制定撥叉零件的加工工藝設(shè)計(jì)銑平面C的銑床夾具

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-序言機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。撥叉零件的加工工藝規(guī)程及其銑平面C的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)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，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。一 零件的分析1.1 零件的作用撥叉零件主要用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速，或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合、斷開的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向和縱向進(jìn)給。1.2 零件的工藝分析撥叉零件有6個(gè)加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。1、 基準(zhǔn)面A2、 基準(zhǔn)面B3、 基準(zhǔn)面C4、 12孔5、 25孔6、 10孔二 工藝方案的分析及確定2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，鍛造精度為2級(jí)，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。2.2 基面的選擇的選擇1、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(gè)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(duì)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(jī)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(shí)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） 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(shí)需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?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。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，他對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取基準(zhǔn)面A面作為定位基準(zhǔn)。2、 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1）“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2）“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)與制造。（3）“自為基準(zhǔn)”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(zhǔn)，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(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時(shí)，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡(jiǎn)單、操作方便。以基準(zhǔn)面A及另外兩側(cè)面作為定位精基準(zhǔn)，加工其它表面及孔。主要考慮精基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合的時(shí)候，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要進(jìn)行專門的計(jì)算，在此不再重復(fù)。2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。工序01：鑄造工序02：冷作工序03：熱處理工序04：油漆工序05：銑平面A,B工序06：銑平面C工序07：鉆，鉸12，25孔工序08：鉆、鉸10孔工序09：檢驗(yàn)至圖紙要求工序10：入庫(kù)2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 支架材料為HT200、 由于零件不算是比較的復(fù)雜，所以這里采用鑄件，中大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型。這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。1、 基準(zhǔn)面A的加工余量 基準(zhǔn)面A的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級(jí)CT7，加工余量等級(jí)MA-E，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8知，需要經(jīng)過銑能滿足其精度要求。銑 單邊余量Z=1.5mm2、B面的加工余量 B面的表面粗糙度Ra6.3，尺寸公差等級(jí)CT9，加工余量等級(jí)MA-E，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑半精銑方能滿足其精度要求。粗銑 單邊余量Z=1.5mm半精銑 單邊余量Z=0.5mm3、C面的加工余量 C面的表面粗糙度Ra6.3，尺寸公差等級(jí)CT9，加工余量等級(jí)MA-E，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑半精銑方能滿足其精度要求。粗銑 單邊余量Z=1.5mm半精銑 單邊余量Z=0.5mm4、 12H7孔的加工余量 12H7孔的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級(jí)CT7，加工余量等級(jí)MA-E，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4得，單邊加工余量Z=1.5mm，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7知，需要經(jīng)過鉆，鉸能滿足其精度要求。5、 10H8孔的加工余量 10H8孔的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級(jí)CT8，加工余量等級(jí)MA-E，查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4得，單邊加工余量Z=1.5mm，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.4-7知，需要經(jīng)過鉆，鉸能滿足其精度要求。6、 不加工表面的加工余量不加工表面，直接鑄造即可滿足其精度要求。2.5 確定切削用量及基本工時(shí)工序01：鑄造工序02：冷作工序03：熱處理工序04：油漆工序05：銑工步一：銑基準(zhǔn)面A1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取4003）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：銑基準(zhǔn)面B1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取4003）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序06：銑平面C1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52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 ，則按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取5003）計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序07：鉆、鉸12H7孔25H7孔工步一：鉆鉸12H7孔選用麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 468r/min 按機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工步二：鉆鉸25H7孔選用麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 468r/min 按機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序08： 鉆、鉸10H8孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 468r/min 按機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為工序11：檢驗(yàn)至圖紙要求工序12：入庫(kù)三 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配工序銑平面C的銑床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑平面C，精度等級(jí)7級(jí)，表面粗糙度Ra3.2。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 本道工序加工銑平面C，采用基準(zhǔn)面A及25外輪廓作為定位基準(zhǔn)。3.3 切削力和夾緊力的計(jì)算（1）刀具：采用X52銑刀 機(jī)床：X52銑床由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘：公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠。3.4 定位誤差分析一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對(duì)工序基準(zhǔn)的誤差。形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，。已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。3.5 夾具操作的簡(jiǎn)要說明基準(zhǔn)面A作為第一定位基準(zhǔn)，25外輪廓作為第二定位基準(zhǔn)屬于完全定位。 總結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)是艱難充滿挑戰(zhàn)的，同時(shí)也是鞏固所學(xué)知識(shí)，熟練掌握機(jī)械原理的一次難得機(jī)會(huì)。為期三周的撥叉零件的夾具設(shè)計(jì)用到了以前所學(xué)的許多知識(shí)。比如刀具選擇、互換性問題、自由度問題等等。這次課程設(shè)計(jì)碰到許許多多的難題，但是在老師的悉心教導(dǎo)，同學(xué)的相互幫助，自己的勤奮努力下，所有問題都迎刃而解。這一次的課程設(shè)計(jì)不光鞏固了所學(xué)知識(shí)，更加磨礪了我的意志，增加我對(duì)未來的信心。讓我在以后的道路上不怕挑戰(zhàn)，更加勇敢。 致謝三周的課程設(shè)計(jì)終于到了尾聲，這三周讓我學(xué)到了不少東西，對(duì)以前所學(xué)知識(shí)更加的了解和掌握。成功完成本次課程設(shè)計(jì)，離不開張老師的悉心教導(dǎo)，在我有不明白的問題時(shí)，從原理到畫圖，都有老師的耐心指導(dǎo)，感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的耐心和幫助。同時(shí)感謝一起學(xué)習(xí)，一起畫圖，一起研究原理的一幫同學(xué)們，祝大家前途似錦。 參考文獻(xiàn)1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年- 16 -