批量生產(chǎn)K048-副變速撥叉加工工藝及銑叉口內(nèi)側面夾具設計 【銑寬40開檔】

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Keywords Process the craft，F(xiàn)ixed position，Clip tight，Appropriation tongs 序言 機械制造技術基礎課程設計是大學必修課程，它是在學習了大部分專業(yè)課，尤其是機械制造技術基礎以后進行的一個注重實踐性教學環(huán)節(jié)，使我們做到學以致用。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術基礎中的刀具、機床、基準定位、夾具等知識，并結合大二時生產(chǎn)實習的實踐，在老師和同學的幫助下獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題和難題，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，鞏固了專業(yè)知識，提高了自主設計機械的能力，豐富了設計思維，為今后的畢業(yè)設計以及畢業(yè)以后的設計工作奠定良好的基礎。 但是由于學生水平所限，經(jīng)驗不足，設計中存在一些毛病，希望各位老師不吝賜教。 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1零件的工藝分析 零件的材料為KTH350-10，可鍛鑄鐵，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： （1）撥叉左右端面粗糙度為25，通孔φ14粗糙度為3.2，此孔為加工其他孔的基準。孔φ8.7粗糙度為25。 （2）撥叉頭上兩相對端面14H13,粗糙度為12.5，平行度為0.4。 （3）撥叉腳相對兩端面40B12，粗糙度為12.5，撥叉腳側面基本尺寸為6，粗糙度為6.3，垂直度為0.1。 根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.2零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領：該零件的機構尺寸較小，屬于輕型零件，產(chǎn)量4000件/年，設其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則零件的年生產(chǎn)綱領為N=4000*（1+4%）*(1+1%)=4201件，查表1-4屬中批量生產(chǎn). 2選擇毛坯，繪制毛坯圖 2.1選擇毛坯 該零件材料為可鍛鑄鐵，零件結構比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應該的 2.2確定機械加工余量 根據(jù)鑄件材料，根據(jù)表2-5要求的機械加工余量等級及表2-4要求的鑄件機械加工余量（RMA）確定零件待加工部分的機械加工余量。 2.3確定毛坯尺寸 外圓面的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸加上2倍的機械加工余量，再減去鑄件公差的一半；內(nèi)腔的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸減去2倍的機械加工余量，再加上鑄件公差的一半。 2.4設計毛坯 （1） 根據(jù)鑄件的性質和尺寸，鑄造時可不將φ14和φ8.7兩孔鑄出。 （2） 根據(jù)該撥叉的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。 3 選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準的選擇 粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)選擇副變速撥叉頭的右端面和φ14mm孔的外圓面為主要的定位粗基準。 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為精基準。 3.2零件表面加工方法的選擇 1 撥叉頭兩端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行粗銑。 2 Φ14孔 IT7, 表面粗糙度為Ra3.2, 粗擴、精擴。 3 撥叉腳相對的兩端面 IT12，表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑、半精銑。 4 撥叉腳兩側面 IT10, 表面粗糙度為Ra6.3, 精銑。 5 14H13底面和內(nèi)側面 IT13, 表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑。 6 Φ8.7的孔 IT11, 表面粗糙度為Ra25。 3.3.制定工藝路線 工序1：粗銑撥叉頭兩端面。 工序2：粗擴、精擴Φ14孔。 工序3：校正撥叉腳。 工序4：粗銑、半精銑撥叉腳兩端面。 工序5：銑叉抓口內(nèi)側面。 工序6：鉆Φ8.7的孔。 工序7：粗銑14H13內(nèi)側面。 工序8：去毛刺。 工序9：中檢。 工序10：熱處理。 工序11：清洗。 工序12：終檢 4.工序設計 4.1 選擇加工設備與工藝裝備 在中批量生產(chǎn)的條件下，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可以選用通用設備。根據(jù)本零件加工的工序特點和工序安排，選用如下表所列的加工設備和工藝設備： 工 序 號 工 名 序 稱 設 備 工 藝 裝 備 1 銑 立式銑床X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 擴孔 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī) 3 校正 鉗工臺 手錘、專用夾具 4 銑 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 5 銑 立式銑床X51 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 6 鉆 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 7 銑 立式銑床X51 槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺、專用夾具 8 去毛刺 鉗工臺 平銼、專用夾具 9 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具 10 熱處理 11 清洗 清洗機 擴孔鉆、卡尺、塞規(guī) 12 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具 4.2確定工序尺寸（工序XIV） 由表可查得，操縱槽14H13內(nèi)側面相對兩端面的單邊余量為0.5?？纱_定各工步尺寸的加工精度等級為，粗銑IT13。根據(jù)上述結果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值均為1.1mm。 綜上所述，該工序兩個工步的工序尺寸及公差均為，粗銑： 13±0.55mm。 5確定切削用量及基本時間（工序4） 5.1切削用量的計算 （1）背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1=0.5,工步2的背吃刀量ap2=0.5mm. （2）進給量的確定 由表5-7，按機床功率為5-10kw、工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取0.08mm/z。 （3）銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為44.9m/min。由公式（5-1）n=1000v/Πd可求得該工序銑刀轉速n=1000*44.9m/min/Π*80mm=178.65r/min,參照表4-18所列臥式銑床的主軸轉速，取轉速n=160r/min。再將次轉速帶入公式,可求出該工序的實際銑削速度v=nΠd/1000=40.2m/min。 5.2時間定額的計算 5.2.1 基本時間tm的計算￣ 根據(jù)表5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出該工序的基本時間。由于該工序包括兩個工步，即兩個工件同時加工，式中L=15*2=30mm；L2=1～3mm，取L2=1mm；L1=0.5（d-√ae*ae-d*d））+1=0.5（14-6）+1=5mm；fMz=fn=fz*Z*n=128mm/min。 將上述結果代入公式tj=（L+L1+L2）/fMz，則該工序的基本時間tj=(30+5+1)mm/128mm/min=16.9s 5.2.2 輔助時間tr的計算 輔助時間tr與基本時間tj之間的關系為tr=(0.15～0.2)tj,取tf=0.15tj,則工序的輔助時間tr=0.15*16.9=2.54s. 5.2.3 其他時間tb+tx的計算 對于中批量生產(chǎn)，布置工作地的時間tb是作業(yè)時間的2%～7%，休息與勝利需要時間tx是作業(yè)時間的2%～4%，這里均取3%，則： tb+tx=(3%+3%)*（16.9+2.54）=1.17s。 5.2.4 單件時間tdj的計算 根據(jù)上述結果得tdj=16.9s+2.54s+1.17s=20.61s。 6夾具設計 6.1定位方案 工件以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為定位基準。，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制1個自由度、長銷限制4個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位面上加一個螺釘來限制旋轉的自由度，所有六個自由度都被限制了。 6.2夾緊機構 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用結構簡單、夾緊迅速的偏心壓板夾緊機構，通過偏心輪實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。 6.3 對刀裝置 采用直角對刀塊進行對刀。 6.4夾具與機床連接元件 在夾具體上設計座耳，用T形螺栓固定。 6.5夾具體 見夾具體零件圖。 7設計體會 在老師的指導和同學的幫助下，我順利完成了該課程設計。通過該課程設計，收獲頗多。作為一名機械系，機械設計制造及自動化大三的學生，我覺得能做類似的課程設計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的大三的時間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐面？如何把我們所學到的專業(yè)基礎理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸最深的當數(shù)查閱大量的設計手冊了。為了讓自己的設計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設計，但我們不是藝術家。他們可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構想永遠只能是構想，永遠無法升級為設計。同時，我覺得應該培養(yǎng)我們的團隊合作精神，讓幾個人一起作這樣的課程設計我想會更好的發(fā)揮我們的特長。 參考文獻 [1]哈爾濱工業(yè)大學 .《機床夾具設計》.上?？茖W技術出版社 .1990。 [2]顧崇衡 .《機械制造工藝學》.陜西科學出版社.1995。 [3]鄒青 .《機械制造技術基礎課程設計指導教程》 . 機械工業(yè)出版社，200.8。 [4]崇凱 .《機械制造技術基礎課程設計指南》.化學工業(yè)出版社 .2006.12。 [5]周開勤 .《機械零件手冊》.高等教育出版社 .1994。 [6]大連組合機床研究所 .《組合機床設計》.機械工業(yè)出版社 .1978。 [7]李云..《機械制造及設備指導手冊》.北京:機械工業(yè)出版社 .1997.8。 [8]孟少農(nóng)..《機械加工工藝手冊》.北京:機械工業(yè)出版社.1991.9。 [9]李慶壽.《機床夾具設計》.北京：機械工業(yè)出版社 .1984。 [10]于駿一 .《機械制造技術基礎》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [11]薛源順..《機床卡具設計》.北京：機械工業(yè)出版社.2000。 [12]趙家奇 .《機械制造工藝學課程設計指導書—2版》.北京:機械工業(yè)出版社.2000.10。 [13]陶崇德.葛鴻翰 .《機床夾具設計.第二版》.上海：上?？萍技夹g出版社 .1989。 [14]黃健求..《機械制造技術基礎》. 機械工業(yè)出版社 .2005。 [15]楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》. 機械工業(yè)出版社 .2000。