燕山大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： “ 撥叉 ”機(jī)械加工工藝規(guī)程及“ 銑叉口兩端面 ” 夾具設(shè)計(jì)學(xué)院（系）：年級專業(yè)：學(xué) 號(hào):學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）： 基層教學(xué)單位：機(jī)械系 學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)（班級）設(shè)計(jì)題目 “ 撥叉 ”機(jī)械加工工藝規(guī)程及“ 銑叉口兩端面 ” 夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1.年生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批量生產(chǎn) 2.加工要求：見零件圖設(shè)計(jì)要求 1.工藝規(guī)程必須保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，合理可行。2.夾具設(shè)計(jì)要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操作簡便；盡量采用機(jī)動(dòng)夾緊、多件夾緊等。3.設(shè)計(jì)圖紙及說明書符合規(guī)范。工作量零件圖 1張（A3/A4）毛坯圖 1張（A3/A4）夾具結(jié)構(gòu)裝配圖 1張（A1/A0）機(jī)械加工工藝過程卡片及工序卡片 1套課程設(shè)計(jì)說明書 1份（不少于5千字）工作計(jì)劃第1周 抄畫零件圖，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及毛坯圖。第2周 進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)及計(jì)算，完成結(jié)構(gòu)草圖。第3周 完成夾具裝配圖，編寫課程設(shè)計(jì)說明書，答辯。參考資料機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書機(jī)械制造工藝手冊機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 年 月 日 目 錄第1章 零件的分析. 11.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析.11.2 零件的工藝分析.1第2章 撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)12.1 毛坯的選擇.12.2 基準(zhǔn)的選擇 .12.3 工藝路線的擬定.2 2.3.1表面加工方法及加工方案的確定.2 2.3.2加工順序的確定.3 2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的確定.42.5 切削用量及工時(shí)定額的確定.5第3章 銑叉口兩端面工序夾具設(shè)計(jì). .63.1 任務(wù)的提出.63.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算.7 3.2.1定位方案的確定.7 3.2.2定位誤差的分析計(jì)算.73.3 夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算.7 3.3.1夾緊方案的確定.7 3.3.2夾緊力大小的分析計(jì)算.8 3.3.3夾具操作及維護(hù)簡要說明.8第4章 小結(jié) .8參考文獻(xiàn).10附錄 機(jī)械加工工藝過程卡片.11附錄 機(jī)械加工工序卡片.12夾具課程設(shè)計(jì)說明書一、零件的分析 1.1零件的功用機(jī)械中的撥叉，一般分為撥叉爪子，撥叉軸和撥叉手柄座。主要是撥動(dòng)滑移齒輪，改變其在齒輪軸上的位置，可以上下移動(dòng)或左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同的速度?；騽t是機(jī)械產(chǎn)品中離合器的控制，比如端面結(jié)合齒的結(jié)構(gòu)，內(nèi)外齒的結(jié)構(gòu)，都需要用撥叉控制其一部分來實(shí)現(xiàn)結(jié)合與分離。還有一種是機(jī)械產(chǎn)品中電器的控制也是需要撥叉來實(shí)現(xiàn)開關(guān)的閉合與斷開，一般是電器盒中兩邊各一個(gè)碰卡開關(guān)，撥叉左右或上下?lián)軇?dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床不同方向的運(yùn)轉(zhuǎn)。 1.2零件的工藝分析撥叉有一組加工表面，它們之間有一定的位置要求。 1.2.1 以28mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：28mm孔兩端面，叉口及叉口兩端面，M16螺紋孔。 這些加工表面之間有著一定的位置要求： 28mm孔軸線與叉口端面的垂直度誤差為0.05/100。 28mm孔軸線與兩端面的垂直度誤差為0.05/100。 由以上分析可知，28mm孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，要加工28mm孔要先加工孔的兩個(gè)端面再加工孔，然后以孔為基準(zhǔn)加工其他待加工面，并保證它們之間的位置精度要求。二、零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1毛坯的選擇零件材料為QT400-18，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，而鑄造生產(chǎn)成本低，設(shè)備簡單，故本零件毛坯采用鑄造方法。 2.2基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，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)無法正常進(jìn)行。 2.2.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)，由于該零件毛坯沒有鑄孔，根據(jù)有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則，現(xiàn)選取44外圓為粗基準(zhǔn)先加工兩端面，然后以端面為基準(zhǔn)再加工28孔。最后以28孔軸線為基準(zhǔn)加工其他待加工面。 2.2.2精基準(zhǔn)的選擇 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)。2.3工藝路線的擬定擬定工藝路線的內(nèi)容除選擇定位基準(zhǔn)外，還要選擇各加工表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定加工設(shè)備，工藝裝備等。工藝路線的擬定要考慮使工件的幾何形狀精度，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，成批生產(chǎn)還應(yīng)考慮采用組合機(jī)床，專用夾具，工序集中，以提高效率，還應(yīng)考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 2.3.1工藝路線方案一.粗銑28mm孔端面；.精銑28mm孔端面；.鉆，擴(kuò)，粗鉸，精鉸28mmmm孔至圖樣尺寸；.粗銑叉口兩端面；.精銑叉口兩端面；.粗銑叉口；鉆M16底孔14mm；.; .攻螺紋M16mm；. 去銳邊,毛刺； . 終檢,入庫。2.3.2工藝路線方案二.粗銑28mm孔端面；.精銑28mm孔端面； .鉆28mm孔（不到尺寸）；.半精鏜28mm孔（不到尺寸）； .精鏜28mm孔 .粗銑叉口；.粗銑叉口兩端面；.精銑叉口兩端面；.鉆M16mm螺紋底孔；.攻螺紋M16mm;.去銳邊,毛刺;.終檢,入庫。2.3.3工藝方案的比較與分析 方案一中的工序雖然代替了方案二中的工序、，減少了裝夾次數(shù)，但是在一道工序中要完成這么多工作，除了選用專門設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（但在成批生產(chǎn)時(shí)，在能保證加工精度的情況下，應(yīng)盡量不選用專用組合機(jī)床）外，只能選用轉(zhuǎn)塔車床，利用轉(zhuǎn)塔頭進(jìn)行加工。而轉(zhuǎn)塔車床目前大多適用于粗加工，用來在此處加工28mm孔是不合適的，因此決定降方案二中的工序、移入方案一，改為兩道工序加工。綜上所述，零件的最后加工路線如下：2.3.4工藝方案的確定.粗銑28mm孔端面；.鉆、擴(kuò)28mm孔；.粗銑叉口；.粗銑叉口端面；.鉆M16mm螺紋孔；.攻螺紋M16mm； .精銑28mm孔端面； .精銑叉口端面；.精鏜28mm孔；.去銳邊、毛刺；.終檢。 2.4毛坯尺寸及其加工余量的確定撥叉零件材料為QT400-18，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用精鑄生產(chǎn)。由于孔均有精度要求，不鑄出。故僅確定四個(gè)端面和叉口的相關(guān)尺寸。查表確定加工余量：砂型鑄造，材料為球墨鑄鐵，機(jī)器造型，公差等級為CT812,取CT10，加工余量等級EG,取G.切削余量：查表，基本尺寸小于100mm，加工余量為1.4mm； 基本尺寸小于63mm，加工余量為0.7mm。鑄件公差等級：查表，基本尺寸小于100mm，取2.5mm； 基本尺寸小于63mm，取2.5mm。2.4.128mm圓柱兩端面毛坯尺寸及加工余量計(jì)算根據(jù)工序要求，28mm圓柱兩端面經(jīng)過兩道工序，先粗銑28mm圓柱端面，再精銑28mm圓柱端面，各步余量如下：粗銑：由機(jī)械加工工藝手冊第一卷表3.2-23，其余量值規(guī)定，對于端面（50mm）為1.02.0mm，現(xiàn)取1.8mm。表3.2-27粗銑平面的厚度偏差（30mm）為0.250.39mm，現(xiàn)取0.30mm。精銑：由加工工藝手冊表3.2-25，其余量規(guī)定值為0.7mm。故鑄造毛坯的基本尺寸為442.52.549mm 。又根據(jù)前面鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)值，取尺寸公差為2.8mm。故：毛坯的名義尺寸：432.52.549mm；毛坯的最小尺寸：490.348.7mm；毛坯的最大尺寸：490.349.3mm；粗銑端面后的最大尺寸：440.744.7mm；粗銑端面后的最小尺寸：44.70.3044.4mm；精銑端面后的最大尺寸：:44+044mm；精銑端面后的最小尺寸：:440.143.9mm。2.5確定各工序切削用量及基本工時(shí)2.5.1粗銑叉口兩端面1.加工條件：工件材料：QT400-18,精鑄加工要求：粗銑叉口兩端面機(jī)床：X63臥式銑床v=0.45m/s即27m/min刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，,齒數(shù)z=18。則現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取，故實(shí)際切削速度為當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床說明書，剛好有，故直接選用該值。切削深度 單邊余量Z=1.8mm，可一次切除。切削工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)工件，利用作圖法，可得出銑刀的行程，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為2.5.2 精銑叉口端面v=0.45m/s即27m/min刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，,齒數(shù)z=18。則現(xiàn)采用X63臥式銑床，根據(jù)機(jī)床使用說明書，取，故實(shí)際切削速度為當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床說明書，剛好有，故直接選用該值。切削深度 單邊余量Z=1.8mm，可一次切除。切削工時(shí)：利用作圖法，可得出銑刀的行程，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 三、工序夾具設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類型為成批，大批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。 3.1 任務(wù)的提出定位方案的確定 設(shè)計(jì)加工叉口兩端面的專用夾具。 3.1.1工序要求本次設(shè)計(jì)選擇工序：粗銑叉口兩端面，工件以28mm孔及端面為定位基準(zhǔn)，一面加芯軸和一個(gè)支撐釘實(shí)現(xiàn)完全定位，由機(jī)械夾緊裝置直接夾緊工件，工件的定位基面為28mm孔內(nèi)表面及端面。3.2 定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 定位方案的確定為了加工叉口兩端面，應(yīng)限制的自由度有、。為使定位可靠，加工穩(wěn)定，我所設(shè)計(jì)的定位方案如附圖A1圖紙夾具裝配圖所示，總共限制了工件的全部6個(gè)自由度，屬于完全定位。在該定位方案中，28mm孔端面被夾具體上的一塊支撐板頂住，限制三個(gè)自由度、，28mm孔內(nèi)插入芯軸，限制了、，支撐釘和芯軸配合限制了。 3.2.2定位誤差分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工誤差。對于夾具設(shè)計(jì)中采用的定位方案，只要可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相應(yīng)尺寸或位置公差的1/3，或滿足+T,即可認(rèn)為定位方案符合加工要求。對于本次設(shè)計(jì)的夾具，需要保證的尺寸要求：零件中28mm孔軸線與端面的垂直度誤差為0.5。此項(xiàng)技術(shù)要求主要應(yīng)由夾具底面和直立支撐板的垂直度保證。 已知夾具底面和直立支撐板的垂直度誤差為0.01/100即0.1，當(dāng)零件安裝在夾具中時(shí)，零件的最大垂直度誤差為0.1。所以夾具的精度能夠滿足零件的精度要求。 對于工序要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)同為28mm孔中心線，故基準(zhǔn)不重合誤差為0?；鶞?zhǔn)位置誤差則取決于孔直徑尺寸公差以及圓度誤差，由于孔的表面精度都達(dá)到Ra1.6mm，經(jīng)過精鉸，故基準(zhǔn)位置誤差也可以忽略，只要芯軸的標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及相對位置關(guān)系得到保證，定位誤差也是很小的。綜上所述，該定位方案是符合加工要求的。3.3夾緊方案的確定 3.3.1夾緊裝置的設(shè)計(jì)夾緊力方向原則：（1）夾緊力的作用方向不應(yīng)破壞工件的既定位置；（2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小；（3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點(diǎn)原則：（1）夾緊里的作用點(diǎn)應(yīng)正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以免工件產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)；（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時(shí)可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點(diǎn)位置等措施來實(shí)現(xiàn)；（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產(chǎn)生振動(dòng)。根據(jù)以上要求，考慮加工零件的特點(diǎn)及定位方式，確定夾緊方式。本設(shè)計(jì)方案選用的是定心夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊方向在垂直水平面方向，通過機(jī)械手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)壓板做小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使平頭螺栓向左運(yùn)動(dòng)，由于雙螺母結(jié)構(gòu)的鎖緊作用，使脹塊也向左運(yùn)動(dòng)，通過與楔形錐軸的相互作用使脹塊向外膨脹，實(shí)現(xiàn)夾緊，具體夾緊裝置的布置見A1圖紙。這種夾緊方式和夾緊裝置簡單實(shí)用，且對于大批量生產(chǎn)能較快裝夾工件，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，成本低，簡單可靠。 3.3.2切削力及夾緊力的計(jì)算 3.3.2.1切削力的計(jì)算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀,d=80mm, z=18（見切削手冊表3.28）其中,，,，z=18所以 當(dāng)用兩把銑刀時(shí)，水平分力：在計(jì)算切削力的時(shí)候，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)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 3.3.2.2夾緊力的確定運(yùn)用定心夾緊機(jī)構(gòu)，楔角=10，則擴(kuò)力比。為克服水平切削力，十幾夾緊力N應(yīng)為 所以 其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，。則杠桿的傳力比為2.2。脹塊的擴(kuò)力比為3.42凸輪的推力為2000N。所以該機(jī)構(gòu)的夾緊力為此時(shí)已大于所需的16540N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 3.3.3夾具的操作及維護(hù)安裝工件時(shí)，應(yīng)先將機(jī)械手柄扳起， 然后將工件的28mm孔的端面緊靠在直立支撐板上，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械手柄，脹塊會(huì)膨脹從而將工件夾緊，由于是定心夾緊機(jī)構(gòu)所以會(huì)自動(dòng)定心。此機(jī)構(gòu)操作方便，簡單易懂，裝夾方便，效率極高。夾具在使用中，應(yīng)注意檢查鉆套的磨損情況，如果磨損后不能精確保證加工精度，則需要更換鉆套。本夾具定位面板是受力部件，夾緊時(shí)檢查其是否發(fā)生受力變形，如有變形，應(yīng)及時(shí)設(shè)法修正，才能保證加工精度。為使其變形減小，需要嚴(yán)格控制螺桿的夾緊力。四、小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)持續(xù)時(shí)間很長，在進(jìn)行到一半的時(shí)候，全體去長春一汽實(shí)習(xí)了。在課程設(shè)計(jì)過程中碰到的許多問題都不是很明白，書上的一些圖例工作原理也不是很了解，這次實(shí)習(xí)恰到好處的解決了這個(gè)問題。在一汽的車間里見到了各種各樣的機(jī)床，還有各種各樣的夾具，使我們更加充分的把書本上的知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際當(dāng)中來。實(shí)習(xí)回來后還有一周的時(shí)間來進(jìn)行剩余的課程設(shè)計(jì)，這幾天當(dāng)中明顯感覺要比剛開始的時(shí)候腦子里有東西。同時(shí)本次課程設(shè)計(jì)是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，是一次對我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況的重要考察和檢驗(yàn)，更是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，分析并解決問題能力的重要內(nèi)容和階段。關(guān)于本次課程設(shè)計(jì)，個(gè)人覺得收獲很多，首先是加深了我對工件從最初的毛坯生產(chǎn)到最終的成品之間的整個(gè)工藝流程的理解和認(rèn)識(shí)，其次鍛煉了我解決實(shí)際問題的能力，最后也是最重要的就是培養(yǎng)了我以工程性的思維和眼光去分析，思索，解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力。參考文獻(xiàn) 1 趙家齊機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，2000年10月：141。2 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)（第2版）機(jī)械工業(yè)出版社，2007年8月：13183。3邵曉榮 互換性與測量技術(shù) 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.4王宛山.邢敏 機(jī)械制造手冊 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.5王紹俊 機(jī)械制造工藝學(xué)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社.6鄧文英等金屬工藝學(xué)高等教育出版社2008.47林文煥 陳本通 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 國防工業(yè)出版社.8 E.N符拉茲涅夫 C.B波德戈?duì)栔Z夫 B.M契爾內(nèi)謝夫 N.R沙拉紹夫 標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具 國防工業(yè)出版社.9 徐發(fā)仁 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 重慶大學(xué)出版社.燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評審意見表指導(dǎo)教師評價(jià)：（1）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及毛坯圖 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（2）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析計(jì)算 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（3）夾具裝配圖及說明書 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（4）出勤、平時(shí)表現(xiàn)及獨(dú)立設(shè)計(jì)能力 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯小組評價(jià)：（1）表達(dá)能力： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（2）回答問題： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（3）設(shè)計(jì)質(zhì)量： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差成績： 評閱人： 年 月 日課程設(shè)計(jì)總成績：答辯小組成員簽字：年 月 日13