0031-撥叉工藝及18H11槽專用夾具設(shè)計,工藝,18,h11,專用,夾具,設(shè)計 機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 題 目：撥叉工藝及18H11槽專用夾具設(shè)計 一、設(shè)計題目　　 二、原始資料 (1)被加工零件的零件圖 1張 (2)生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．繪制零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3編制機械加工工藝過程綜合卡片 1套 4．編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片） 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。 1份 四、進(jìn)度安排 本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導(dǎo)教師評語 該同學(xué)在課程設(shè)計過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線 夾具設(shè)計方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合 評定其成績?yōu)? 。 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘要 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。? 撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機器的性能和使用壽命。本次設(shè)計宗旨在提高CA6140車床撥叉的加工效率，由此我們首先對撥叉的結(jié)構(gòu)特征和工藝進(jìn)行了仔細(xì)的分析，然后確定了一套合理的加工方案。加工方案要求簡單，操作方便，并能保證零件的加工質(zhì)量。再制定加工工藝規(guī)程的順序如下：? 1、分析零件；? 2、選擇毛坯；? 3、設(shè)計工藝規(guī)程：包括制定工藝路線，選擇基準(zhǔn)面等；? 4、工序設(shè)計：包括選擇機床，確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，確定切削用量及計算基本工時等；? 5、編制工藝文件。? 此外，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計專用夾具。本次選擇了第七道工序的專用夾具，以滿足加工過程的需要。? Abstract Mechanical?manufacturing?technology?curriculum?design?is?when?we?learn?all?the?basic?courses?University,?throughtechnology?and?the?most?basic?course?after?course.?This?is?our?prior?to?graduation?design?to?learn?the?course?of?an?in-depth?and?comprehensive?review?of?the?total,?is?also?a?theory?with?practical?training,?therefore,?it?occupies?an?important?position?in?our?four?years?of?University?life. Dials?the?fork?processing?quality?will?directly?affect?the?performance?and?service?life?of?the?machine.?The?designaims?at?enhancing?the?processing?efficiency?CA6140?lathefork,?we?firstly?the?structure?characteristic?and?the?craft?forkhas?carried?on?the?careful?analysis,?andthen?todetermineareasonable?processing?scheme.?The?processing?schemeis?simple,?easy?to?operate,?and?can?guarantee?themachining?quality?of?the?parts.?To?make?the?process?rules?in?.?To?make?the?process?rules?in?the?order?as?follows: The?1?part,?analysis; 2,?the?choice?of?blank; 3,?the?design?process:?including?the?formulation?process,selection?of?datum?etc.; 4,?process?design:?including?machine?tool?selection,determination?of?machining?allowance,?process?dimension?and?the?dimension?of?blank,?determine?the?amount?of?cutting?and?the?basic?working?hours?calculation; 目錄 一、 零件分析 1.1零件的作用…………………………………………..7 1.2零件的工藝性分析……………………………….....7 二、 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1確定毛胚的制造形式………………………………..7 2.2基面的選擇 ………………………………………….7 2.3制定工藝路線………………………………………...8 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……8 2.5確定切削用量及基本工時…………………………..9 三、 夾具設(shè)計 3.1定位基準(zhǔn)的選的……………………………………. 12 3.2定位誤差的確定……………………………………..12 3.3夾緊方案分析………………………………………...12 3.4夾緊力計算……………………………………………12 四、 方案綜合評價與結(jié)論…………………………………….12 五、 體會與展望………………………………………………..12 六、參考文獻(xiàn) 一、 零件的分析 1.1零件的作用： 題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為30+0.0120mm的面尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 1.2零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。 1、以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面 這一組面包括?26+0.230mm的六齒方花鍵孔、?23+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。 2、以工件右端面為基準(zhǔn)的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面 二、工藝規(guī)程的設(shè)計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料是HT200，工作環(huán)境良好，不會承受較大的沖擊載荷，由于年生產(chǎn)量為2000件，已經(jīng)達(dá)到了中批量生產(chǎn)，并且材料可鑄。因此從提高生產(chǎn)率，保證經(jīng)濟性的角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的“金屬模機械砂型”鑄造的方法制造毛坯。 2.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x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，加工工藝過程中會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （1） 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，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作粗基準(zhǔn)。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側(cè)75×80的面為粗基準(zhǔn)。 （2） 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中采用專用夾具夾持。 2.3制訂工藝路線 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)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量是工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。 1． 工藝路線方案 工序1 粗銑80×40的左端面,精銑75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。 工序2 鉆φ22的花鍵孔。 工序3 倒2×45°的倒角。 工序4 拉花鍵，保證精度要求。 工序5 粗銑溝槽, 粗銑上表面的平面。 工序6 精銑溝槽, 精銑上平面至符合表面粗糙度要求。 工序7 鉆螺紋孔。 工序8 攻螺紋至M8。 工序9 終檢。 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “撥叉”零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用“金屬模機械砂型”鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差為CT8,可以從《機械制造設(shè)計工藝簡明手冊》得到CT8=1.6mm。相應(yīng)計算如下： 最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm 最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm 75×40的端面的精加工余量為1mm，粗加工余量2.5-1=1.5mm。 2.5確定切削用量及基本工時 工序1：銑75×40的端面至符合要求。 工步1：粗銑 背吃刀量為=2.5-1.0=1.5mm。 進(jìn)給量的確定：機床的功率5~10Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。 銑削速度：參考《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min 由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min 基本時間t: 根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角=90°）的基本時間計算公式:t=()/。其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。則有： =0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80-)+2=7.36mm。 =×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min t=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s 工步2：精銑 背吃刀量的確定：=1mm . 進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。 銑削速度的計算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z?的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得： v= nπd/1000=52.78mm/min。 基本時間的確定：根據(jù)《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角=90°）的基本時間公式t=()/，可以求得該工序的基本時間，其中=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得 =×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min t=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s 工序2：鉆φ20mm的孔，擴孔至φ22mm。 工步1：鉆φ20mm的孔。 背吃刀量=20mm 進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量f=0.3mm/r。 切削用量的計算：因為該工件的材料為HT200，所以選取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得： n=1000×22/(π×20)=350.32r/min 參照《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表4-9所列的Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取n=392r/min，再將n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min 基本時間t: 其中=80mm，==10×1.66+1=12.66mm，=1~4mm,取=2mm。所以基本時間t為： 工步2：擴φ20mm的孔至φ22mm。 背吃刀量的確定：取=1mm。 進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表2.10的資料，選取該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=1.1 mm/r 。 切削速度的確定：根據(jù)相關(guān)資料，確定: v=0.4=0.1×22=8.8m/min 由公式n=1000v/πd。可以得到：n=1000×8.8/22π=127.4r/min 按機床選取n=140r/min，得切削速度v= 基本時間t: 其中=80mm, ==1×1.66+1=3.66mm/min, =1~4mm, 取=2mm。所以基本時間t為： 工序3：粗銑溝槽，上平面 工步1：粗銑溝槽。 背吃刀量的確定：雙邊背吃刀量為=16mm。 進(jìn)給量的確定：按《切削用量簡明手冊》中表3.14中資料選擇刀具為“直柄立銑刀”，d/z=16/3;銑刀每齒進(jìn)給量為=0.04mm/z。 銑削速度=18mm/min。主軸轉(zhuǎn)速為n=358r/min。 基本時間t: 按《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》中表5-43得： ， 式中=0.5d+(1~2)，=1~3mm，， 其中h為溝槽深度，為銑削輪廓的實際長度，為溝槽深度的背吃刀量。，取=2mm,i=34/17=2, 工步2: 銑上平面 由工序1可知，精加工余量為1mm,背吃刀量為3-1=2 進(jìn)給量的確定：機床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。 銑削速度：參考《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min 由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min 基本時間t據(jù)面銑刀銑平面不對稱銑削的計算時間計算公式： 按《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程》表5-45切入和切出行程速度, =×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min t=(80+29)/320=0.34min20.7s。 三、夾具設(shè)計 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 3.2定位誤差的確定 由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。所以槽的定位誤差為槽的尺寸公差，即H11.Z最后只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。 3.3夾緊力方案分析 如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 3.4夾緊力計算 因為零件是以內(nèi)孔定位，所以通過查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》可以得到端面夾緊的夾緊力計算公式，并由此計算出夾緊力為2113N。 四、方案綜合評價與結(jié)論 通過一系列的方案定位與各種計算，該方案在可以滿足零件的加工需求，所以，該方案可以進(jìn)行實行。 五、體會與展望 通過本次的夾具設(shè)計，我們進(jìn)一步的理解和掌握了機械制造技術(shù)這門課程，對課程中的內(nèi)容不僅加以鞏固，更加拓展了我們的知識面和對機械這一學(xué)科的深層次了解，而且學(xué)會了查閱各種手冊，總的來說，本次的課程設(shè)計，使我們的基礎(chǔ)知識更加的牢固，并且掌握了繪圖軟件，最后感謝指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)和同學(xué)的幫助。 六、參考文獻(xiàn) 1]?李旦，邵東向，王杰．機床專用夾具圖冊[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。 [2]?貴州工學(xué)院機械制造工藝教研室．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M]，貴陽：貴州任命出版社，1983。 [3]?陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2005。 [4]?陳宏鈞．實用機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2003。 ?[5]?李洪．機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 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