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鎮(zhèn)江高等專科學校 機械加工工藝卡片 工件名稱 撥 叉 工序號 6 零件名稱 撥 叉 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 35 鍛件 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 切削深度mm 進給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆孔至φ4.8 麻花鉆 游標卡尺 12 1 2.4 0.25 475 7.2 0.147 2 鉸孔 鉸刀 游標卡尺 12 1 0.1 0.35 198 9.33 0.218 3 設(shè)計者：賀巧鳳 指導(dǎo)老師：張晶 共6頁 第5頁 鎮(zhèn)江市高等?？茖W校 工 藝 過 程 卡 產(chǎn)品型號 零（部）件圖號 共1 頁 產(chǎn)品名稱 零（部）件名稱 撥叉 第1 頁 材料牌號 毛坯種類 鑄件 毛坯外形尺寸 162X50X120 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 名稱、型號 編號 夾 具 量具 刀具 準終 單件 10 鑄造 鑄 20 時效處理 熱 30 銑Φ15H8右端面 金 立式銑床X51 專用夾具 游標卡尺 端銑刀，塞尺 40 鉆，擴，鉸Φ15H8孔、倒角 金 立式轉(zhuǎn)床Z525 專用夾具 游標卡尺 麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀 50 銑寬13的槽 金 臥式鉆床X62W 專用夾具 游標卡尺 三面刃銑刀，塞尺 60 鉆、鉸Φ5H14孔 金 立式轉(zhuǎn)床Z525 專用夾具 游標卡尺 麻花鉆、鉸刀 70 銑叉口的寬7的兩端面 金 臥式銑床X62W 專用夾具 游標卡尺 三面刃銑刀，塞尺 80 銑叉口寬50H12的面 金 臥式銑床X62W 專用夾具 游標卡尺 三面刃銑刀，塞尺 90 熱處理 熱 100 磨 金 M7120A 磨夾具 卡尺 砂輪 110 清洗去毛刺 120 驗收 130 入庫 編 制 審 核 會 簽 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標 記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 鎮(zhèn) 江 高 專 ZHENJIANG COLLEGE 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 拖拉機Ⅱ—Ⅲ檔撥叉零件的加工工藝及夾具設(shè)計 Fork Technology and Fixture Design of the TractorⅡ - Ⅲgear shifting fork 題 目： 拖拉機Ⅱ—Ⅲ檔撥叉零件的加工工藝及夾具設(shè)計 系 名： 專業(yè)班級： 學生姓名： 學 號： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 二○** 年 二 月 十五 日 拖拉機Ⅱ—Ⅲ檔撥叉零件的加工工藝及夾具設(shè)計 摘要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 撥叉轉(zhuǎn)Ф5孔及銑寬7撥叉腳的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 Fork Technology and Fixture Design of the TractorⅡ - Ⅲgear shifting 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 錄 序言…………………………………………………………………1 第一章 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 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………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 ………………………………7 第三章 夾具設(shè)計 ……………………………………………14 3.1鉆Ф5孔的夾具設(shè)計 ……………………………………14 3.1.1問題的提出 ……………………………………………14 3.1.2定位基準的選擇 ………………………………………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 ……………………………………………16 3.1.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 ……………………………17 3.2銑叉腳兩端面的夾具設(shè)計 ………………………………18 3.2.1問題的提出 ……………………………………………18 3.2.2定位基準的選擇 ………………………………………18 3.2.3切削力及夾緊力計算 …………………………………18 3.2.4定位誤差分析 …………………………………………20 3.2.5定向鍵和對刀裝置設(shè)計 ………………………………21 3.2.6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)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 撥叉鉆Ф5孔及銑寬7撥叉腳的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、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Φ15H8mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：Φ15H8孔的右端面，Φ15H8mm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Φ15H8孔有垂直度要求，這就要求我們要以Φ15H8內(nèi)孔定位加工這兩端面，以保證端面和Φ15H8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. Φ15H8的右端面 Φ15H8的右端面的粗糙度為12.5,進行一次粗銑即可滿足要求，查《機械工藝學及夾具設(shè)計指導(dǎo)》表2-12，知Z=2.5mm 2. Φ15H8mm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8~10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《機械工藝學及夾具設(shè)計指導(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。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準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Ф15H8的左端面作為粗基準，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及Φ15H8mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準的選擇原則 （即當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，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）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。 對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合時，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Φ15H8右端面 工序4：鉆，擴，鉸Φ15H8孔，倒角 工序5：銑寬13的槽 工序6：鉆、鉸Φ5H14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Φ15H8右端面 工序4：銑叉口的寬7的兩端面 工序5：鉆，擴，鉸Φ15H8孔，倒角 工序6：銑寬13的槽 工序7：鉆、鉸Φ5H14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Φ15H8孔的加工放在銑叉口的兩端面后面，由零件圖我們知道，Φ15H8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Φ15H8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，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Φ15H8右端面 工序4：鉆，擴，鉸Φ15H8孔，倒角 工序5：銑寬13的槽 工序6：鉆、鉸Φ5H14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. Φ15H8的右端面 Φ15H8的右端面的粗糙度為12.5,進行一次粗銑即可滿足要求，查《機械工藝學及夾具設(shè)計指導(dǎo)》表2-12，知Z=2.5mm 2. Φ?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8~10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《機械工藝學及夾具設(shè)計指導(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Φ15H8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 按機床標準選?。?75 當＝275r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序4：鉆，擴，鉸Φ15H8孔，倒角 工步一鉆孔至φ12 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ12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Ⅳ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Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ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 按機床標準選取＝275 當＝275r/min時 按機床標準選取 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Φ5H14孔 工步一鉆孔至φ4.8 確定進給量：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ4.8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Ⅳ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Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ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 按機床標準選取＝275 當＝275r/min時 按機床標準選取 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 按機床標準選?。?75 當＝275r/min時 按機床標準選取 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Ф5孔的夾具設(shè)計； 工序7：銑叉口的寬7的兩端面。 3.1 鉆、鉸Ф5孔的夾具設(shè)計 3.1.1 問題的提出 Φ5H14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Φ5H14（+0.180）mm，表面粗糙度為Ra12.5μm，孔的軸線在操縱槽對稱面上，對孔Φ15H8軸線的位置度允差為0.2mm。 本工序的加工條件為：Z515鉆床，Φ5標準麻花鉆。工件上撥叉頭端面、對孔Φ15H8孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面均已加工，達設(shè)計圖樣要求，撥叉腳端面已粗加工。 未淬硬鋼實心毛胚上鉆孔的經(jīng)濟精度為IT11～12,表面粗糙為Ra12.5μm，在鉆夾具上加工時適當控制切削用量，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，主要應(yīng)考慮如何保證孔軸線與Φ15H8軸線的位置度要求。 3.1.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達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。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稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ15H8的孔已加工好，且與Ф5H14孔有位置度要求，為了使定位誤差減小，選擇φ15H8孔和其端面作為定位基準，來設(shè)計本道工序的夾具，以一削邊塊和φ15H8孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的偏心輪作為夾緊機構(gòu)。 3.1.3定位方案及定位元件選擇、設(shè)計 ①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Φ15H8孔為主要定位基準，限制4個自由度，以操縱槽為止推基準，限制1個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度。夾緊操縱槽。 方案二：以Φ15H8孔為主要定位基準，限制4個自由度，Φ15H8孔端面為止推基準，限制一個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準，限制1個自由度，夾緊Φ15H8的另一端面。 方案一是按照基準重合原則確定的，不存在基準不重合誤差，有利于保證加工精度，而且加緊點靠近加工面，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。缺點是，夾緊力過大容易引起定位元件變形。 方案二是按照基準統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計制造，夾緊力方向指向定位元件剛度較大的方向。缺點是不容易保證孔的軸線與操縱槽對稱面重合，鉆頭進給的軸向力完全由定位元件承受，會引起定位元件變形。 本工序加工的Φ5H14孔是穿過Φ15H8孔的通孔，在定位銷上必須開一個直徑大于Φ5mm的徑向孔，以便加工鉆頭通過定位銷，而定位銷的直徑僅為Φ15mm，開孔后定位銷軸向的強度較小，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。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，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 ②定位元件設(shè)計 根據(jù)定位方案一，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示，Φ15H8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Φ15f7(-0.016-0.034 )mm。 ③定位誤差計算 圓柱心軸與工件Φ15H8孔的配合為Φ15H8/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=0.061<1/3×0.2（mm） 所以定位方案能夠滿足加工要求。 3.1.5 鉆套設(shè)計 Φ5H14的加工需鉆，然后鉸，因為鉆后還要鉸為了我們鉆后能及時的鉸。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間。根據(jù)工藝要求：。即先用Φ4.8的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為Φ4.8。再用鉸刀加工至Φ5H14。 3.1.6 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，使用偏心輪夾緊機構(gòu)。 夾具裝配圖附圖如下 夾具體附圖如下 3.2銑撥叉腳的兩個端面的夾具設(shè)計 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，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 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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Ф15H8的孔及其端面做為定位基準，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。 3.2.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 φ100mm z=24 機床： X62W型臥式銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 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]=3.5~4 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 3.2.4 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） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，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)當能滿足定位要求。 3.2.5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)GB2207—80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 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 -0.014 -0.045 25 12 5 11 6.8 13 +0.023 6 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d C 2 -0.006 0.25 3.2.6 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。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設(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 大學里的學習時光已經(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；同學們在學習中的認真熱情，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，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學表示感謝！ 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、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年 4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 26 頁 共 27 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學生姓名 系部 機電工程系 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 機械設(shè)計 是否外聘 □是□否 題目名稱 拖拉機變速箱Ⅱ-Ⅲ檔變速撥叉零件的的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 一、前言 機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進，經(jīng)濟效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2、分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查 3、確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、制訂工藝路線 5、進行工序設(shè)計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、選擇工藝裝備，計算時間定額等。） 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1 國內(nèi)夾具發(fā)展史 我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年代，當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠[1]。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯[2]。 2.2 國外夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國[3]。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景[4]。 2.3 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭[5]。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率[6]； 三、總結(jié) 綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們?nèi)轿坏膶W習其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求[7]。 機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟方向發(fā)展。機床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置[8]，保證其被加工表面達到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇[9]。 安裝方法有找正法和用專用夾具[10]，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專用夾具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時。 一、 設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容,擬解決的主要問題 基本內(nèi)容：拖拉機變速箱Ⅱ-Ⅲ檔變速撥叉工藝及夾具設(shè)計工藝、夾具設(shè)計的加工工藝過程，加工過程中的具體用量的計算，加工夾具的設(shè)計。 擬解決的主要問題：加工過程中加工余量和切削用量的計算，夾具裝夾的計算，零件的選擇。 二、 技術(shù)路線（研究方法） 1.查閱相關(guān)文獻資料了解課題。 2.對比分析現(xiàn)有幾個設(shè)計方案，選擇最適合本次設(shè)計的方案。 3.計算各層臺體部分的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量，選擇驅(qū)動裝置和驅(qū)動方式。 4.根據(jù)選擇的設(shè)計方案，進行總體設(shè)計。 5.完成設(shè)計圖紙和說明書，準備答辯。 三、 進度安排 1～4 周調(diào)研收集資料，并查閱相關(guān)文獻，確定設(shè)計方案； 5～8 周初步進行總體設(shè)計，確定各部分組成，繪制草圖； 9～10周各零部件的校核，CAD出圖； 11～12周整理打印設(shè)計說明書，并讓老師對圖紙和說明書審查； 13周對圖紙和說明書，做最后修改，準備答辯。 四、 參考文獻 [1]王季琨 沈中偉 劉錫珍.機械制造設(shè)計工藝學[M].天津大學出版社,1984 [2]倪森壽.機械制造工藝與裝備[M].化學工業(yè)出版社,2002 [3]魏抗民 王曉宏.機械制造工藝裝備[M].重慶大學出版社,1998 [4]梁炳文 .機械加工工藝與竅門[M] .機械工業(yè)出版社,2001 [5]王啟平.機械機造工藝學[M].哈工大工業(yè)大學出版社,2000 [6]王光斗 王春福.機床夾具設(shè)計手冊[S].燕山大學 洛陽工學院,1999 [7]符煒.切削加工手冊[S] 湖南科學技術(shù)出版社,2001 [8]吳宗澤.機械零件設(shè)計手冊[S].機械工業(yè)出版社,2004 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日