倒擋撥叉零件夾具設計論文

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1、xxxxxxx學院 目 錄 畢業(yè)設計任務書………………………………………………………………第1頁 畢業(yè)設計正文…………………………………………………………………第3頁 分析研究零件圖、進行結(jié)構(gòu)工藝性審查………………………………第3頁 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型……………………………………………第3頁 根據(jù)產(chǎn)生類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定工藝的基本特征……………………第3頁 確定毛坯的類型和制造方法，繪制毛坯圖……………………………第3頁 工藝過程的設計…………………………………………………………第4頁 擬訂工藝路線……………………………………………………………第6頁 確

2、定機械加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖…………………………第10頁 工序設計…………………………………………………………………第11頁 確定切削用量及基本時間………………………………………………第15頁 夾具設計…………………………………………………………………第19頁 參考文獻………………………………………………………………………第26頁 畢業(yè)設計任務書 一、 目：設計倒擋撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及其第14道工序9銑槽的專用夾具 二、內(nèi)容： 1. 零件圖……………………………………………………………………1張 2. 零件毛坯圖………………………………

3、………………………………1張 3. 機械加工工序卡片………………………………………………………1套 4. 夾具總裝配圖……………………………………………………………1張 5. 夾具零件圖………………………………………………………………2張 6. 畢業(yè)設計說明書（工藝及夾具）………………………………………1份 三、原始資料： 該零件的零件圖一張、該零件年產(chǎn)量3000件。 四、設計目的： 1. 培養(yǎng)學生運用機械制造技術(shù)及有關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實際中的實踐知識獨立的分析和解決工藝問題。初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。 2. 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求運用夾具設計

4、的基本原理和方法學會擬訂夾具設計方案，完成夾具機構(gòu)設計。 3. 培養(yǎng)學生熟練運用有關(guān)手冊、規(guī)范圖表等技術(shù)資料。 4. 進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫工藝文件等技能。 5. 進一步培養(yǎng)學生熟練使用計算機的能力。 五、設計的要求和內(nèi)容： 本次設計要求編制一個中等復雜程度的零件的工藝規(guī)程，按教師指定的任務設計其中的一道工序的專用夾具并撰寫說明書，按照規(guī)定認真的、有計劃的按時完成設計任務。 具體內(nèi)容如下： 1. 確定毛坯類型、生產(chǎn)批量，進行工藝分析。 2. 選擇毛坯種類、制造方法、繪制毛坯圖。 3. 擬訂零件的機械加工工藝過程，選擇各工序設備及工藝裝備。 4. 填寫機械加工工

5、藝卡片。 5. 設計指定工序的專用夾具、繪制裝配圖、自制零件圖。 6. 撰寫設計說明書。 一． 零件的分析 （一）零件的作用 倒擋撥叉是與操縱機構(gòu)零件結(jié)合用它撥動滑動齒輪實現(xiàn)倒車。14H9為配合面有較高精度。槽14H13為滑塊撥動的配合表面。T1T2為與華東齒輪接觸之表面。 （二）零件的工藝分析 該零件是叉架類零件。形狀不規(guī)則，形位精度要求均較高零件的主要技術(shù)要求分析如下：（參閱零件圖） （1）T1T2兩表面對14H9空軸線垂直擺著不大于0.1。主要是保證撥叉面能正確地安裝在變速箱倒擋軸上，必須保證?？准皳懿娌鄣某叽缇?。 T1T2面與不加工腹板5的平均尺寸為0.5應注意

6、保持有一定的臺面。 （2）鑄件要求保證零件的強度，硬度，剛度，在外力作用下，不效于發(fā)生意外事故。 （3）由于零件壁薄且懸伸長，剛性差，固以設計夾具時應充分注意。 （4）14H9孔非常重要，也是以后機械加工各工序中的主要定位基準，固以孔的加工工序比較重要。 二、工藝規(guī)程設計 （一）確定毛坯的制造形式 由于該撥叉件外形復雜。又是薄壁件，屬于成批生產(chǎn)，故毛坯可采用金屬型鑄造。工件材料KTH350-10。毛坯尺寸槽度要求為IT11~IT12級。毛坯尺寸可通過確定加工余量后確定。 （二）基準的選擇 根據(jù)零件圖及其使用情況分析，知14H9孔、槽寬、叉子面厚、叉子面與腹板的距離，故均

7、應通過正確的定位才能保證。故對基準的選擇應予分析。 1）粗基準的選擇 對于一般件而言，按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干不加工表面時，應以與加工表面要求相對位置要求較高的不加工表面作粗基準）。先選擇5厚的腹板右側(cè)為第一毛坯基準；在加工14H9孔時為保證孔壁均勻，選擇24外圓表面為第二毛坯基準。 2）精基準的選擇 在14H9孔加工以后，各工序則以該孔為定位精基準，靠近叉腳的24d端面為軸向尺寸的定位精基準。從而滿足定位基準重合原則。和互為基準的原則。但有些表面的加工可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需進行尺寸鏈的換算。 （三）零件表面

8、加工方法的選擇 本零件加工表面有內(nèi)孔、端面、槽、倒角等.材料為KTH350-10。參考文獻[1]有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： 1.14H9孔：公差等級9級，表面粗糙度Ra6.3.根據(jù)表1.4-7.加工方法可采用鉆之后拉孔可滿足要求. 2.24端面及倒角：表面粗糙度Ra25.根據(jù)表1.4-8.加工方法可采用車削加工可滿足要求. 3.腳面：表面粗糙度Ra6.3.根據(jù)表1.4-8. 加工方法可采用粗銑、精銑可滿足要求. 4.開擋：表面粗糙度Ra12.5根據(jù)表1.4-8. 加工方法可采用銑可滿足要求. 5.槽14H13：公差等級13.表面粗糙度Ra12.5.根據(jù)表1.4-8.采用銑可滿

9、足要求. 6.面尺寸14.表面粗糙度Ra25.根據(jù)1.4-8采用銑可滿足要求. 7孔8.7.表面粗糙度Ra25.根據(jù)表1.4-7鉆孔可滿足要求. (四)制定工藝路線 工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度.位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線.由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機床配以專用加工夾具.并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降. 工藝路線一 工藝路線二 精鑄退火 精鑄退火 工序

10、 工序 1.鉆孔、刮端面 1.銑兩端面 2.拉孔 2.鉆.擴.倒角.鉸14H9孔 3.車端面 3.倒角 4.粗銑腳面 4.粗銑腳面 5.銑開擋 5.銑開擋 6.銑槽 6.銑槽 7.鉆孔 7.鉆孔 8.精銑腳面 8.精銑腳面

11、 兩工藝方案的比較分析 兩工藝方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同.前端3道工序是為了獲得精基準.方案一是用車削的發(fā)放，在車端面的同時將孔一并完成.這樣能很好地保證孔與端面的垂直度；方案二是先銑兩個端面.然后在鉆床上加工出孔、因為兩個端面一次銑出可以有較好的平行度.然后用端面定位.也能的得到較好的孔與斷面垂直度. 后面的工序均以孔及端面定位.所以基準是重合的.以設計可選擇方案一.從而圭亞那局方案一制定出詳細的工序內(nèi)容. 毛坯為精鑄件.請理論.退火處理以消除鑄件被的內(nèi)應力及誤差機械加工性能.在毛坯車間調(diào)整.達到技術(shù)要求.然后送到機械加工車間采加工.具體工序如下： 1.鉆13.5孔并

12、刮端面 2.拉14H9孔 3.車端面.倒角 4.車端面.倒角 5.整形 6.粗銑腳面 7.銑開擋 8.銑槽 9.銑面 10.鉆8.7 11.去毛刺 12.精銑腳面 1.倒角.去毛刺 14.檢驗 根據(jù)以工序安排.編出機械加工工序卡.（見最后）共14張工序卡. （五）確定機械加工余量節(jié)毛坯尺寸.設計毛坯圖 1.確定機械加工余量 鑄件的機械加工余量按GB/T11351-89確定.材料為KTH350-10.由于產(chǎn)品形狀復雜，生產(chǎn)綱領(lǐng)是成批生產(chǎn).所以毛坯選用金屬型鑄造.毛坯鑄出后應進行退火處理.以消除鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應

13、力. 有文獻[1]表2.2-5查得該鑄件的尺寸公差CT為7-9級.加工余量等級MA為F級.所以取CT=9級.MA為下級.由文獻[1]表2.2-4通過查表法確定各表面的總余量.查得以一側(cè)為基準進行個單側(cè)加工的加工余量值2.5.雙側(cè)加工時每側(cè)的加工余量值2.0. 由文獻[1]表2.2-1通過查表.查出各表面的公差數(shù)值. 24端面尺寸46 公差CT為2 兩腳面尺寸6 公差CT為1.5 14H13槽面尺寸14 公差CT為1.6 叉腳開擋尺寸40 公差CT為2 面14尺寸14 公差CT為1.6 2.確定毛坯

14、尺寸 上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸. 3.設計毛坯圖 撥叉毛坯圖（鑄件）尺寸 零件表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 24端面 46 2 50 2 兩腳面 6 2 10 1.5 14H13槽面 14 2 10 1.6 叉腳開擋 40 2 36 2 面14 14 2.5 16.5 1.6 由文獻[1]表2.2-8金屬型鑄造方法的最小鑄造斜度對 外表面030 內(nèi)表面1 毛坯的熱處理方式 撥叉毛坯鑄造后應安排退火.以消除殘留的鑄造應力.降

15、低成調(diào)整硬度以便切削加工.誤差消除鑄件的不良組織.毛坯不得有砂眼疏松等缺陷. 繪制毛坯圖：AutoCAD出圖 六.工序設計 1.選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 1） 工序（1）鉆14H9孔并刮24面.選擇C616型機床. 2） 工序（2）拉14H9孔選用閉制拉床 3） 工序（3）（4）.車端面.倒角.選用C616型機床. 4） 工序（6）銑工序（7）銑工序（9）銑工序（12）銑均為銑面采用X62W型機床 5） 工序（8）銑槽.選用X6232型機床 6） 工序（10）鉆8.7孔.選Z535型機床. （2）選擇夾具 本零件各工序均采用專用夾具裝夾工件. （3）

16、選擇刀具 1） 工序I鉆14H9孔.由文獻[1]表3.1-6選擇d=13.5.l=189.1號莫氏錐度的錐柄麻花鉆.高速剛. 2） 工序II拉14H9孔.由文獻參考[1]表3.1-24選擇d=14的圓孔拉刀.拉削長度30.總長L445. 3） 車端面.倒角.工序（3）（4）.根據(jù)參考文獻[1]表3.1-1選用端面車刀.B=16.H=25.L=126. 4） 工序（6）粗銑腳面.工序（7）銑開擋.根據(jù)參考文獻[1]表3.1-27選用三面刃銑刀.由表3.1-40選擇銑刀d=100.孔徑D=12.的錯齒三面刃銑刀.Z=16. 5） 鉆8.7孔.根據(jù)參考文獻[1]表3.1-5選取d=8.7.

17、l125.的有柄麻花鉆.硬質(zhì)合金. （4）選擇量具 選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定.二是按計量器具的測量方法極限誤差選擇.選擇時采用任何一種方法均可.本零件屬于成批生產(chǎn).一般均采用通用量具. 1） 工序I很局文獻[1]表5.2-1選用錐柄圓柱塞規(guī)13.5l=99. 2） 工序II拉孔.根據(jù)文獻[1]表5.2-1選擇錐柄圓柱塞規(guī)14H9. 3） 工序（3）（4）車端面.倒角.應用計量器具的不確定度來確定選用分度值為0.02的游標卡尺. 4） 工序（6）.工序（7）.工序（8）.工序（9）.工序（10）.工序（12）應同3）的方法選擇分度值為0.02的游標卡尺.

18、 2確定工序尺寸. 確定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算.最后工序的尺寸按零件圖樣的要求標準.當無基準轉(zhuǎn)換時.同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（成工步）的加工余量有關(guān).當基準不重合時.工序尺寸應用工藝尺寸鏈計算.前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本兩件各內(nèi)孔表面.端面.腳面等總加工雨量（毛坯余量）.應將總加工余量分為各個工序加工余量.然后由后往錢計算工序尺寸.中間工序尺寸公差由加工方法的經(jīng)濟精度確定. 1）鉆.拉14孔 該孔由高速剛鉆頭鉆出底孔后.在由圓孔拉刀拉出.由參考文獻[1]表2.3-15查得拉孔的余量0.5.所以鉆孔的余量Z鉆=. 則鉆孔：工序尺寸及公差為13.5 拉

19、孔：工序尺寸及公差為14H9（） 2）加工腳面. 腳面的Ra值為6.3.需經(jīng)過粗銑.精銑兩次加工.由參考文獻[1]表2.3-21查得精加工余量為1.由于兩腳面較小.根據(jù)實際情況調(diào)整.為0.35.所以粗加工余量為（2.75-0.35）=2.4. 3）加工14H13的槽面. 當面確定余量2.故可一次銑出. 4）加工開擋 開擋面余量2.故可一次銑出. 5）加工8.7孔 采用直徑為8.7的高速鋼鉆頭加工即可. 6）24兩端面加工 兩端面由車削加工來完成.工序余量2. 7）面14. 由銑削加工來完成.粗銑即可.工序余量2.5. 3確定切削

20、用量 切削用量一般包括切削深度.進給量及切削速度三項.確定方法是先確定切削深度、進給量，在確定切削速度. （1）工序（1）鉆14 ap=6.75 由參考文獻[2]附表1.5-7.取鉆進給量f=0.61~0.75=0.65 又由參考文獻[i]附表1.5-8查得 由以計算轉(zhuǎn)速n= 按車床的實際轉(zhuǎn)速取則實際切削速度為： V= 由參考文獻[3]表1-50得軸向力F=切削扭矩M= 由參考文獻[3]表1-50.CF=510.12 CM=196.20 XM=1.9 =0.8 XF=1 YF=0.8 KM=KF= 帶入桑面查得兩式得：F= 它均用于機床所能

21、提供的進給力和扭轉(zhuǎn)力矩.故機床剛度足夠. （2）工序口拉14孔 由于拉削運動設有進給運動.引以用齒升量代替進給量. 由參考文獻[4]表10-204 af=0.05~0.10=0.06 由參考文獻[4]表10-205查得V拉=6-4m/min 奇效深度=齒升量=0.06 （3）工序（3）（4）車端面ap=2 由參考文獻[3]表1.41得f=0.4/r車床實際轉(zhuǎn)速n=750r/min 則相應的切削速度V= （4）工序（6）粗銑腳面 粗銑走刀一次ap=2.4精銑走刀一次ap=0.35 由參考文獻[2]附表1.5-15得粗銑每齒進給量ap=0.13-0.25mm/z

22、由參考文獻[2]附表1.5-15得精銑每轉(zhuǎn)進給量f=0.5~1.2mm/r=0.5mm/r 由參考文獻[2]附表1.4-1查得x62主軸轉(zhuǎn)速n=30~1500r/min 取粗銑轉(zhuǎn)速150r/min，精銑轉(zhuǎn)速300r/min由前面可可知銑刀直徑d=100mm 所以相應的切削速度分別為V粗= V精= 校核機床功率只須校核粗加工即可 由參考文獻[2]表1.4-5得切削功率 pm= 而 所以PM=1.99kw 其功率遠小于機床 故可用. （5）工序（7）銑開擋 ap=2mm.可一次銑出.由參考文獻[2]附表1.5

23、-15.每齒進給量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z.由參考文獻[2]附表1.4-1查得X62主軸轉(zhuǎn)速n30-1500r/min.取n=190r/min. d=100mm所以相應的銑削速度V= 校核機床功率.由參考文獻[2]表1.4-5得切削功率 Pm= pm值遠小機床功率.故可用 （6）銑槽 可一次銑出 由參考文獻[2]附表1.5-15.每齒進給量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由參考文獻[2]附表1.4-1查得X62主軸轉(zhuǎn)速n30-1500r/min.取n=190r/min則相應的切削速度 V=

24、 （7）銑面 可一次銑出 由參考文獻[2]附表1.5-15。每齒進給量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由參考文獻[2]附表1.4-1查得X62 n=190r/min 則V= （8）鉆8.7孔 由參考文獻[3]表1-47查得 又由參考文獻[2]附表1.5-8 V= 由以計算轉(zhuǎn)速 按機床實際轉(zhuǎn)速取. 則V= 4確定基本時間 （1）工序I鉆13.5孔并刮端面的基本時間 根據(jù)參考文獻[1]表6.2-5 T= 代入得 （2）工序I拉14H9 根據(jù)參考文獻[2]表6.2-15

25、 （3）工序3車端面工序4車端面 根據(jù)參考文獻[1]表6.2-1 （4）工序（6）粗銑腳面 根據(jù)參考文獻[1]表6.2-6 （5）銑開擋 根據(jù)參考文獻[1]表6.2-6 （6）銑14H13槽 根據(jù)參考文獻[1]6.2-6 （7）銑面 根據(jù)參考文獻[1]表6.2-6 （8）鉆8.7孔 由參考文獻[1]表6.2-5 （9）精銑腳面 由參考文獻[1]

26、 三.專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)效率.保證加工質(zhì)量.降低勞動強度.通常需要設計專用夾具.經(jīng)與指導教師協(xié)商.決定設計第把道工序“銑槽”的銑床夾具.本夾具將用于X6220臥式萬能銑床. 一.夾具類型的確定 根據(jù)工藝規(guī)程.加工要求有：槽寬14.槽深通過工藝尺寸良可知16.槽兩側(cè)面對稱度0.4.由已知條件.工件尺寸小重量輕.加工要求不高.因以設計夾具不宜復雜.因以設計成受動加緊即可.為提高生產(chǎn)效率.可兩件一起銑槽. 二.定位裝置設計 1確定要限制的自由度 從加工要求考慮.在工件上銑通槽.沿刀軸的自由度可以不限制.但為了承受切削力.簡化定位裝置結(jié)構(gòu). 這是要限制.可用長銷限制工件四個自由

27、度.用支撐板限制兩個自由度.屬于這定位.自由度被重復限制.當對支撐板施夾緊力時.工件會變形.但變形不大.因為該面對14H9有垂直度要求.按照加工要求工件繞Y軸的自由度必須限制.可采用擋銷放在撥叉腳面右側(cè)或左側(cè)防止其轉(zhuǎn)動.以種方案防轉(zhuǎn)效果較好.定位精度較高能承受切削力所引起的轉(zhuǎn)矩. 2選擇定位元件 長銷、長支撐板、擋銷.其結(jié)構(gòu)和尺寸按要求確定. 3計算定位誤差 除槽寬14H13銑刀保證外.本工序的主要加工要求是槽兩側(cè)面的對稱度要求及槽深度要求.應以只要計算上述兩項定位誤差即可. （1） 16的定位誤差 定位基準與工序基準重合.因以=0 引以==定位銷與定位孔的最大間隙值Xmax銷孔

28、配合代號14（一般精度）. 14H7值為14 14y6值為14 所以Xmax===Dmax-dmin=14.08-13.983=0.035. JG=1所以 允=JG=1=0.33 所以=允 故該定位方案滿足要求. （2） 槽兩側(cè)面對稱度0.04 由于定位基準與工序基準重合.所以基準不重合誤差為0. 基準位移誤差=0,因以沒有定位誤差. 三夾緊方案 首先對心軸施夾緊力然后固定輔助心軸，由于工件該部位的剛性差.夾緊變形大.因以應用螺母與開口墊圈夾壓在工件圓柱的右端面.工件變形小夾緊也可靠.對著心軸的夾緊機構(gòu)采用直壓板.可使結(jié)構(gòu)緊湊.操作也方便. 四繪制夾具圖.

29、 五確定夾具體技術(shù)要求和有關(guān)尺寸公差. 1夾具體采用鑄造夾具體.需經(jīng)時效處理以消除內(nèi)應力.材料HT200.灰鑄鐵. 2定位銷與定位孔配合14 3對刀塊定位面的制造公差 4定位銷表面對機床底面的不平行度不大于0.020/100 5定位銷表面對機床導向鍵的不平行度0.05/100 6導向鍵與夾具體底座裝配取14 7定位板與夾具體底座接合表面平行度0.02 六夾具精度分析 依據(jù)誤差不等式 其中工件在夾具中定位有關(guān)的誤差 ：夾具在機床上安裝有關(guān)的誤差 ：導向成對刀調(diào)整誤差 ：加工方法誤差 =0.035 =0.064 =0.05 =0 =0.035+0.0

30、64+0.05+0=0.149 精度儲備足夠可以使用. 參考文獻： 參考文獻[1]《機械設計制造簡明手冊》李益民主編1993.4機械工業(yè)出版社 參考文獻[2]《機械制造公寓金屬切削機床設計指導》李洪主編1989.東北工學院出版社 參考文獻[3]《機械專業(yè)課程設計指導書》劉清安主編1899.3湖南科學技術(shù)出版社 參考文獻[4]《機械加工工藝人員手冊》上?？茖W技術(shù)出版社1979.1 致 謝 本文是在導師姜冰老師的悉心指導下完成的。承蒙姜老師的親切關(guān)懷和精心指導——雖然有繁忙的工作，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，整個過程中都給予了我悉心的指導，我的設計較為煩瑣，但是姜老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。姜老師對學生認真負責的態(tài)度、嚴謹?shù)目茖W研究方法、敏銳的學術(shù)洞察力、勤勉的工作作風以及勇于創(chuàng)新、勇于開拓的精神，是我永遠學習的榜樣。 另外，感謝校方給予我這樣一次機會，讓我做這個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。