撥叉831003銑平面夾具課程設計

1、.一、緒論一、設計任務內(nèi)容設計針對撥叉 831003 某工序的專用夾具。二、設計要求機械制造工藝學課程設計，是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)； 在老師的指導下， 要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程， 并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設計打下良好基礎(chǔ)。三、設計目的通過課程設計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個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)學生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設

2、計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結(jié)構(gòu)設計的能力。3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。二、零件的分析說明一、零件的結(jié)構(gòu)特點普通車床的主要組成結(jié)構(gòu)有 :主軸箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿、絲杠和床身八個。 其中的進給箱體， 又被稱為走刀箱， 進給箱里而裝有車床的變速機構(gòu)，而撥叉就在就在這個變速機構(gòu)中，起到給主軸轉(zhuǎn)速換擋的作用。二、加工工藝性撥叉 813003 零件是一個很重要的零件， 因為其零件尺寸比較小， 結(jié)構(gòu)形狀較復雜，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， 對精度要求也很

3、高。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求， 上端面與花鍵孔軸線有.平行度要求。 因為其尺寸精度、 幾何形狀精度和相互位置精度， 以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量， 進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)要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，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， 同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關(guān)的， 又是相輔相成的。 設計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計的要求。其加工有四組加工：25 H 7 內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑 18H1

4、1 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為在后面的工序中需要一個好的定位面，粗糙度要求是 Ra 6.3。（ 2）以 22 H 12 為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽25H 7 ，槽數(shù)為 6 個，其粗糙度要求是底邊 Ra 1.6 ，側(cè)邊 Ra 3.2 ， 22 H 12 內(nèi)孔粗糙度 Ra6.3 。（ 3）粗精銑上端面，表面粗糙度要求為 Ra 3.2 。（ 4）粗精銑 18H11 底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊Ra 3.2 ，槽底的表面粗糙度要求是 Ra6.3。（ 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， 因為生

5、產(chǎn)率很高， 所以可以免去每次造型。 單邊余量一般在 1 3mm ，結(jié)構(gòu)細密，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，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：、鑄件的壁厚應合適、均勻，不得有突然變化。、鑄造圓角要適當，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。、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。（ 2）設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到：、各加工

6、面的幾何形狀應盡量簡單。、工藝基準以設計基準相一致。、便于裝夾、加工和檢查。、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時， 要考慮經(jīng)濟性。 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，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，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，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。四、加工工序基準的選擇一、粗基準選擇粗基準時， 考慮的重點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

7、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(guān)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。（

8、 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(jīng)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。要從保證孔與孔、 孔與平面、平面與平面之間的位置， 能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 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。二、精基準精基準選擇的原則（ 1）基準重合原則。 即盡可能選擇設計基準作為定位基準。 這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。（ 2）基準統(tǒng)一原則， 應盡可能選

9、用統(tǒng)一的定位基準。 基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度， 避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差， 并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。 例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。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）互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則。 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。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面

10、找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。 尺寸較大的表面為精基準， 以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、 孔與平面、 平面與平面之間的位置， 能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。 從撥叉零件圖分析可知， 它的 25H 7 內(nèi)花鍵槽，適于作精基準使用。選擇精基準的原則時， 考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。五、工藝過程制定一、制定工藝路線對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉 813003 零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。 具體安排是： 先

11、加工后端面， 預制孔，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方案方案工序內(nèi)容定位基準工序內(nèi)容定位基準010前后端面底面和側(cè)面前后端面底面和側(cè)面020鉆預制孔底面和側(cè)面鉆預制孔底面和側(cè)面030粗、精銑上端已加工預制孔拉內(nèi)花鍵已加工預制孔面和側(cè)面25H7和側(cè)面040粗、精銑 18H11已加工預制孔粗、精銑 18H11內(nèi)花鍵和側(cè)面底槽和側(cè)面底槽050鉆 2-M8、錐孔， 已加工預制孔粗、精銑上端內(nèi)花鍵和側(cè)面通孔，攻絲和側(cè)面面060拉內(nèi)花鍵已加工預制孔鉆 2-M8、錐孔， 內(nèi)花鍵和側(cè)面25H7

12、和側(cè)面通孔，攻絲070去毛刺，清洗去毛刺，清洗080檢驗檢驗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，所選定位基準不同，方案選用預制孔為主要定位基準，方案選用花鍵作主要定位基準，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)濟的加工工藝路線方案。 具體的工藝過程如下表：工序號工 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：預制孔、底槽不鑄出020熱處理退火去應力退火1以前端面為基準面1 ，粗銑后端面（40*75 端面）銑削臥室銑床Ra=6.32以已加工的左端面為基準面1 ，鉆孔 ?20 ；2 擴孔至鉆孔、擴孔立式鉆

13、床?22.3銑削以右端面為基準面和孔?22 的軸線為基準線1 ，精臥室銑床銑后端面（ 40*75 端面至 80mm） Ra=3.25拉花鍵1，以左端面和孔?22為基準，拉花鍵?拉床25H76銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，粗銑溝槽臥室銑床18H11； Ra=6.3um7銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，精銑溝槽臥室銑床18H11， ( 槽底 Ra=6.3um，槽內(nèi)側(cè)Ra=3.2um)8銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，粗銑上平面立式銑床Ra=6.39銑削以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，精銑上平面立式銑床Ra=3.2?以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，鉆孔 2*，10鉆孔、攻螺紋6 2立式

14、鉆床攻螺紋 2*M8mm11鉆、鉸、錐銷以花鍵孔的軸線和左端面為基準1，鉆鉸 錐銷孔立式鉆床孔12去毛刺鉗工臺13清洗清洗機14檢驗檢驗車間四、加工余量及公差確定（ 1）預制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計算加工預制孔時， 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 25H 7mm ，預制孔尺寸22H 12mm ，查機械加工工藝手冊表 2.3-54，得花鍵拉削余量為 0.70.8mm，取 0.8mm，即預制孔加工到21.2mm ，一次拉削到設計要求，查機械加工工藝手冊表1.12-11，得花鍵偏差為 00.045 mm（ 2）撥叉上端面的偏差及加工余量計算根據(jù)工序要求，其加工分粗、精

15、銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照機械加工工藝手冊。其余量值規(guī)定為 2.7 3.4mm ，現(xiàn)取 3.0mm。粗銑平面時厚度偏差取0.28mm。精銑：參照機械加工工藝手冊 ，其余量值規(guī)定為 1mm 。鑄造毛坯的基本尺寸為72 3.0 1 76mm。根據(jù)機械加工工藝手冊 ,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表可得鑄件尺寸公差為 1.1mm。毛坯的名義尺寸為： 723.0176mm。毛坯最小尺寸為： 76 0.55 75.45mm毛坯最大尺寸為： 76 0.55 76.55mm粗銑后最大尺寸為： 72173mm粗銑后最小尺寸為： 73 0.28 72.72mm精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸7

16、2mm，表面與花鍵軸的平行度公差為 0.1mm。0.018（ 3）18H11（ 180）槽偏差及加工余量：.鑄造時槽沒鑄出，參照機械加工工藝手冊 ，得粗銑其槽邊雙邊機加工余量 2Z=2.0mm，槽深機加工余量為 2.0mm，再由刀具選擇查表得可得其極限偏差：0.1100.013粗加工為 0，精加工為 0。粗銑兩邊工序尺寸為： 18216mm ；粗銑后毛坯最大尺寸為： 160.11 16.11mm；粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm；粗銑槽底工序尺寸為： 33mm；0.013 0.018 18 18由機械加工工藝手冊可以查得：鉆孔的精度等級：IT12 ，表面粗糙度 Ra12.5um ，尺寸

17、偏差是 0.15mm查機械加工工藝手冊 ，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：6.7 mm攻絲：攻 2-M8 螺紋孔。五、切削用量選擇工序 1：鉆預制孔機床：輕型圓柱立式鉆床(ZQ5035)刀具：查實用機械加工工藝手冊表 10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預制孔到 21.2mm，所以 d 21.2mm 。進給量 f：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4-38，取 f0.5mm/ r切削速度 V ：參照機械加工工藝手冊表2.4-41，取 V0.45m/ s機床主軸轉(zhuǎn)速 n ，有：1000v10000.4560405.6r / min ，nd3.1421.2按照機械加工工藝手冊表3

18、.1-36，取 n475r / min所以實際切削速度 v ： vdn3.14 21.2475100010000.52m / s60切削工時被切削層長度 l ： l80mm刀具切入長度 l1 ：l1d(1 2)21.25.9mm 6mmctgkr2ctg120 12刀具切出長度 l2： l21 4mm取 l23mm走刀次數(shù)為 1L8063機動時間 t j 2 ： t j 20.50.37 minfn475工序 2拉內(nèi)花鍵25H 7機床：臥式拉床 L6120。刀具：查復雜刀具設計手冊表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第.三型號，該刀具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數(shù)不小于5。材料：

19、W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采用40Cr 材料（具體刀具設計見拉刀設計） 。拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致， 拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削的進給量即為單面的齒升量。 查機械加工工藝手冊 表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 v =0.1160.08mm s ，取 v0.10 mm s 。拉削工件長度 l ： l80mm ；拉刀長度 l1 ： l1753mm （見拉刀設計）；拉刀切出長度 l2 =510mm，取 l210mm 。走刀次數(shù)一次。根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式 （計算公式由機械加工工藝手冊 表 2.5-20 獲得），得機動時間 t jl l1 l280 7531

20、00.14mint j1000s 8.43s1000v0.1工序 3粗、精銑 18H11 底槽機床：立式升降臺銑床（X 52K）21-5 選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀具：根據(jù)實用機械加工工藝師手冊表刀。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 a p ： ap33mm每齒進給量 a f：查機械加工工藝手冊 表 2.4-75，得 af0.2 0.3mm/ z ，取 a f 0.2mm/ z 。銑削速度 V ：查機械加工工藝師手冊表30-33，得 V14 mmin機床主軸轉(zhuǎn)速 n ：1000V10001427.9 r / m

21、inn3.14160D查機械加工工藝手冊表 3.1-74 取 n30r / min實際切削速度 v ： vDn3.14160300.25m / s1000601000進給量 V f ： Vfa f Zn0.22430/ 602.4mm / s工作臺每分進給量fm ： fmVf2.4mm / s144mm/ min被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 l40mm刀具切入長度 l1 ：l1 0.5D(1 2)=81mm刀具切出長度 l2 ：取 l 22mm走刀次數(shù) 1 次機動時間 t j1 ： t j1l l1 l 2408120.85minfm144（ 2）精銑 18 槽切削深度 a p ： ap

22、35mm根據(jù)機械加工工藝手冊表2.476 查得：進給量 af0.05mm / z , 查機.械加工工藝手冊表 2.4-82得切削速度 V23m / min ，機床主軸轉(zhuǎn)速 n ：1000V10002345.8 r / min ，n3.14160d查機械加工工藝手冊表 3.1-74 取 n47.5r / min實際切削速度 v ： vDn3.14160 47.50.40m / s1000100060進給量 V f ： Vfa fZn0.052447.5 / 600.95mm / s工作臺每分進給量 fm ：fmVf0.18mm/ s 57mm / min被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 l40

23、mm ，刀具切入長度 l1 ：l1 0.5D(1 2)=81mm刀具切出長度 l2 ：取 l 22mm走刀次數(shù)為 1ll1l 240812機動時間 t j1 ： t j1fm571.52min本工序機動時間 t jt j1t j 20.851.52 2.37 min工序 4：粗、精銑上端面機床：立式升降臺銑床X 5012刀具：根據(jù)實用機械加工工藝手冊表 10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規(guī)格為： D 160mm, d40mm, L32mm ，齒數(shù)為 12 齒。（ 1）、粗銑上端面銑削深度 a p ： ap3mm每齒進給量 a f：查機械加工工藝手冊 表 2.4-75， af 0.15 0

24、.25 mm，z取 a f0.20 mm 。z銑削速度 V ：查實用機械加工工藝師手冊表 11-94，得V 15 20 m0.25 0.33 m，取 V0.3mminss機床主軸轉(zhuǎn)速 n ：1000V10000.360n3.1416035.83r / minD3.1-74 取 n37.5r / min查機械加工工藝手冊表實際切削速度 v ： vDn3.14 160 37.50.31m / s進給量 V f ： Vf1000100060a f Zn0.21237.5 / 60 1.5mm / s工作臺每分進給量fm ：fmVf1.5mm / s90mm / min被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可

25、知 l80mm刀具切入長度 l1 ：l10.5D(1 2)=82mm.刀具切出長度 l2 ：取 l 22mm走刀次數(shù)為 1l l1l 280822機動時間 t j1 ： t j1fm901.82min（ 2）、精銑上端面切削深度 a p ： ap1mm根據(jù)實用機械加工工藝師冊表11-91 查得：每齒進給量af 0.01 0.02mm / z , 取 a f0.02mm/ z ，根據(jù)實用機械加工工藝師冊表11-94查得切削速度 V 18m / min機床主軸轉(zhuǎn)速 n ：1000V10001833.1r / min ，n3.14160d3.1-74 取 n37.5r / min按照機械加工工藝手冊

26、表實際切削速度 v ： vDn3.14160 37.50.31m / s進給量 V f ： Vf1000100060a f Zn0.021237.5 / 60 1.5mm / s工作臺每分進給量fm ：fmVf1.39mm / s83.6mm/ min被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 l20mm ，刀具切入長度 l1 ：l1 0.5D (1 2)=81mm刀具切出長度 l2 ：取 l 22mm走刀次數(shù)為 1ll1l機動時間 t j1 ： t j1fm本工序機動時間 t jt j1t工序 5：鉆 M 8 孔并攻絲2j 22081283.61.23min1.821.23 3.05min機床：搖臂鉆床Z 3025刀具：根據(jù)參照機械加工工藝手冊表4.3-9 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。（ 1）、鉆孔6.7鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到6.7mm 再攻絲，所以D 6.7mm 。鉆削深度 a p ： ap9.5mm進給量 f ：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4-38，取 f0.33mm / r切削速度 V ：參照機械加工工藝手冊表2.4-41，取 V0.41m / s機床主軸轉(zhuǎn)速 n ，有：1000v10000.41601169.31r /