拖拉機Ⅱ-Ⅲ檔倒擋撥叉-銑叉口7mm的外端面夾具-銑叉腳兩端面的夾具

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In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design a rough structure, and choose the good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of the process step size calculation, is the key to decide the process equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, a guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error analysis, fixture structure rationality and deficiency, and later in the design of improved.Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error.目 錄序言1第一章 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 2第二章 工藝規(guī)程設(shè)計32.1確定毛坯的制造形式 32.2基面的選擇傳 42.3制定工藝路線 52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 62.5確定切削用量及基本工時 7第三章 夾具設(shè)計 143.1銑叉腳兩端面的夾具設(shè)計 183.1.1問題的提出 183.1.2定位基準(zhǔn)的選擇 183.1.3切削力及夾緊力計算 183.1.4定位誤差分析 203.1.5定向鍵和對刀裝置設(shè)計 213.1.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 22總 結(jié)25致 謝26參考文獻 27序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。撥叉鉆5孔及銑寬7撥叉腳的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個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)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。第一章 零件的分析1.1 零件的作用變速器換擋叉的作用就是撥動同步器的齒環(huán)，以達到各檔位的分離和結(jié)合，實現(xiàn)換擋。1.2 零件的工藝分析從撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以15H8mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：15H8孔的右端面，15H8mm孔以及對其倒角。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的兩端面，銑叉口內(nèi)側(cè)面，其中兩端面和15H8孔有垂直度要求，這就要求我們要以15H8內(nèi)孔定位加工這兩端面，以保證端面和15H8孔的垂直度。第二章 工藝規(guī)程設(shè)計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為35，零件在工作過程中經(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，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。撥叉零件材料為 35，硬度選用180HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用鍛造， 2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計如下： 1. 15H8的右端面15H8的右端面的粗糙度為12.5,進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm2. 15H8mm的孔 因為孔僅有15mm，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。2. 叉口兩側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為2.0mm，符合要求。3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R28.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級，4.叉口的內(nèi)側(cè)面叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm5.寬13的槽因其寬度只有13，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心其它表面均為不加工表面，而且鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖.2 “撥叉”零件毛坯簡圖。2.2 基面的選擇的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證15H8mm孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和15H8的左端面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及15H8mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。工件被放在支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在一個削邊銷的外圓柱面上，限制兩個自由度；1230面與一個圓柱銷配合，限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一工序1：鍛造。工序2：調(diào)質(zhì)處理工序3：銑15H8右端面工序4：鉆，擴，鉸15H8孔，倒角工序5：銑寬13的槽工序6：鉆、鉸5H14孔工序7：銑叉口的寬7的兩端面工序8：銑叉口寬50H12的面工序9：去毛刺工序10：質(zhì)檢、入庫方案二工序1：鍛造。工序2：調(diào)質(zhì)處理工序3：銑15H8右端面工序4：銑叉口的寬7的兩端面工序5：鉆，擴，鉸15H8孔，倒角工序6：銑寬13的槽工序7：鉆、鉸5H14孔工序8：銑叉口寬50H12的面工序9：去毛刺工序10：質(zhì)檢、入庫對方案一和方案二進行比較，可知方案二將15H8孔的加工放在銑叉口的兩端面后面，由零件圖我們知道，15H8孔和銑叉口的兩端面有垂直度要求，為了保證他們之間的垂直度要求，應(yīng)將15H8孔的加工放到前面，這樣不但可以保證他們之間的垂直度要求，而且為后面工序的加工，提供了定位基準(zhǔn)，節(jié)省了時間，進而提高了效率，所以我們選擇方案一。具體的加工路線如下工序1：鍛造。工序2：調(diào)質(zhì)處理工序3：銑15H8右端面工序4：鉆，擴，鉸15H8孔，倒角工序5：銑寬13的槽工序6：鉆、鉸5H14孔工序7：銑叉口的寬7的兩端面工序8：銑叉口寬50H12的面工序9：去毛刺工序10：質(zhì)檢、入庫2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 15H8的右端面15H8的右端面的粗糙度為12.5,進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm2. 15H8mm的孔 因為孔僅有15mm，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。2. 叉口兩側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為2.0mm，符合要求。3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R28.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級，4.叉口的內(nèi)側(cè)面叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm5.寬13的槽因其寬度只有13，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心其它表面均為不加工表面，而且鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。2.5 確定切削用量及基本工時工序1：鍛造。工序2：調(diào)質(zhì)處理工序3：銑15H8右端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275當(dāng)275r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序4：鉆，擴，鉸15H8孔，倒角工步一鉆孔至12確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工12孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步二：擴孔利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步三：鉸孔根據(jù)參考文獻表2-25，得查參考文獻表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為工步四：倒角工序5：銑寬13的槽1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在7次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275當(dāng)275r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時：，則機動工時為總的工時：T=7t=3.436min工序6：鉆5H14孔工步一鉆孔至4.8確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工4.8孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步二：鉸孔根據(jù)參考文獻表2-25，得查參考文獻表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為工序7：銑叉口的寬7的兩端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275當(dāng)275r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為總的工時：T=2t=0.909min工序8：銑叉口寬50H12的面臥式銑床X62W選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62W型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275當(dāng)275r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為總的工時：T=2t=0.964min工序9：去毛刺工序10：質(zhì)檢、入庫第三章 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序6：鉆5孔的夾具設(shè)計；工序7：銑叉口的寬7的兩端面。3.1 銑撥叉腳的兩個端面的夾具設(shè)計3.1.1 問題的提出 本夾具主要用于銑叉口的寬7的兩端面的夾具設(shè)計，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。銑叉口寬7的兩端面，采用15H8的孔及其端面做為定位基準(zhǔn)，限制工件五個自由度，工件的另一個自由度用一擋塊即可限制，但為了防止工件在銑削時轉(zhuǎn)動，所以在其對應(yīng)的面用一固定擋銷。3.1.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 100mm z=24 機床： X62W型臥式銑床 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 因在計算切削力時，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）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 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=6mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.1.4 定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面，一心軸，一擋塊、一擋銷。（2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，心軸的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與心軸配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的心軸保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與心軸中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和心軸中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一心軸，一擋板定位，工件始終靠近擋板的一面，而心軸的會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在心軸正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。3.1.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18-0.014-0.04525125116.813+0.0236塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC2-0.0060.253.1.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。夾具裝配圖附圖如下夾具體附圖如下總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝大學(xué)里的學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的老師和同學(xué)們表達我由衷的謝意。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的二年充滿了感動。 這次畢業(yè)設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的設(shè)計指導(dǎo)老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向張老師尋求幫助，而張老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，設(shè)計提綱的確定，中期設(shè)計的修改，后期設(shè)計格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。在此謹(jǐn)向張老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間對我?guī)椭耐瑢W(xué)，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！ 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與論文答辯的各位老師表示感謝。參 考 文 獻:1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(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.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年第 24 頁 共 27 頁