撥叉831003銑平面夾具課程設(shè)計

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1、一、緒論 一、設(shè)計任務(wù)內(nèi)容 設(shè)計針對撥叉831003某工序的專用夾具。 二、設(shè)計要求 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。 三、設(shè)計目的 通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)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(xué)生分析問題和解決問題的能力。

2、 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)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(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、光桿、絲杠和床身八個。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

3、為其零件尺寸比較小，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，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(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 一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)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(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝

4、上保證設(shè)計的要求。 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為在后面的工序中需要一個好的定位面，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，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，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量

5、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，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖棱、尖角。 ③、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。 ④、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。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 （2）．設(shè)計

6、毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、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，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，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(zhǔn)的選擇 一、粗基準(zhǔn) 選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加

7、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：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(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）．

8、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)，必要時需經(jīng)初加工。 （5）．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(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，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)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避

9、免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(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)?；鶞?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，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，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

10、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：磨削機床導(dǎo)軌面時，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(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，考慮的重點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

11、叉813003零件的加工的第一個工序也就是加工統(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Ⅰ 方案Ⅱ 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

12、工預(yù)制孔和側(cè)面 粗、精銑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 檢驗 加工工藝路線方案的論證： 方案Ⅰ、Ⅱ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(zhǔn)不同，方案Ⅰ選用預(yù)制孔為主要定位基準(zhǔn)，方案Ⅱ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Ⅰ為合理、經(jīng)濟(jì)的加工

13、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(yù)制孔、底槽不鑄出 020 熱處理 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、擴孔 以已加工的左端面為基準(zhǔn)面 1，鉆孔?20；2擴孔至?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

14、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Ra=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 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

15、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 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(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計算 加工預(yù)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，預(yù)制孔尺寸，查《機械加工工藝手冊》表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.7~0.8mm，取0.8mm，即預(yù)制孔加工到，一次拉削到設(shè)計要求，查《機械加工工藝手冊》表1.12-11，得花鍵偏差為 （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、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑

16、：參照《機械加工工藝手冊》。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為根據(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 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

17、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《機械加工工藝手冊》可以查得： 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 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： 攻絲：攻2-M8螺紋孔。 五、切削用量選擇 工序1：鉆預(yù)制孔 機床：輕型圓柱立式鉆床 刀具：查《實用機械加工工藝手冊》表10-175，選高

18、速鋼直柄麻花鉆，鉆預(yù)制孔到21.2mm，所以。 進(jìn)給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，有： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-36，取 所以實際切削速度： 切削工時 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 機動時間： 工序2．拉內(nèi)花鍵 機床：臥式拉床L6120。 刀具：查《復(fù)雜刀具設(shè)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：W18Cr4V做

19、拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計見拉刀設(shè)計）。 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，拉削的進(jìn)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=0.116~0.08，取。 拉削工件長度：； 拉刀長度：（見拉刀設(shè)計）； 拉刀切出長度=5~10mm，取。 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 工序3．粗、精銑18H11底槽 機床：立式升降臺銑床（） 刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝師手冊》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160

20、mm，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《機械加工工藝手冊》表2.4-75，得，取。 銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》表30-33，得 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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 機動時間： （2）精銑18槽 切削深度： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查得：

21、進(jìn)給量,查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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 機動時間： 本工序機動時間 工序4：粗、精銑上端面 機床：立式升降臺銑床 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：，齒數(shù)為12齒。 （1）、粗銑上端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查《機

22、械加工工藝手冊》表2.4-75，，取。 銑削速度：查《實用機械加工工藝師手冊》表11-94，得，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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 機動時間： （2）、精銑上端面 切削深度： 根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表11-94 查得切削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： ，

23、 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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 機動時間： 本工序機動時間 工序5：鉆孔并攻絲 機床：搖臂鉆床 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 鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。 鉆削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取 切削速度：參照《機械加工工藝

24、手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，有： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-31取 所以實際切削速度： 切削工時 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，鉆孔數(shù)為2個 機動時間： （2）、攻2-M8螺紋通孔 刀具：釩鋼機動絲錐 進(jìn)給量：查《機械加工工藝手冊》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，加工數(shù)為2 機動時間： 本工序機動時間：。 六、工藝過程卡（附錄） 六、夾具設(shè)計原理圖 根據(jù)選定的工序，分析零件加工所需要限制的自由度，采用的 定位元件 夾緊方式 工作過程的簡要說明 分析和判斷切削力的性質(zhì)和方向 確定工件定位方案和刀具的對刀，導(dǎo)向方式 七、切削力和夾緊力計算 切削力計算根據(jù)手冊 夾緊力計算： 原始力的提供 力的大?。ㄓ透?、氣缸的直徑面積計算） 八、附錄 工藝過程卡 工序卡 九、設(shè)計體會