機械制造技術課程設計-撥叉機械加工工藝及銑側面夾具設計撥動叉

撥叉加工工藝及銑側面87工序夾具設計題目：撥叉加工工藝及銑側面87工序夾具設計學院（系）：專業(yè)：學生姓名：學號：指導教師：評閱教師：完成日期：摘要隨著機電一體化、自動化、人工智能化的大大發(fā)展，機械加工的應用也是千變?nèi)f化，工藝制造的技術也隨之改變，本次的課題就是針對指定的某零件對其進行工藝的設計，通過對基本的零件的工藝設計來熟悉某個零件從毛坯制造到最終完成所需要經(jīng)歷的過程，在此熟悉機械加工工藝制造學的基本知識，并也熟悉目前機械制造中常見的數(shù)控加工等應用。本次對零件進行零件圖上的分析，包括各表面的加工精度要求，確定好基本的零件的表面精度后，我們來分析具體該如何加工這些表面，然后確定好基本的加工尺寸還有毛坯的余量尺寸等。確保合理性，形成過程流程，形成過程卡和工序卡，以及處理每個工序的加工參數(shù)。然后選擇其中的兩個主要的工序作為本次的工裝夾具的設計任務，從部件的位置，夾具的分析，確定夾具的基本方案，繪制夾具的裝配圖，夾具的零部件圖。進行切削力和夾緊力的計算等，最后完成設計說明書。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。全套圖紙加V信153893706或扣3346389411Designofjigforforkdialingprocess,holedrillingprocessofM22andmillingside87processABSTRCTWiththegreatdevelopmentofmechatronics,automationandartificialintelligence,theapplicationofmechanicalprocessingisalsochangingrapidly,andthetechnologyofprocessmanufacturingisalsochanging.Thistopicistodesigntheprocessforaspecifiedpart.Throughtheprocessdesignofbasicparts,wecangetfamiliarwiththeprocessdesignofapartfromtheblank.Theprocessofmanufacturingtothefinalcompletionneedstogothrough,inthisfamiliarwiththebasicknowledgeofmechanicalprocessingtechnologymanufacturing,andfamiliarwiththecurrentmachinerymanufacturingcommonCNCprocessingapplications.Thistime,thepartsareanalyzedonthepartdrawings,includingtheprocessingaccuracyrequirementsofeachsurface,afterdeterminingthebasicsurfaceaccuracyoftheparts,wewillanalyzehowtoprocessthesesurfaces,andthendeterminethebasicprocessingsizeandthesparesizeoftheblank,anddrawthepartdrawingsandtheblankdrawings.Determinereasonable,Aftertheprocessflow,theprocesscardandprocesscardareformulated,andtheprocessingparametersofeachprocessarecalculated.Thentwomainprocessesareselectedasthedesigntaskofthefixture.Startingfromthepositioningandclampingoftheparts,thebasicschemeofthefixtureisdetermined,theassemblydrawingofthefixtureandthepartdrawingofthefixturearedrawn,andthecalculationofthecuttingforceandclampingforceiscarriedout.Finally,thedesigninstructionsarecompleted.Keywords:Thecraft,theworkingprocedure,thecuttingspecifications,clamp,thelocalization,theerror.目錄摘要 2Designofjigforforkdialingprocess,holedrillingprocessofM22andmillingside87process 3ABSTRCT 3引言 41撥叉零件分析 51.1撥叉零件分析 51.2零件的工藝分析 61.3零件的生產(chǎn)綱領 72工藝過程設計 72.1確定毛坯 72.2機械加工余量的的確定 82.3毛坯尺寸的確定 92.4基準的選擇 92.5制定工藝路線 102.6確定切削用量及基本工時 113銑夾具設計 153.1問題的提出 153.2夾緊方案的設計 163.3切削力及夾緊力計算 163.4對刀塊的設計 173.5夾具體的設計 17總結 18致謝 19參考文獻 20引言金屬切削加工有三大要素：機床、刀具、夾具。它有效地結合了加工工藝的必要特性，充分發(fā)揮機械效率，保證加工質(zhì)量，是加工過程的最佳任務。夾具在工藝的實現(xiàn)中經(jīng)常又占有重要的一節(jié)。作為世界工廠的我國，在機械加工領域占據(jù)著不可或缺的角色，我們大量購買德國等工業(yè)發(fā)達國家的先進機床設備，擁有了許多先進機床，然而這些機床的使用率并不令人樂觀，事實上我國現(xiàn)有的大量高檔機床設備的使用效率沒有能夠真正得到發(fā)揮。事實上人們長期形成的“重設備輕工藝”的觀念并沒有在根本上轉變，而且“設備先進工藝落后”還大大制約了我國在機械加工層次面的提升，進來影響我國成為“制造大國”市場中的競爭力。前提是提升工藝上的水平，才能進一步的增強加工能力與勞動中的生產(chǎn)率、減少生產(chǎn)的成本，這也是目前呈現(xiàn)在我們眼前的最重要也是最急迫的任務之一。之所以德國的機械加工上的水平一直都在世界之顛，正是因為他不僅擁有世界一流的機床制造企業(yè)和刀具制造企業(yè)，同時也擁有一流的工裝夾具制造企業(yè)。在德國，從設備制造商那里就開始就非常重視工藝方案的解決、重視高效夾具的應用。而很多著名機床廠的優(yōu)秀工程師們自我要求，第一步是成為一位較好的工藝型專家，緊接的才是機床上的設計方面和制造方面的工藝專家。機床廠根據(jù)各種不同的客戶所提出具體問題并與夾具廠和刀具廠進行詳細的討論，同時制定出一套性價比較高的工藝方案進行加工與生產(chǎn)。許多新奇的工裝夾具在這些工藝優(yōu)化的過程中應運而生。這次的設計方針主要是就小型的撥叉上的常規(guī)性機械上加工過程工藝及所明確的工序應該專用的夾具設計。在這設計中將運用氣動夾緊，以便進行操作，反應迅速。1撥叉零件分析1.1撥叉零件分析撥叉在眾多部件中是重要的部件之一，這個部件的大小比其他的部件小，所以在構造和形狀復雜的情況下，加工孔和底面的精度也比其他部件高。此外還有小頭孔端要求加工，對精度上的要求也很高。圖1.1撥叉該零件屬撥叉類零件，本零件是主要是由端面和孔等結構組成。為鑄造毛坯，從零件圖上可以看出零件上各部分粗糙度要求都比較低，因為零件最高的粗糙度只是僅僅是Ra1.6，由此可知，設計中所需的精加工就可滿足設計。1.2零件的工藝分析此次流程分析的目的是:元件結構的外形與尺寸，表面粗糙度，材料與熱處理等技術所要求的合理性，加工與組裝方便;通過對撥叉組件的工程分析，可以更深刻地理解對這個部件的要求。最后編制出零件的工藝文件。撥叉的工藝有兩組組加工面的分別為：1：以小頭孔端與87mm側面為基準面為其的所用的加工面，包括粗銑Φ46的左右端面加一個鉆擴鉸Φ25的孔。2：以Φ25的孔和一端面為基準的加工面，這個主要是銑頂端面，銑側面87×41.5，粗精銑R40的端面（兩側），銑R29的圓弧面(數(shù)銑)，銑切斷面，鉆M22×1.5的螺紋孔，攻絲，銑寬11.5的槽。1.3零件的生產(chǎn)綱領在這里我選擇“撥叉”零件材料是HT200，在我查閱書籍了解下知道這種材料擁有高于其他零件的強度，韌性還有耐磨性，可以在制造一些復雜的零件上運用，在加上它的綜合力學性能較好的零件。在企業(yè)計劃時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量及年產(chǎn)計劃這說的是綱領。機器零部件生產(chǎn)綱領包括計劃期間內(nèi)的生產(chǎn)量，包含一定的備用品率和平均廢品率。查閱《機械制造工藝學》書籍后可以從中得出，式中—機器零件的生產(chǎn)綱領；—機器產(chǎn)品在計劃時間中的產(chǎn)量；—每臺機器產(chǎn)品中該零件的數(shù)量；—備品率；—平均廢品率。在小型變速器的年產(chǎn)量為15000件的大前提下，備品率：3%，廢品率：2%。故變速箱生產(chǎn)綱領為=15000×1（1+3%+2%）=15750（件）因此可認定生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。鑄造精度CT8，表6-90，P516；鑄造斜度3°，表6-79，P510；未注明圓角半徑R3。2工藝過程設計2.1確定毛坯確定毛坯的制造樣式，包括選擇它們的類型和制造方法。在經(jīng)過嚴密的思考下考慮一切可能性發(fā)生的,還要充分的利用可以利用的新技術和新材料。就現(xiàn)在而言，新工藝、新技術和新材料的毛坯制造業(yè)正在迅速發(fā)展。在應用鑄造、鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料機械中,可以發(fā)揮最大的影響將機械中加工的數(shù)量大幅度的降低,有時不能被處理,其經(jīng)濟效果是非常的重要的。該撥叉零件的材料選用HT200。因為HT200的可鑄性好，所以可用鑄造的方法就有成批生產(chǎn)，利用模鑄的方法進行經(jīng)生產(chǎn)鑄件毛坯，這樣在提高生產(chǎn)率時候也可以擁有增強精度與加工余量小等等各種優(yōu)點。圖2.1毛坯圖2.2機械加工余量的的確定表2.1加工余量序號被加工表面及孔機械加工余量加工余量等級1銑Φ46的左端面3mmIT13級2銑Φ46的右端面3mmIT13級3鉆擴鉸Φ25的孔實心IT8級4銑頂端面3mmIT13級5銑側面87×41.53mmIT13級6粗精銑R40的端面（兩側）3mmIT13級7銑R29的圓弧面(數(shù)銑)3mmIT13級8銑切斷面3mmIT13級9鉆M22×1.5的螺紋孔，攻絲實心IT13級10銑寬11.5的槽實心IT13級2.3毛坯尺寸的確定表2.2毛坯尺寸序號被加工表面及孔機械加工余量零件尺寸毛坯的尺寸1銑Φ46的左端面3mmΦ46×74.5Φ46×77.52銑Φ46的右端面3mmΦ46×74.5Φ46×80.53鉆擴鉸Φ25的孔實心Φ25實心4銑頂端面3mmΦ35×39Φ35×425銑側面87×41.53mm87×41.5×1687×41.5×196粗精銑R40的端面（兩側）3mmR40×124.1×12R40×124.1×187銑R29的圓弧面(數(shù)銑)3mmR29R268銑切斷面3mmR40R409鉆M22×1.5的螺紋孔，攻絲實心M22實心10銑寬11.5的槽實心11.5實心2.4基準的選擇粗基準的選擇要盡量的選用平坦和光滑,大的表面積定為粗的基準,在確保正確的位置進行定位與夾緊。當然這有前提，在澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面等在這些位置要用粗的基準，就必需經(jīng)過進行初的加工，不然不能運用。在粗的基準應用中應有這些不可以的地方,主要是表面粗糙數(shù)據(jù)中粗糙和不規(guī)則的，所以應該避免粗糙的基準。難以確保表面間表面的正確性?；娴倪x擇是工藝設計的重要部分之一,它是生產(chǎn)非常重要的部件。第一步，確定基準面選擇端面和側面定位精基準的選擇(1)“基準重合”的原則。(2)“基準統(tǒng)一”的原則盡可能在大多數(shù)過程使用相同的精度指標集,以確保定位精度的表面。(3)“自為基準”的原則。(4)“互為基準”的原則,(5)選擇的精度標準應該能夠確保精確定位,夾緊可靠,裝置簡單,操作方便。有很好的Φ25孔和定位基準和其他表面處理。主要考慮好參考標準的問題,當設計基準與工序基準不重合的時候，在后期還要專門進行尺寸上的運算與換算等。2.5制定工藝路線就我目前所給的零件中的形狀、尺寸和位置上的精度然后就是經(jīng)過技術得出下面的兩種方案：2.3工藝方案一1鑄造鑄造2時效處理時效處理3銑銑Φ46的左端面4銑銑Φ46的右端面5鉆鉆擴鉸Φ25的孔6銑銑頂端面7銑銑側面87×41.58銑粗精銑R40的端面（兩側）9銑銑R29的圓弧面(數(shù)銑)10銑銑切斷面11鉆鉆M22×1.5的螺紋孔，攻絲12銑銑寬11.5的槽13檢驗檢驗14入庫入庫2.4工藝方案二1鑄造鑄造2時效處理時效處理3鉆鉆擴鉸Φ25的孔4銑銑Φ46的左端面5銑銑Φ46的右端面6銑銑頂端面7銑銑側面87×41.58銑粗精銑R40的端面（兩側）9銑銑R29的圓弧面(數(shù)銑)10銑銑切斷面11鉆鉆M22×1.5的螺紋孔，攻絲12銑銑寬11.5的槽13檢驗檢驗14入庫入庫我設計的方案一、二的不同在于方案二是先鉆孔、再銑端面，這樣就違背了“先面后孔”的原則，而方案一“先面后孔，先大孔后小”，遵循了安排工藝的基本原則，保證了零件的加工精度，根據(jù)上面對方案的分析我由此選擇方案一。2.6確定切削用量及基本工時工序1：銑Φ46的左端面1.銑刀具的選擇銑刀具要用端銑刀運用的是YG8銑刀。，，，。2.銑削用量的計算銑削深度的確定因為機械加工中的余量不是很大,可以一次就完成對其的加工進給量的確定及切削速度的計算根據(jù)所查可知功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。由表得出，則依據(jù)標準可選用＝1000當＝1000r/min時切削工時的計算切削工時：，，，機動工時：工序2：鉆，擴，鉸Φ25孔工步一：鉆孔φ24mm進給量的確定：由表2-7，當鋼的，時，。在本零件的加工Φ24孔時屬于低剛度零件，故進給量的應乘以系數(shù)0.75，則查閱得，現(xiàn)取切削速度：查表2-13及表2-14，查得切削速度所以查閱得，取，實際切削速度 切削工時計算：，，，則機動工時為 工步二：擴孔將孔鉆成孔，根據(jù)規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 查閱得， 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步三：鉸孔查閱表2-25，，，得 查閱表4.2-2，取，，實際切削速度。切削工時：，，，則機動工時為 工序3：銑87mm側面1.刀具的確定銑刀具用端銑刀中的YG8銑刀。，，，。2.銑削用量的計算銑削深度的確定加工中的余量不是很大,可以一次性完成對其的加工進給量的確定及切削速度的計算其功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表得出，則因此根據(jù)標準選取＝1200當＝1200r/min時選取切削工時的計算切削工時：，，，則機動工時計算如下：工序4：鉆M22螺紋孔選用高速鋼錐柄麻花鉆由表2.7和表4.2－16查得按機床選取基本工時：min攻螺紋M22mm：選擇M22mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即按機床選取基本工時：3銑夾具設計生產(chǎn)類型決定著生產(chǎn)率、夾具結構和經(jīng)濟性。在本次設計中，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，故需要采用專用夾具。設計專用夾具的時候，要仔細研究零件圖和工序圖。在本次設計中，指定工序：銑側面87mm。3.1問題的提出在設計中，為了確保加工精度，必須先把工件放在機床上正確的位置上，由于部件在機床上或確定夾具正確位置的這一過程，而稱為零部件的位置。把確定了位置之后在機械的上面和夾具固定零部件，加工中經(jīng)常保持一定位置的工作稱為夾緊。銑床上的夾具是最一般的夾具,主要用于平面、凹溝、花鍵和各種成形面,加工時的切削量比較大,且斷斷續(xù)續(xù)的切削,因此，切削力較大,為了沖擊和振動響應比其他的夾具嚴重。因此在設計這類銑床夾具時，就要多注意一下工件的裝夾具在工作臺上做的安裝平穩(wěn)性。本夾具主要是用在銑側面87mm上，而且本道工序對加工的精度也要求不高，為此，在這里就只考慮如何將生產(chǎn)效率提高，精度則不需要再進行考慮。3.2夾緊方案的設計工件的定位和夾緊這兩個工作過程相互是非常密切聯(lián)系的。在工件定位后需要經(jīng)過一定上裝置來把工件進行壓緊夾牢在定位元件上面，這樣能保證工件在加工過程中，不會出現(xiàn)切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置變化或產(chǎn)生振動這類的問題，保證了加工精度和安全生產(chǎn)。1.夾緊裝置的組成（1）力源裝置（2）中間傳動機構（3）夾緊元件2夾緊裝置的確定本夾具采用心軸和菱形銷定位，限制空間的6個自由度，同時采用開口墊圈夾緊工件即可滿足要求。3.3切削力及夾緊力計算夾緊力的計算需要先確定銑刀銑削平面時的銑削力的計算，查閱表1-2-9可知，切削力FcFc=490式中t—切削深度；sz—D—銑刀直徑；B—銑削寬度；Z—銑刀的齒數(shù)。由公式（3.8）得F=490×1.5×0.150.74×160-1×115=808（N）由公式（3.5）可知，則所需夾緊力為P==2×8080.2+0.16=3.4對刀塊的設計在銑床上設計對刀塊是為了調(diào)整刀具與夾具之間的位置。由于這次設計是銑兩個側面，故采用了圓形對刀塊，該對刀塊確定一個方向的距離。盡管同時銑兩個側面，但是只選用一個對刀塊，拿一個對刀塊調(diào)整一把銑刀的位置，當這把銑刀的位置調(diào)整好之后，直接通過調(diào)整機床來調(diào)整另一把銑刀的相對位置，這樣兩把銑刀的位置都能確定下來，這種方式可以直接保證，可以減少誤差。如果采用兩個對刀塊，其兩個側面的距離間接保證，誤差更大。由于側面位置較高，設置了一個支架放置對刀塊。支架于夾具體通過螺紋聯(lián)接，靠銷釘定位。3.5夾具體的設計由于該零件為大批、大量生產(chǎn)，所以夾具體的毛坯結構采用鑄造結構，其優(yōu)點在于工藝性好，具有良好的抗振、抗壓性能。為了減輕重量，夾具體采用框性薄壁結構，壁厚均勻。由于承受力較大，在夾具體內(nèi)部相應位置設置加強筋。放置楔塊的位置為夾具體內(nèi)部凸臺，其下部需要設置加強筋提高剛度。該凸臺可以通過活塊鑄造的方式鑄造出來。對于夾具體表面上放置鏜模支架等零件的地方，設置了小凸臺，這樣的做的目的是，可以減少加工面積，降低加工時間，還能保證其平面度。另外，由于夾具體質(zhì)量較大，所以我設置了吊環(huán)螺釘，方便夾具體的吊裝。在夾具的設計中,應注意增強勞動生產(chǎn)率的提高,從而可以避免多余的干擾。夾具設計結構較為簡單,操作方便,降低成本。這個過程對銑削力很小,在正常的情況下手動夾緊完全能實現(xiàn)。此次設計的夾具是簡單,結構緊湊,需要的夾緊力不大。為了提高效率,使用快速螺旋夾緊機制?？偨Y寫到這個部分時候，意味著本次畢業(yè)設計即將進入尾聲。在這一個學期中，我認認真真的做畢業(yè)設計，發(fā)現(xiàn)了不足的地方，也收獲了很多干貨，同時也對這四年所學習的知識進行了一次全面的鞏固，大抵算得了一次小小的鍛煉。在剛開始接觸畢業(yè)設計時，很多東西都不了解，心里是慌張的，尤其是當老師說讓我們自己選擇自己要做的零件圖時我的內(nèi)心更慌亂了不知所措了。花費了一周的時間選擇好自己要做的零件，但是看著零件感覺好復雜，心里總是害怕完不成完成任務，感覺很難。經(jīng)過老師的指導，漸漸的熟悉了設計思路。其實，只要我們按照老師的指導，把畢業(yè)設計分解成一個又一個的子任務，每周把每周的任務認認真真的按時做完。在考慮問題的時候，不夠全面。在進行夾具的設計時，沒有考慮到后面的加工工藝性沒有給夾具體上放置鏜模支架、對刀塊支架處，設置凸臺，直接加工整個平面的話，精度低，成本高。比如，在設計偏心讓刀機構的時候，沒有考慮軸向定位，使兩個偏心輪的位置固定。還有就是對以前所學習的知識，掌握的不夠牢靠。有時候蘇老師提出問題后，我卻無法回答，可以說是很慚愧了。這些不足之處的指出，會激勵我繼續(xù)向前，同時不斷補充完善這些不足之處。必須承認的是，畢業(yè)設計真的很鍛煉人，它讓我提高了查閱資料和學習相關知識的能力，同時可以將以前的知識相互聯(lián)系起來，還讓我更多的考慮細節(jié)問題。哪怕是以前再怎么對專業(yè)知識的不了解，來回的查閱、交流、討論會讓你熟悉起來，大抵是“最熟悉的陌生人”吧。比如在我們的專業(yè)設置中，對于鑄造相關的知識講的很少，通過在圖書查閱相關書籍，豐富了我的知識和眼界。另外，還應該擺正學習態(tài)度，不能只知道玩，這是對自己的不負責任。致謝這次設計讓我收益匪淺，做這個設計過程中，我獲得的心得和體會，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。通過這次畢業(yè)設計，我學會了遇到問題，通過自己查閱資料，請教老師，請教同學快速解決問題的能力，讓我深深的明白了，天下并沒有難的事情，只要敢于攀登和克服就沒有解決不了的問題。所謂天下事會者不難，難者不會也。同時他也更深刻的讓我明白，系統(tǒng)的知識對解決問題的重要性，知識不系統(tǒng)看問題就容易一點帶面，以偏概全，以小蓋大，通過對這些知識系統(tǒng)的學習和掌握，讓我了解到做任何事情都要多查資料，多讀書，系統(tǒng)的掌握相關的知識，然后才能做出正確的判斷和選擇，這些心得和體會也必將以后帶到我今后的工作和人生當中，同時也讓我明白，做任何事情要有一定的理論去支撐，要讓理論和實踐很好的結合起來，不能坐而論道，紙上談兵，要把理論落地，充分的和實踐結合，然后通過實踐再很好的完善理論，同時也不能盲目的去干，要一定的理論和系統(tǒng)的知識作為依據(jù)，然后才可以做出非?？煽靠尚械臎Q