機械制造技術(shù)課程設(shè)計-CA6140車床撥叉831005工藝及銑左右端面夾具設(shè)計

目錄TOC\o"1-3"\h\u17498目錄 第1章緒論1.1課題背景制定撥叉的加工工藝，設(shè)計銑左右端面的銑床夾具，運用機械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)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(zhì)量。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。學(xué)會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設(shè)計有關(guān)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(shè)計是我們對所學(xué)課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。另外在做完這次課程設(shè)計之后，我得到一次綜合性訓(xùn)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(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)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(shè)打一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力有限，設(shè)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(shè)計中的特點1.夾具的設(shè)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(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。3.“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)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(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。1.4夾具設(shè)計需保證的條件1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)效率。2.發(fā)展調(diào)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(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。

第2章零件分析2.1零件分析題目所給的零件是撥叉，機械中的撥叉，一般分為撥叉爪子，撥叉軸和撥叉手柄座。主要是撥動滑移齒輪，改變其在齒輪軸上的位置，可以上下移動或左右移動，從而實現(xiàn)不同的速度。或則是機械產(chǎn)品中離合器的控制，比如端面結(jié)合齒的結(jié)構(gòu)，內(nèi)外齒的結(jié)構(gòu)，都需要用撥叉控制其一部分來實現(xiàn)結(jié)合與分離。還有一種是機械產(chǎn)品中電器的控制也是需要撥叉來實現(xiàn)開關(guān)的閉合與斷開，一般是電器盒中兩邊各一個碰卡開關(guān)，撥叉左右或上下?lián)軇?，從而實現(xiàn)機床不同方向的運轉(zhuǎn)。圖2-1撥叉座零件圖撥叉左端Φ40面粗糙度Ra6.3，右端面粗糙度Ra3.2，Φ22孔粗糙度Ra6.3，寬6鍵槽粗糙度Ra1.6，寬18槽粗糙度Ra3.2，寬8孔粗糙度Ra6.3，頂部40×28端面粗糙度Ra3.2。2.2確定毛坯制定形式撥叉零件材料為HT200，由《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.3-1常用毛坯的制造方法與工藝特點，撥叉采用機械砂型鑄造，精度等級CT8～10，加工余量等級MA-G。1.撥叉左端Φ40面的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。2.撥叉右端面的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——半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=0.5mm3.撥叉Φ22孔的加工余量采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。4.撥叉寬6鍵槽的加工余量采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削即可滿足其精度要求。5.撥叉寬18槽的加工余量采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——半精銑方可滿足其精度要求。粗銑到寬16槽，然后再半精銑寬18槽。6.撥叉寬8槽的加工余量采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra6.3。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削即可滿足其精度要求。7.撥叉頂部40×28端面的加工余量查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=3.0mm,鑄件尺寸公差為CT9級，表面粗糙度Ra3.2。根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削即粗銑——半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=0.5mm2.3基準選擇2.3.1精基準選擇1.“基準重合”原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)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(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)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(yīng)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(dāng)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(fù)加工。5.所選的精基準應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。上述基準選擇原則，常常不能全部滿足，實際應(yīng)用時往往會出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求綜合考慮，分清主次，著重解決主要矛盾。由撥叉零件圖及基準統(tǒng)一原則，采用撥叉右端面、Φ22孔和后端面作為定位精基準。2.3.2粗基準選擇1.粗基準的選擇應(yīng)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(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。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(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)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(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。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，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(yīng)避免重復(fù)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。由撥叉零件圖及粗基準選擇原則（如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準），選擇由撥叉零件圖及粗基準選擇原則，采用撥叉右端面、Φ40外圓和后端面作為定位粗基準。2.4工藝規(guī)程設(shè)計制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)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(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序01：金屬性澆鑄工序02：時效處理以消除內(nèi)應(yīng)力工序03：銑左端Φ40面；粗銑右端面；半精銑右端面工序04：鉆、鉸Φ22孔工序05：粗銑頂部40×28面；半精銑頂部40×28面工序06：銑寬槽工序07：粗銑寬16槽；半精銑寬18槽工序08：倒角2×45°工序09：拉花鍵工序10：去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求并入庫

第3章切削工時計算工序03：銑左端Φ40面；粗銑右端面；半精銑右端面工步一：銑左端Φ40面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra6.3，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?90③進給量當(dāng)＝190r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機動工時為工步二：粗銑右端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此工步為粗銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?90③進給量當(dāng)＝190r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機動工時為工步三：半精銑右端面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此工步為半精銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度根據(jù)表查出，則按機床標準選取＝375③進給量當(dāng)＝375r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機動工時為工序04：鉆、鉸Φ22孔工步一：鉆孔至Φ21.8確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工步二：鉸Φ21.8孔至Φ22確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數(shù)i=1則機動工時為 工序05：粗銑頂部40×28面；半精銑頂部40×28面工步一：粗銑頂部40×28面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此工步為粗銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?90③進給量當(dāng)＝190r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機動工時為工步二：半精銑頂部40×28面1.選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra3.2，兩步銑削即可滿足其精度要求，粗銑單邊余量2.5mm，半精銑單邊余量0.5mm，此工步為半精銑，故②決定每次進給量及切削速度根據(jù)立式銑床X52K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?。?75③進給量當(dāng)＝375r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數(shù)則機動工時為工序06：銑寬8槽1、選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,銑刀，銑刀齒數(shù)，銑刀厚度H=8mm2.決定銑削用量①決定銑削深度②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X61型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，切削速度則按機床標準選?。?60當(dāng)＝160r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，,走刀次數(shù)則機動工時為工序07：粗銑寬16槽；半精銑寬18槽工步一：粗銑寬161、選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,銑刀，銑刀齒數(shù)，銑刀厚度H=16mm2.決定銑削用量①決定銑削深度②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X61型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，切削速度則按機床標準選?。?60當(dāng)＝160r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，,走刀次數(shù)則機動工時為工步二：半精銑寬18槽1、選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,銑刀，銑刀齒數(shù)，銑刀厚度H=18mm2.決定銑削用量①決定銑削深度②決定每次進給量及切削速度根據(jù)X61型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出，切削速度則按機床標準選?。?35當(dāng)＝235r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，,走刀次數(shù)則機動工時為工序08：倒角2×45°工序09：拉花鍵1.選擇刀具刀具選取花鍵拉刀2.決定拉削用量①決定拉削深度②計算工時根據(jù)臥式內(nèi)拉床L6110說明書，其功率為為17kw，中等系統(tǒng)剛度。則機動工時為當(dāng)未知時，（考慮校準部分長度的系數(shù)，無校準部分時，）（考慮機床返回行程的系數(shù)）——工作拉削表面長度（mm)——單面加工余量（mm)——拉刀每齒進給量（mm/z)——拉刀同時工作的齒數(shù)=1.5mm，=80mm，，，，，5

第4章銑左右端面夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計銑左右端面的銑床夾具。4.1問題的提出銑Φ40左右兩端面，以Φ40外圓和Φ40端面及后端面為定位基準，銑Φ40左右兩端面，由上面的工藝路線知，屬于粗基準定位。4.2定位基準的選擇銑Φ40左右兩端面，以Φ40端面為主要定位基準，采用Φ40外圓和Φ40端面及后端面定位，對應(yīng)的定位元件為A型支撐釘和擋銷及V型塊。定位分析如下，A型支撐釘與Φ40端面配合定位，限制三個自由度，即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸轉(zhuǎn)動和Z軸移動；V型塊與Φ40外圓配合定位，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動；擋銷與后端面配合定位，限制一個自由度，即Z軸轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)支承和工件一側(cè)配合，起到一個浮動支承的作用。4.3定位誤差分析定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖1所示圖1用V型塊定位加工時的定位誤差當(dāng)定位基準與工序基準不重合時，就產(chǎn)生了基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。圖2定位誤差計算定位誤差時，可以分別求出基準位移誤差和基準不重合誤差，再求出它們在加工尺寸方向上的矢量和；也可以按最不利情況，確定工序基準的兩個極限位置，根據(jù)幾何關(guān)系求出這兩個位置的距離，將其投影到加工方向上，求出定位誤差。如零件圖所示以Φ40外圓定位，銑工件上的銑Φ40左右兩端面，由零件圖可知，工序基準是Φ40端面，定位基準是Φ40外圓，故基準不重合。按式表（2-3）得設(shè)計誤差分析時因此4.4切削力的計算與夾緊力分析計算切削力如下：查《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表3-3得切削力計算公式：由銑Φ40左右兩端面的工時計算知，，=0.2mm，，，，由《簡明機床夾具設(shè)計手冊》表3-3知即=4567N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(dāng)計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查參考文獻2，P92，表3-16螺母的夾緊力為5315N==13288N由上計算得》，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。4.5夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)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壓塊、螺桿、支座和滾花螺母等組成的壓塊夾緊機構(gòu)進行夾緊工件。

總結(jié)與體會在老師的指導(dǎo)下順利地完成了撥叉的夾具設(shè)計，并且認真地、有計劃地按時完成設(shè)計任務(wù)。盡管整個設(shè)計在技術(shù)上不夠先進，但是在經(jīng)濟上合理、在生產(chǎn)上可行。此次設(shè)計，以機械加工工藝路線為主線，通過對零件圖紙分析，初步擬訂加工表面方法，進一步擬訂加工方法并選擇機械加工裝備。確定加工路線后，熟悉并運用相關(guān)手冊查工藝參數(shù)，計算切削用量和加工工時。將計算的數(shù)據(jù)以及加工方法、刀具、機床設(shè)備，填入工藝文件。在設(shè)計中，體會到先前所修課程的重要性，并從此設(shè)計中得到鞏固和擴展，也提高我們獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)?！笆耪呷缢狗颍簧釙円埂鞭D(zhuǎn)眼間。本次課程設(shè)計即將結(jié)束。縱觀整個課程設(shè)計過程，我們每個小組的成員齊心合作，共同完成總的工藝設(shè)計，其后各自夾具的設(shè)計，在小組成員間的相互協(xié)作及老師的幫助下，我們也終