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1、題目名稱 撥叉（CA6140車床）夾具設(shè)計(jì)目錄一、 已知條件1二、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1（一） 零件的作用1（二） 確定加工表面及主要加工表面1（三） 確定生產(chǎn)類型2三、 確定毛坯尺寸，繪制毛坯圖2（一） 確定毛坯尺寸2（二） 繪制毛坯圖3四、 擬定工藝路線4（一） 選擇加工方法，擬定工藝路線4（二） 填寫工藝過(guò)程卡6五、 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算7（一） 工序設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算7（二） 畫工序簡(jiǎn)圖，填寫工序卡片10六、 設(shè)計(jì)專用夾具11（一） 確定定位方案及定位元件11（二） 繪制夾具三維模型12七、 繪制夾具裝配二維圖并進(jìn)行標(biāo)注18八、 總結(jié)18九、 參考文獻(xiàn)191、 已知條件 已知
2、：Q=7500臺(tái)/年，m=1件/臺(tái)， 工件工作過(guò)程中不會(huì)受到?jīng)_擊載荷，毛坯選用鑄件，材料HT200，重量1.12kg。2、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定（1） 零件的作用 該撥叉應(yīng)用在某拖拉機(jī)變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中。撥叉頭以25mm孔套在變速叉軸上,撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑動(dòng)，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變拖拉機(jī)的行駛速度。 該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面
3、、叉軸孔250-0.03mm(H7)，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。（2） 確定加工表面及主要加工表面該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件。為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔的垂直度要求為0.1mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用導(dǎo)向槽定位。導(dǎo)向槽的尺寸為，且導(dǎo)向槽的側(cè)面與叉軸孔中心線的垂直度要求為0.08mm。表2-1 各表面技術(shù)要求加工表面公差及精度等級(jí)尺寸及偏差mm表面粗糙度Ram形位公差/mm撥叉頭側(cè)面IT12176.3撥叉腳兩端面IT123.20.1A撥叉腳內(nèi)表面IT133.2撥叉腳頂面IT96.3操縱槽端面IT133.2操縱槽內(nèi)側(cè)
4、面IT123.20.08A操縱槽底面IT1286.3孔IT70.4（3） 確定生產(chǎn)類型結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%，則年產(chǎn)綱領(lǐng)撥叉重量為1.12kg，查表2-1知，撥叉屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。表2-2 不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別表 表2-3機(jī)械加工零件生產(chǎn)類型的劃分 表2-3生產(chǎn)類型3、 確定毛坯尺寸，繪制毛坯圖（1） 確定毛坯尺寸1、 求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖確定輪廓尺寸：長(zhǎng)約為155.5mm，寬為75mm，高位80mm，故最大輪廓尺寸為155.5mm。2、 選取公差等級(jí)CT 由表5-1，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄造材料按灰鑄鐵，得公差等級(jí)范圍8-12級(jí)，取
5、為10級(jí)。3、 求鑄件尺寸公差 很據(jù)加工面的基本尺寸和鑄造公差等級(jí)CT，由表5-3查得，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。4、 求機(jī)械加工余量等級(jí) 由表5-5，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍E-G級(jí)，去為F級(jí)。5、 求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為155.5mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，RMA數(shù)值為1.5mm。6、 求毛坯基本尺寸1 撥叉頭側(cè)面 單側(cè)加工由式5-1求出，即 ，因?yàn)閾懿骖^外圓半徑為 20mm，因此壓鑄時(shí)外圓鑄完整，外圓槽完全機(jī)加工做出。2 撥叉腳兩端面 雙側(cè)加工由式5-2求出，即 3 撥叉腳內(nèi)表面 內(nèi)
6、腔加工由式5-3求出，即 4 撥叉腳頂面 單側(cè)加工由式5-1求出，即 5 操縱槽端面 單側(cè)加工由式5-1求出，即 6 操縱槽內(nèi)側(cè)面 內(nèi)腔加工由式5-3求出，即 7 操縱槽底面 單側(cè)內(nèi)腔加工由式5-1求出，即 8 孔 內(nèi)腔加工由式5-3求出，即 表3-1 毛坯尺寸加工表面鑄件公差等級(jí)CT加工面基本尺寸mm鑄件尺寸公差/mm機(jī)械加工余量等級(jí)/mm毛坯基本尺寸mm撥叉腳兩端面10122.21.516.1撥叉腳內(nèi)表面10552.81.550.6撥叉腳頂面10132.53.61.5135.8操縱槽端面10232.41.525.7操縱槽內(nèi)側(cè)面10162.21.511.9操縱槽底面10821.55.5孔10
7、252.41.520.8（2） 繪制毛坯圖如下圖所示：圖3-1 毛坯圖4、 擬定工藝路線（1） 選擇加工方法，擬定工藝路線1、 定位基準(zhǔn)的選擇1 精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉腳左端面和孔作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。且撥叉軸孔的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面、操縱槽端面和撥叉頭側(cè)面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則。選用撥叉腳左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向上的尺寸多以該端面作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，
8、為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點(diǎn)不能作用在叉桿上。2 粗基準(zhǔn)的選擇： 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。本例選擇撥叉頭左端面作粗基準(zhǔn)。采用撥叉頭左端面作粗基準(zhǔn)加工撥叉腳左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)；再采用加工過(guò)的撥叉腳左端面作為精基準(zhǔn)加工孔，這樣遵循了粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用的原則，同時(shí)能保證撥叉腳端面與孔的垂直度。2、 零件表面加工方法的選擇表4-1 表面加工方法加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度Ram加工方案?jìng)渥懿骖^側(cè)面IT126.3粗銑-半精銑表5-16撥叉腳兩端面IT123.2粗銑-磨削表5-16撥
9、叉腳內(nèi)表面IT103.2粗鏜-半精鏜表5-15撥叉腳頂面IT126.3粗銑-半精銑表5-16操縱槽端面IT123.2粗銑-半精銑表5-16操縱槽內(nèi)側(cè)面IT123.2粗銑-半精銑表5-16操縱槽底面IT126.3粗銑-半精銑表5-16孔IT80.4擴(kuò)-鉸表5-153、 制定工藝路線按照“先基面后其他”“先主后次”“先粗后精”的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。以粗基準(zhǔn)撥叉頭底面定位，加工精基準(zhǔn)孔和撥叉腳左端面以孔定位加工撥叉頭側(cè)面、操縱槽端面、撥叉腳頂面和內(nèi)表面以撥叉腳左端面定位加工撥叉腳右端面、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面表4-2工藝路線工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具負(fù)責(zé)人1鑄件表面處理鉗工臺(tái)錘子、
10、銼刀卡尺2退火3擴(kuò)、鉸孔立式鉆床擴(kuò)孔鉆、鉸刀卡尺、賽規(guī)汪帥兵4粗銑撥叉腳兩端面臥式雙面銑床臥式雙面銑床銑刀游標(biāo)卡尺沈博文5粗銑撥叉腳頂面、內(nèi)側(cè)面銑床銑刀游標(biāo)卡尺、賽規(guī)吳家文6粗銑、半精銑撥叉頭側(cè)面立式銑床立銑刀游標(biāo)卡尺劉露淳7粗銑、半精銑操縱槽端面、內(nèi)側(cè)面、底面立式銑床立銑刀游標(biāo)卡尺冼李廣8精銑撥叉腳兩端面周軼驍9精銑撥叉腳頂面、內(nèi)側(cè)面黎如劍10去毛刺鉗工臺(tái)砂紙11熱處理?yè)懿婺_兩端面局部淬火淬火機(jī)等12中檢賽規(guī)、百分表、卡尺等13校正撥叉腳鉗工臺(tái)手挫14磨削撥叉腳兩端面平面磨床砂輪游標(biāo)卡尺15清洗清洗機(jī)16終檢賽規(guī)、百分表、卡尺等（2） 填寫工藝過(guò)程卡5、 進(jìn)行工序設(shè)計(jì)和工藝計(jì)算（1） 工序設(shè)
11、計(jì)和工藝計(jì)算1、機(jī)械加工余量的與確定 查表5-42可得，擴(kuò)孔至24.8，粗鉸至24.94，精鉸至25，即精鉸余量，粗鉸余量，擴(kuò)孔余量2、 工序尺寸及公差的計(jì)算查表5-29可確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為精鉸：IT7；粗鉸：IT10；粗?jǐn)U：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查表5-30可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.021mm；粗鉸：0.084mm；粗?jǐn)U：0.21mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：mm；粗鉸： mm；粗?jǐn)U：mm，它們的相互關(guān)系如圖圖5-1 工藝尺寸鏈3、 切削用量的選擇1 擴(kuò)孔工步高速鋼擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，取背吃刀量=2mm，走刀兩次。由表5-128，選取該工步的每
12、轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.7mm/r。由表5-133，按工件材料為HT200的條件取，切削速度為10m/min。由公式可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速為n=128.42r/min，參照表5-65所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=140r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際切削速度。2 粗鉸工步高速鋼鉸刀粗鉸，取背吃刀量=0.14mm。由表5-129，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=1.5mm/r。由表5-135，切削速度v可取為5m/min。由公式可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=63.85r/min，參照表5-65所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的
13、實(shí)際切削速度。3 精鉸工步高速鋼鉸刀精鉸，取背吃刀量=0.06mm。由表5-129，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=1.5mm/r。由表5-135，切削速度v可取為5m/min。由公式可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=63.69r/min，參照表3-54（2）所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際切削速度。4、 工時(shí)定額的計(jì)算計(jì)算公式：1 基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）的計(jì)算A. 擴(kuò)孔工步 根據(jù)表2-26，擴(kuò)孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中；f=0.7mm/r；n=140r/min。將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間。B. 粗鉸工步 根據(jù)表2-26，粗鉸基本
14、時(shí)間可由公式求得。式中、由表3-42按、的條件查得；而；f=1.5mm/r；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，則工序的基本時(shí)間：。C. 精鉸工步 同上，根據(jù)表2-26，基本時(shí)間可由公式求得。式中、由表3-42按、的條件查得；而；f=1.5mm/r；n=68r/min。將上述結(jié)果代入公式，工序的基本時(shí)間2 輔助時(shí)間的計(jì)算輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為，取，則各工序的輔助時(shí)間分別為：工序2擴(kuò)孔工步的輔助時(shí)間： 工序2粗鉸工步的輔助時(shí)間： 工序2精鉸工步的輔助時(shí)間： 3 其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。該撥叉的生產(chǎn)類型
15、為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%4%,均取為3%，則各工序的其他時(shí)間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）（+）計(jì)算，它們分別為：工序2擴(kuò)孔工步的輔助時(shí)間：（+）=6%（50.82s+8.64s）=6%59.64s=3.57s工序2粗鉸工步的輔助時(shí)間：（+）=6%（54.92s+9.34s）=6%64.26s=3.86s工序2精鉸工步的輔助時(shí)間：（+）=6%（53.64s+9.12s）=6%62.76s=3.77s4 單件時(shí)間的計(jì)算工序2的單件時(shí)間為三個(gè)工步單件時(shí)間的和，其中擴(kuò)孔工步：=50.82s+8
16、.64s+3.57s=63.03s；粗鉸工步：=54.92s+9.34s+3.86s=68.12s；精鉸工步：=53.64s+9.12s+3.77s=66.53s；因此，工序2的單件時(shí)間=63.03s+68.12s+66.53s=197.68s。將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。（2） 畫工序簡(jiǎn)圖，填寫工序卡片6、 設(shè)計(jì)專用夾具（1） 確定定位方案及定位元件1、 定位方案的確定 分別以撥叉頭外圓及撥叉底面定位，以短V型塊定位外圓限制兩個(gè)自由度，以輔助支撐和兩個(gè)支撐釘定位底面限制三個(gè)自由度，沿切削方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度無(wú)需限制。2、 定位元件的設(shè)計(jì)1 V形塊的設(shè)計(jì)：查表5-170，由撥叉頭外
17、圓直徑D=40mm，得V形塊參數(shù)，如下表：DNLBHAbldh404285403264161916128111810182 支撐釘?shù)脑O(shè)計(jì)：查表5-162，底面為粗基準(zhǔn)面，采用D6球頭支撐釘，得參數(shù)如下表：DLdSR8412683、 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)：1 快換鉆套：查表5-182，由鉆孔直徑d=25mm，得鉆套參數(shù)，如下表：dDHhrmt 配用螺釘2535524625125.532.521210.012M82 襯套：查表5-183，d為鉆套的D，選用A型襯套，得襯套參數(shù)。dDHt354852250.0123 鉆套螺釘：查表5-184，取M8。dDLntM85.512202211.522.54 鉆模
18、板：已知襯套外圓直徑D=48，查表3-5，排屑間隙h=（0.3-0.7）d，得到鉆模板高度等參數(shù)。4、夾緊裝置的設(shè)計(jì)：采用鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)，查表5-204,使用A型，得壓板參數(shù)。ABDHhr92420203511101814201查表5-205，得組合件尺寸。dKDBLM814282038（2） 繪制夾具三維模型圖6-1 V形塊圖6-2 鉆套圖6-3 鉆模板圖6-4鉆套螺釘圖6-5 底座圖6-6 球頭支撐釘圖6-7 鉤形壓板圖6-8 夾具裝配模型6-9 爆炸視圖7、 繪制夾具裝配二維圖并進(jìn)行標(biāo)注8、 總結(jié)此次課程設(shè)計(jì)是在一邊進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，一邊著手完成的，基本上是課程上學(xué)習(xí)多少便應(yīng)用多少，對(duì)書本
19、的知識(shí)有很好的鞏固及實(shí)踐的作用，效果相當(dāng)受用。從課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中了解了機(jī)械產(chǎn)品制造的一般過(guò)程，特別是機(jī)械加工這一塊，了解了從初始毛坯，經(jīng)過(guò)粗精加工后到成品的過(guò)程，對(duì)于其中生產(chǎn)類型的確定，加工表面選擇，加工余量的計(jì)算有比較深的理解，也學(xué)會(huì)了初步的應(yīng)用。而對(duì)于粗精基準(zhǔn)的選擇和作用，也在學(xué)習(xí)與應(yīng)用的過(guò)程中逐步從比較懵懂到有了一定理解。在工序的安排這一塊，從課本上比較模式化的書面語(yǔ)言到實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中較靈活的安排，都有不少方法上的收獲和理解。在夾具這一塊，在沒(méi)接觸之前對(duì)其比較陌生，感覺(jué)不是很好上手，但在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，慢慢從書本及現(xiàn)實(shí)的結(jié)合中都對(duì)其逐步加深理解，對(duì)于定位鍵及自由度的應(yīng)用從書本上比較抽象的說(shuō)法
20、到實(shí)際使用時(shí)概念的漸漸明確，方法的逐步熟練都有不小的收獲。而夾具體的設(shè)計(jì)上，從原來(lái)的空白到參照一些典型結(jié)構(gòu)之后，慢慢也是逐步上手，到最后的三維主體的完成，其中的過(guò)程有些許困難，但任務(wù)完成時(shí)的那份成就依然是比之欣喜得多。到現(xiàn)在已經(jīng)做過(guò)四次的課程設(shè)計(jì)了，每次都是從陌生開(kāi)始，在忐忑與能力的懷疑中逐步摸索出來(lái)，最后如期地完成成品。其中最深的印象便是對(duì)人學(xué)習(xí)能力的認(rèn)識(shí)，人可以從一無(wú)所知到精通一門專業(yè)，之間相差的便是這種學(xué)習(xí)的行動(dòng)，很多東西看似高不可攀，但一步步下來(lái)，終究可以將其掌握，而這中間要求的，便是決心與毅力了。感謝這次課程設(shè)計(jì)中老師對(duì)自己的指導(dǎo)，多次勞心的檢查與改進(jìn)意見(jiàn)的給出及知識(shí)上的點(diǎn)撥都讓我相當(dāng)收益。同時(shí)謝謝組員間的合作，在與同學(xué)的彼此討論中，解決了疑問(wèn)，加深了印象，最重要的是通過(guò)自己的發(fā)現(xiàn)與探討后解決方案的提出，都是自己實(shí)實(shí)在在的收獲，對(duì)知識(shí)有深的理解，對(duì)將來(lái)問(wèn)題的解決有信心與有啟發(fā)。9、 參考文獻(xiàn)【1】機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 于駿一、鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社?！?】機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社。【3】幾何量公差與檢測(cè) 甘永立主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社?！?】機(jī)械制圖 何銘新 錢可強(qiáng)主編 高等教育出版社。17
撥叉(CA6140車床)夾具設(shè)計(jì)
