鎮(zhèn)鎮(zhèn) 江江 高高 專專 ZHENJIANG COLLEGE 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論文）計(jì)（論文） 撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計(jì)撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計(jì) Technology and Fixture Design of the Fork 題 目： 撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計(jì) 系 名： 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電 W072 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 副教授 二一二 年 二 月 十五 日 撥叉工藝工裝及夾具設(shè)計(jì)撥叉工藝工裝及夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：機(jī)電 W072 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱： 副教授 摘要摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、 公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 撥叉鉆 5 孔及銑寬 7 撥叉腳的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、 工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析， 了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零 件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各 個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具 的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接 部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合 理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 Technology and Fixture Design of the Fork Abstract the design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fork milling with 5 Kong Jixi 7 wide fork of fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. 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. 目目 錄錄 序言序言1 第一章第一章 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 第二章第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3 2.1 確定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的選擇傳 4 2.3 制定工藝路線 5 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 7 第三章第三章 夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì) 14 3.1 鉆 5 孔的夾具設(shè)計(jì) 14 3.1.1 問題的提出 14 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 14 3.1.3 定位方案的確定 14 3.1.4 定位誤差分析 16 3.1.5 鉆套的設(shè)計(jì) 16 3.1.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 17 3.2 銑叉腳兩端面的夾具設(shè)計(jì) 18 3.2.1 問題的提出 18 3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 18 3.2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 18 3.2.4 定位誤差分析 20 3.2.5 定向鍵和對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 21 3.2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 22 總總 結(jié)結(jié)25 致致 謝謝26 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 27 第 1 頁 共 27 頁 序序 言言 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)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè) 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(jī)械制造水平的 高低是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 撥叉鉆 5 孔及銑寬 7 撥叉腳的夾具設(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。 第 2 頁 共 27 頁 第一章第一章零件的分析零件的分析 1.11.1零件的作用零件的作用 變速器換擋叉的作用就是撥動(dòng)同步器的齒環(huán)，以達(dá)到各檔位的分離和結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)換擋。 1.21.2 零件的工藝分析零件的工藝分析 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(duì)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 3 頁 共 27 頁 第二章第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.12.1 確定毛坯的制造形式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(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。 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(jí)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(duì)毛 坯初步設(shè)計(jì)如下： 1. 15H8的右端面 15H8的右端面的粗糙度為12.5,進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機(jī) 械工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm 2. 15H8mm的孔 因?yàn)榭變H有15mm，因此在鑄造時(shí)不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)， 不宜設(shè)計(jì)底孔。因此毛坯采用實(shí)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(jìn)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(jí)為G，選取尺寸公差等級(jí)為9級(jí)。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)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(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級(jí)為810級(jí)， 4.叉口的內(nèi)側(cè)面 叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機(jī)械 工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm 5.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(shí)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。 第 4 頁 共 27 頁 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(jiǎn)圖。 2.22.2 基面的選擇的選擇基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)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(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有 若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)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(gè)自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在一 個(gè)削邊銷的外圓柱面上，限制兩個(gè)自由度；12 30面與一個(gè)圓柱銷配合，限 第 5 頁 共 27 頁 制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。 對(duì)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(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不 重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 2.32.3 制定工藝路線制定工藝路線 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。 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(kuò)，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(kuò)，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 第 6 頁 共 27 頁 工序 10：質(zhì)檢、入庫 對(duì)方案一和方案二進(jìn)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(shí)間，進(jìn)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(kuò)，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 2.42.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機(jī)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(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機(jī) 械工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm 2. 15H8mm的孔 因?yàn)榭變H有15mm，因此在鑄造時(shí)不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計(jì)時(shí)， 不宜設(shè)計(jì)底孔。因此毛坯采用實(shí)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(jìn)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(jí)為G，選取尺寸公差等級(jí)為9級(jí)。 第 7 頁 共 27 頁 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)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(jī)械翻砂造型的尺寸公差等級(jí)為810級(jí)， 4.叉口的內(nèi)側(cè)面 叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機(jī)械 工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm 5.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(shí)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。 2.52.5 確定切削用量及基本工時(shí)確定切削用量及基本工時(shí) 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, ，。mmap5 . 2mmd25 0 min/125mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 mmap5 . 2 2）決定每次進(jìn)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 ，則齒/2 . 0 mmfz min/ 4 . 318 25 2510001000 r d v ns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r 第 8 頁 共 27 頁 min/ 6 . 21 1000 27525 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時(shí) w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml35mml5 . 2 1 mml3 2 min736 . 0 2 . 0275 35 . 235 21 Xfn lll t w m 工序 4：鉆，擴(kuò)，鉸 15H8 孔，倒角 工步一鉆孔至 12 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的，fMPa b 800 時(shí)，。由于本零件在加工 12 孔時(shí)mmd12 0 rmf/47 . 0 39 . 0 屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則 rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取rmmf/25 . 0 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18mv min/ 7 . 477 12 1810001000 r d v n w s 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為min/475rnw min/9 .17 1000 47512 1000 m nd v ww 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml30mml6 1 mml3 2 min328 . 0 25 . 0 475 3630 21 fn lll t w m 第 9 頁 共 27 頁 工步二：擴(kuò)孔mm 8 . 14 利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆mm12mm 8 . 14 的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmm ff /87 . 0 585 . 0 75 . 0 65 . 0 8 . 12 . 18 . 12 . 1 鉆 根據(jù)機(jī)床說明書，選取rmmf/57 . 0 min/4612 3 1 2 1 3 1 2 1 mvv 鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取min/34 6 . 51rn ，實(shí)際切削速度為min/68rnw min/2 . 3 1000 68 8 . 14 1000 m nd v ww 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml30mml4 . 1 1 mml3 2 min888 . 0 57 . 0 68 34 . 130 21 fn lll t w m 工步三：鉸孔mm8H15 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25，rmmf/4 . 02 . 0min/128mv 得 min/65.254 8 . 169rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取 ，實(shí)際切削速度。rmmf/35 . 0 min/198rnwmin/33 . 9 mv 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml30mml1 . 0 1 mml3 2 min478 . 0 35 . 0 198 31 . 030 21 fn lll t w m 工步四：倒角 工序 5：銑寬 13 的槽 第 10 頁 共 27 頁 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, ，。mmap0 . 2mmd80 0 min/125mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可?7 次走刀內(nèi)銑完，則 mmap0 . 2 2）決定每次進(jìn)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 ，則齒/2 . 0 mmfz min/ 5 . 318 25 2510001000 r d v ns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/ 6 . 21 1000 27525 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時(shí) w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml22mml2 1 mml3 2 min4909 . 0 2 . 0275 3222 21 Xfn lll t w m 總的工時(shí)：T=7t=3.436min 工序 6：鉆 5H14 孔 工步一鉆孔至 4.8 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的，fMPa b 800 時(shí)，。由于本零件在加工 4.8 孔時(shí)mmd8 . 4 0 rmf/47 . 0 39 . 0 第 11 頁 共 27 頁 屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則 rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 根據(jù) Z525 機(jī)床說明書，現(xiàn)取rmmf/25 . 0 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/8mv min/ 8 . 530 8 . 4 810001000 r d v n w s 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為min/475rnw min/2 . 7 1000 4758 . 4 1000 m nd v ww 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml12mml4 . 2 1 mml3 2 min147 . 0 25 . 0 475 34 . 212 21 fn lll t w m 工步二：鉸孔mm14H5 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25，rmmf/4 . 02 . 0min/128mv 得 min/65.254 8 . 169rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取 ，實(shí)際切削速度。rmmf/35 . 0 min/198rnwmin/33 . 9 mv 切削工時(shí)：，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml12mml1 . 0 1 mml3 2 min218 . 0 35 . 0 198 31 . 012 21 fn lll t w m 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, ，。mmap0 . 2mmd100 0 min/125mv 4z 第 12 頁 共 27 頁 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 mmap0 . 2 2）決定每次進(jìn)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 ，則齒/2 . 0 mmfz min/8 .238 100 7510001000 r d v ns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/ 4 . 86 1000 275100 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時(shí) w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml20 1 mml5 2 (min)4545 . 0 2 . 0275 520 21 Xfn ll t w m 總的工時(shí)：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, ，。mmap0 . 2mmd100 0 min/75mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 第 13 頁 共 27 頁 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 mmap5 . 3 2）決定每次進(jìn)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 ，則齒/2 . 0 mmfz min/8 .238 100 7510001000 r d v ns 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/4 .86 1000 275100 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時(shí) w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為mml20 1 mml5 . 6 2 min4818 . 0 2 . 0275 5 . 620 21 fn ll t w m 總的工時(shí)：T=2t=0.964min 工序 9：去毛刺 工序 10：質(zhì)檢、入庫 第 14 頁 共 27 頁 第三章第三章 夾具設(shè)計(jì)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，決定設(shè)計(jì)工序 6：鉆 5 孔的夾具設(shè)計(jì)； 工序 7：銑叉口的寬 7 的兩端面。 3.13.1 鉆、鉸鉆、鉸 55 孔的夾具設(shè)計(jì)孔的夾具設(shè)計(jì) 3.1.1 問題的提出 5H14 孔為銷孔，用于圓錐銷連接撥叉頭和軸。本工序的加工要求為： 孔徑 5H14（+ 0 . 1 80）mm，表面粗糙度為 Ra12.5m，孔的軸線在操縱槽對(duì) 稱面上，對(duì)孔 15H8 軸線的位置度允差為 0.2mm。 本工序的加工條件為：Z515 鉆床，5 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。工件上撥叉頭端 面、對(duì)孔 15H8 孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面均已加工，達(dá)設(shè)計(jì)圖樣要求， 撥叉腳端面已粗加工。 未淬硬鋼實(shí)心毛胚上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為 IT1112,表面粗糙為 Ra12.5m，在鉆夾具上加工時(shí)適當(dāng)控制切削用量，可以保證孔的尺寸精度 要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何保證孔軸 線與 15H8 軸線的位置度要求。 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?；鶞?zhǔn)選 擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至 達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖 的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件 圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考 慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。15H8 的孔已加工好， 且與 5H14 孔有位置度要求，為了使定位誤差減小，選擇 15H8 孔和其端 面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以一削邊塊和 15H8 孔及其端 第 15 頁 共 27 頁 面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的偏心輪 作為夾緊機(jī)構(gòu)。 3.1.3 定位方案及定位元件選擇、設(shè)計(jì) 定位方案的選擇 根據(jù)工件加工要求，工件在夾具中的定位有兩種方案 可供選擇。 方案一：以 15H8 孔為主要定位基準(zhǔn)，限制 4 個(gè)自由度，以操縱槽為止 推基準(zhǔn)，限制 1 個(gè)自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制 1 個(gè)自由度。 夾緊操縱槽。 方案二：以 15H8 孔為主要定位基準(zhǔn)，限制 4 個(gè)自由度，15H8 孔端面 為止推基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制 1 個(gè)自由 度，夾緊 15H8 的另一端面。 方案一是按照基準(zhǔn)重合原則確定的，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，有利于保證 加工精度，而且加緊點(diǎn)靠近加工面，夾緊力方向與切削力方向相反，可以抵 消部分切削力，有利于提高夾緊剛度。缺點(diǎn)是，夾緊力過大容易引起定位元 件變形。 方案二是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，夾緊力方向 指向定位元件剛度較大的方向。缺點(diǎn)是不容易保證孔的軸線與操縱槽對(duì)稱面 重合，鉆頭進(jìn)給的軸向力完全由定位元件承受，會(huì)引起定位元件變形。 本工序加工的 5H14 孔是穿過 15H8 孔的通孔，在定位銷上必須開一個(gè) 直徑大于 5mm 的徑向孔，以便加工鉆頭通過定位銷，而定位銷的直徑僅為 15mm，開孔后定位銷軸向的強(qiáng)度較小，定位銷不宜承受夾緊力。另外鉆孔 加工的切削力主要是鉆頭進(jìn)給的軸向力和鉆削扭矩，沿工件軸向幾乎沒有切 削力，所需要的夾緊力不大。綜合考慮兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，及本工序加工的 具體情況，采用方案一。 3.1.4 定位誤差分析 定位元件設(shè)計(jì) 根據(jù)定位方案一，設(shè)計(jì)定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示， 15H8 孔采用圓柱心軸定位，操縱槽采用偏心輪式的定心夾緊裝置，撥叉腳 內(nèi)側(cè)面采用圓柱擋銷定位。圓柱心軸的直徑及公差為 15f7(-0.016-0.034 ) 第 16 頁 共 27 頁 mm。 定位誤差計(jì)算 圓柱心軸與工件 15H8 孔的配合為 15H8/f7,影響位 置度的定位誤差為:D= Dmax dmin=（15+0.027）-（15-0.034） =0.061(mm) 此件小于工件相應(yīng)位置度公差的三分之一，即: D=0.0611/30.2（mm） 所以定位方案能夠滿足加工要求。 3.1.5 鉆套設(shè)計(jì) 5H14 的加工需鉆，然后鉸，因?yàn)殂@后還要鉸為了我們鉆后能及時(shí)的鉸。 故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工 藝要求：。即先用 4.8 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定鉆頭上偏 差為零，故鉆套孔徑為 4.8。再用鉸刀加工至 5H14。 3.1.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾 具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具 選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃?，切削力小，所以一般?手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng) 夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)。 夾具裝配圖附圖如下夾具裝配圖附圖如下 第 17 頁 共 27 頁 夾具體附圖如下夾具體附圖如下 第 18 頁 共 27 頁 3.23.2 銑撥叉腳的兩個(gè)端面的夾具設(shè)計(jì)銑撥叉腳的兩個(gè)端面的夾具設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 27 頁 3.2.1 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(jì)，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。 3.2.2 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(gè)自 由度，工件的另一個(gè)自由度用一擋塊即可限制，但為了防止工件在銑削時(shí)轉(zhuǎn) 動(dòng)，所以在其對(duì)應(yīng)的面用一固定擋銷。 3.2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 100mm z=24 機(jī)床： X62W 型臥式銑床 由3 所列公式 得 F V FzF w q u e y z X pF nd zafaC F 0 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù)0 . 1 v k 30 F C83 . 0 F q0 . 1 F X z=24 65 . 0 F y83 . 0 F u8 P a0 F w 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= 4321 KKKK 第 20 頁 共 27 頁 其中：為基本安全系數(shù) 1.5 1 K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1 2 K 為刀具鈍化系數(shù) 1.1 3 K 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 4 K 所以 NKFF7 .1775 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由FKffN 21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取25 . 0 21 ff F=+G G 為工件自重 z P N ff F N 4 . 3551 21 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=6mm，材料 45 鋼 性能級(jí)數(shù)為 6.8 級(jí) MPa B 1006MPa B s 480 10 8 螺釘疲勞極限： MPa B 19260032 . 0 32 . 0 1 極限應(yīng)力幅：MPa k kkm a 76.51 1lim 第 21 頁 共 27 頁 許用應(yīng)力幅： MPa Sa a a 3 . 17 lim 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s s s=3.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求 8 . 2 2 4 2 c H d F MPa d N c 15 43 . 1 2 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)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 3.2.4 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(shí)， 孔心在任意方向上的最大變動(dòng)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(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與心軸中心連線方向上的最大變 動(dòng)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(diǎn)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(huì)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(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于 第 22 頁 共 27 頁 加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 3.2.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置 的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作 表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： o 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 夾具體槽形尺寸 B 2 B 2 h 公稱 尺寸 允差 d允差 4 d LHhD 1 h 公稱尺寸 允 差 D 18-0.014-0.04525125116.813 +0 .0 23 6 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 第 23 頁 共 27 頁 標(biāo)記 四周倒圓 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 d C 2-0.0060.25 3.2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。 應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工 序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)殂娗邢饔嗔啃。?削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手 動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 第 24 頁 共 27 頁 夾具裝配圖附圖如下夾具裝配圖附圖如下 第 25 頁 共 27 頁 夾具體附圖如下夾具體附圖如下 第 26 頁 共 27 頁 總總 結(jié)結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來說受益菲淺的， 通過這次的設(shè)計(jì)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(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而 且掌握了設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計(jì) 打下了好的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該 更好的做到理論和實(shí)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(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們 畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致致 謝謝 大學(xué)里的學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的老師和同 學(xué)們表達(dá)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?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的二年充滿 了感動(dòng)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的設(shè)計(jì)指 導(dǎo)老師對(duì)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(huì)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(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，設(shè)計(jì)提綱的確定，中期 設(shè)計(jì)的修改，后期設(shè)計(jì)格式調(diào)整等各個(gè)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(shí)感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 對(duì)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(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與論文答辯的 第 27 頁 共 27 頁 各位老師表示感謝。 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn): 1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩綱主編,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?？茖W(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?？茖W(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，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 年