63s，可知作業(yè)時(shí)間為tj+tf=9.78s。且tb和tx分別取0.04(tj+tf),0.07(tj+tf)，求得tx+tb=1.07s。一次同時(shí)銑叉口兩個(gè)端面，故t =10.85s。第三章 夾具設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)專用夾具零件裝配圖圖3-1二維正視裝配圖圖3-2二維俯視裝配圖圖3-3三維左視圖3.2 定位方式的選擇本工序是工序4，

10、粗銑撥叉口兩端面；工件以撥叉頭左端面1點(diǎn)定位，15內(nèi)孔4點(diǎn)定位，以及兩撥叉腳1點(diǎn)定位，限制6個(gè)自由度，完全定位。3.3 夾緊裝置根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運(yùn)用手動壓緊即可滿足要求，如圖所示，撥叉口采用標(biāo)準(zhǔn)移動壓板以六角螺栓緊固；撥叉頭以定位心軸定位，以六角螺母外加開口墊圈進(jìn)行緊固。3.4 對刀裝置采用標(biāo)準(zhǔn)直角對刀塊，GB/T699-1999;通過對刀塊，實(shí)現(xiàn)銑削前的對刀。3.5 夾具體夾具體屬于一體鑄造，其作用將各定位夾緊元件有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)定位、夾緊、導(dǎo)向的作用。3.6 切削力和夾緊力的計(jì)算刀具：高速鋼三面刃面銑刀 do=80mm z=10切削用量:銑削力計(jì)算：由經(jīng)驗(yàn)公式：查表 9.48 得其

11、中：修正系數(shù) z=10代入上式，可得 F=370.6N 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為工件自重可知，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。第四章 校正說明楊勤標(biāo)同學(xué)設(shè)計(jì)題目是銑操縱槽夾具設(shè)計(jì)；我對其夾具設(shè)計(jì)校正指出以下不當(dāng)之處。1.直角對刀塊有干擾加工面。2.部分標(biāo)注不合理。3.技術(shù)要求字體不符合標(biāo)準(zhǔn)。4.剖面線線型過粗。 校正人：第五章 設(shè)計(jì)總結(jié)說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累然而，當(dāng)我一

12、著手整理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這三周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消這三周的時(shí)間大致的安排是第一周做選定題目、背景調(diào)查、需求分析和概念設(shè)計(jì)，這個(gè)過程中我們在網(wǎng)上收集資料，選定方向，提出初步的方案，經(jīng)過幾次不斷地反復(fù)修改和討論，我們基本確定了題目和實(shí)現(xiàn)原理。第二周的任務(wù)就著重在詳細(xì)設(shè)計(jì)。這個(gè)階段我們分工明確，有條不紊，我想這是我最充實(shí)的幾天，經(jīng)過概念設(shè)計(jì)后我們對方案都認(rèn)為有深刻的了解，可是真正落實(shí)到細(xì)節(jié)，我們低估了它的困難性，每一個(gè)零件的尺寸、定位都需要確定，從來沒有體會到裝配原來也這么的有技術(shù)含量，我們使用的機(jī)構(gòu)類型比較多，這促使我對機(jī)械原理的理論知識有了新的理解，只有自己親手設(shè)

13、計(jì)東西才知道這其中的緣由，所以也真正認(rèn)識到學(xué)好機(jī)械課程的重要性。我收獲的另外一點(diǎn)或許是我對設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識，對CAD的認(rèn)識，之前學(xué)過一些CAD軟件，也跟老師做過一些建模和軟件測試的項(xiàng)目，而真正這么完整的自己用CAD軟件細(xì)致的表達(dá)出自己的設(shè)計(jì)思想還是第一次，CAD畫圖，最重要的是什么？對這個(gè)問題，每個(gè)人都有可能理解不同，但在我看來，最重要的是時(shí)時(shí)刻刻記住自己使用CAD畫圖的目的是什么。 我們進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，不管是什么專業(yè)、什么階段，三維的或者二維的實(shí)際上都是要將某些設(shè)計(jì)思想或者是設(shè)計(jì)內(nèi)容，表達(dá)、反映到設(shè)計(jì)文件上。而圖，就是一種直觀、準(zhǔn)確、醒目、 易于交流的表達(dá)形式。所以我們完成的東西（不管是最終完成

14、的設(shè)計(jì)文件，還是作為條件提交給其他專業(yè)的過程文件，一定需要能夠很好的幫助我們表達(dá)自己的設(shè)計(jì) 思想、設(shè)計(jì)內(nèi)容。 有了這個(gè)前提，我們就應(yīng)該明白，好的計(jì)算機(jī)建模應(yīng)該具有以下兩個(gè)特征：清晰、準(zhǔn)確。對要方案進(jìn)行分解，定義出各個(gè)模塊和機(jī)構(gòu)，而將其中未解決的問題作為一個(gè)子任務(wù)放到下一層次中去解決。這樣逐層、逐個(gè)地進(jìn)行定義、設(shè)計(jì)和調(diào)試。 按自頂向下的方法設(shè)計(jì)時(shí),我們首先要對所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要有一個(gè)全面的理解.然后從頂層開始,也就是從裝配體開始連續(xù)地逐層向下分解,分解到到子裝配，最終到每一個(gè)零件的參數(shù)和定位以及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇.這樣設(shè)計(jì)速度明顯會加快（這也是我們能這么短時(shí)間內(nèi)完成建模的一個(gè)重要原因），而且各個(gè)模塊之間相

15、互獨(dú)立，耦合性低，最終也不回出現(xiàn)各個(gè)模塊之間運(yùn)動矛盾或者干涉等問題出現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。課程設(shè)計(jì)是本科畢業(yè)前的非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會，通過本次設(shè)計(jì)，對撥叉的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)分析，對工藝和夾具、刀具設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步認(rèn)識，從書上的理論知識轉(zhuǎn)換到實(shí)際運(yùn)用，是一個(gè)漫長而艱苦的過程，在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多自己不能獨(dú)立解決的問題，在老師的指導(dǎo)下，問題得以一一解決。三周的設(shè)計(jì)讓我們學(xué)到了

16、很多東西，這次設(shè)計(jì)可以說是三年的課程學(xué)習(xí)所掌握的所有機(jī)械工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識的融會貫通。零件的工藝分析是整個(gè)設(shè)計(jì)的前提，一個(gè)好的工藝過程應(yīng)考慮加工工藝裝備等，如工序的合理性、工人的勞動強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)夾具時(shí)綜合分析夾具發(fā)展現(xiàn)狀，即高精、高效、經(jīng)濟(jì)。雖然在設(shè)計(jì)中由于自身的水平所限，設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，但是，最重要的是我們得到了鍛煉，為畢業(yè)設(shè)計(jì)積累了不少經(jīng)驗(yàn)，這也是最大的收獲。參考文獻(xiàn)1 鄒青主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20042 張世昌，李旦，高航主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M，北京：高等教育出版社，20073 劉長青主編，機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，武漢：華中科

17、技大學(xué)出版社，2007 4 崇凱主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20065 王啟平主編，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20056 徐海枝主編，機(jī)械加工工藝編制M，北京：北京理工大學(xué)出版社，20097 李洪主編，機(jī)械加工藝手冊M,北京：北京出版社，1990附錄附錄一 機(jī)械加工工藝過程卡附錄二 機(jī)械加工工序卡附錄三 夾具體裝配圖設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：撥叉-1零件批量生產(chǎn)機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)及銑撥叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：1制定 撥叉 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝過程卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；2對所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；3確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；4確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求；5對兩道工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制機(jī)械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量，計(jì)算時(shí)間定額；6