設(shè)計說明書設(shè)計題目：撥叉零件的機械加工工藝及銑 8mm2 側(cè)面的夾具設(shè)計設(shè)計者 指導(dǎo)教師 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。撥叉加工工藝規(guī)程及其夾具設(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(zhǔn)，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。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言…………………………………………………………………1一. 零件分析 ……………………………………………………21.1 零件作用 ………………………………………………21.2 零件的工藝分析 …………………………………………3二. 工藝規(guī)程設(shè)計…………………………………………………42.1 確定毛坯的制造形式 ……………………………………42.2 基面的選擇……………………………………………… 52.3 制定工藝路線 ……………………………………………82.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………92.5 確定切削用量及基本工時………………………………10三 夾具設(shè)計………………………………………………………123.1 問題的提出………………………………………………123.2 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………123.3 切削力及夾緊力計算……………………………………133.4 定位誤差分析……………………………………………143.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明………………………………15總 結(jié)………………………………………………………………16致 謝………………………………………………………………17參考文獻 …………………………………………………………18第 1 頁 共 21 頁序 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)。撥叉的加工工藝規(guī)程及其夾具設(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 2 頁 共 21 頁一、零件的分析1.1 零件的作用題目所給的零件是撥叉。它位于變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 φ16 孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的 R38 的則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。1.2 零件的工藝分析撥叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以 φ16 作為定位基準(zhǔn)這一組加工表面包括：φ16 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個 φ5 的孔。2. 以 φ16 端面作為定位基準(zhǔn)第 3 頁 共 21 頁這一組加工表面包括：φ16 的孔的加工，叉口端面和叉口內(nèi)側(cè)面。二、 工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。2.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。第 4 頁 共 21 頁（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。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)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 φ16 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，用一個經(jīng)過特殊加工的定位銷定位，這樣就限制了空間的 5 個自由度，又因為鉆削時鉆削力是向下的，因此上下的自由度不需要限制 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：（1） “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。（2） “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。（3） “自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4） “互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。（5）所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。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)。第 5 頁 共 21 頁2.3 制定工藝路線制定工藝路線得出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑 Φ25 左端面4 銑 銑 Φ25 右端面5 鉆 鉆 Φ16 孔6 鉆 鉆 Φ5 孔7 銑 銑 8mm2 側(cè)面8 銑 銑叉口內(nèi)側(cè)面9 檢驗 檢驗，入庫方案二：1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑 Φ25 左端面4 銑 銑 Φ25 右端面第 6 頁 共 21 頁5 鉆 銑 8mm2 側(cè)面6 鉆 銑叉口內(nèi)側(cè)面7 銑 鉆 Φ16 孔8 銑 鉆 Φ5 孔9 檢驗 檢驗，入庫方案一和方案二的區(qū)別在于方案一在先鉆 Φ16 孔然后開始銑叉口內(nèi)側(cè)面，這樣利于保證 8mm2 側(cè)面和叉口內(nèi)側(cè)面的精度。綜上所述，我們選擇方案一具體的工藝路線如下1 鑄造 鑄造2時效處理時效處理3 銑 銑 Φ25 左端面4 銑 銑 Φ25 右端面5 鉆 鉆 Φ16 孔6 鉆 鉆 Φ5 孔7 銑 銑 8mm2 側(cè)面8 銑 銑叉口內(nèi)側(cè)面9 檢驗 檢驗，入庫2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定撥叉生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差第 7 頁 共 21 頁（，φ16 端面） 。查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表2.2～2.5，取 φ25 端面長度余量均為 2mm（均為雙邊加工）2. φ16 孔φ16 孔的粗糙度 6.3，查手冊可知留余量 2mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。2.5 確立切削用量及基本工時工序 1：鑄造工序 2：時效處理工序 3：銑 Φ25 左端面1. 選擇刀具刀具選取端銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。2pam?05d0/minv?4?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 2pa?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 6kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則0.5/zfm?齒第 8 頁 共 21 頁105063/min2svnrd????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn47.1/i100wv當(dāng) ＝600r/min 時n.562/mzwf mr???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 10mf3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為25l?l91l32?130.in6mwtnfx??工序 4：銑 Φ25 右端面銑 Φ25 右端面與銑 Φ25 左端面的切削用量和工時計算相同，在此不再累述。工序 5：鉆 Φ16 孔確定進給量 ：根據(jù)參考文獻Ⅳ表 2-7，當(dāng)鋼的f， 時， 。MPab80??016dm??rmf/47.0~39.?由于本零件在加工 Φ16 孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則??rf /35.0~29.75.04.~39.0???根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 rmf/.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min/1v?第 9 頁 共 21 頁101835/min6swvnrd????根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為4/ir102/in0wnv???切削工時： ， ， ，則機32lml91ml3動工時為 120.4in4.5mwltnf?????工序 6：鉆 Φ5 孔根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取 .2/fmr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12/invm?012764/in5swvrd???根據(jù)機床說明書，取 ，故實際切削速度為/inr701.8/min10wv???切削工時： ， ， ，則機25lml91l32動工時為 1230.in75mwltnf?????工序 7：銑 8mm2 側(cè)面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,第 10 頁 共 21 頁， ， ， 。2pam?08d25/minv?4?z2. 決定銑削用量4）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 2pa?5）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 ，則齒/2.0mfz?1059in8svnrd???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝1000wn/025.1i10wvm?當(dāng) ＝1000r/min 時n.408/mzwf r??按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf?6）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為2ll91ml32?130.7inmwtnfx???工序 8：銑叉口內(nèi)側(cè)面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。2pam?068d125/minv?4?z第 11 頁 共 21 頁2. 決定銑削用量7）決定銑削深度因為加工余量不大，一次加工完成 2pam?8）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 ，則齒/2.0mfz?10158in6svnrd???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/012i10wvm?當(dāng) ＝600r/min 時n.4608/mzwf r??按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf?9）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為68ll91ml32?1230.8inmwtnfx???工序 9：檢驗入庫第 12 頁 共 21 頁三、 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)計的工序是銑 8mm 叉口 2 側(cè)面的夾具設(shè)計。3.1 問題的提出 方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計的好、壞將直接影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求，或加工精度不能達到設(shè)計要求，因此必須慎重考慮。設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則：1、定位裝置要確保工件定位準(zhǔn)確和可靠，符合六位定位原理。2、夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。3、夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低本夾具主要用于銑 8mm 叉口 2 側(cè)面，粗糙度要求 6.3，為此，需要考慮保證精度要求和如何提高生產(chǎn)效率上。我們采用 Φ16孔定位。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇第 13 頁 共 21 頁考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。選擇 φ15 孔和其端面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計本道工序的夾具，以心軸和支撐板作為定位夾具，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的手柄作為夾緊機構(gòu)。3.3 切削力及夾緊力計算 銑時受力最大， 選用高速端端銑刀銑時的軸向力查文獻[２]表 15-31，01.0.89.8427,,,13FZyF FCdfkN????由于工件所受加緊力與切削力方向相互垂直，為防止工件在切削力作用下沿 φ90mm 段較小平面?zhèn)冗厓A斜，使工件離開基面所需的夾緊力，lHfKLQ??18.9摩擦系數(shù) 查[4]表 3-19， =0.25。1f安全系數(shù) ，5432?式中 K ————基本安全系數(shù) 1.5；1K ————加工狀態(tài)系數(shù) 1.2；2K ————刀具鈍化系數(shù) 1.5，由文獻[4]表 3-203查得；K ————切削特點系數(shù) 1.0；4第 14 頁 共 21 頁K ————考慮加緊動力穩(wěn)定性系數(shù) 1.3。5L=20mm, H=42mm, l=34mm9.81.251.03820454QN?????查文獻[4]表 3-26，知 d=14mm 的螺栓許用加緊力，因245許此選用該螺栓加緊足以滿足加緊要求。3.4 定位誤差分析夾具的主要定位元件為心軸和定位板，該定位心軸是根據(jù)零件定位方案設(shè)計的專用件，定位精度較高，同時銑面時，面自身沒有精度要求，因此定位誤差可以不予考慮。3.5 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，為提高生產(chǎn)率，首先想到是怎么樣方便的安裝和拆卸，本道工序就是采用了開口壓板壓緊的方式。由于本夾具是對工件進行銑上端面，因此在鉛直方向受到很大的沖擊力，故在其相應(yīng)的方向上應(yīng)適當(dāng)?shù)目紤]強度上的要求。并設(shè)法減少夾具的的占地面積，使之很方便的操作和快速的切換工件。夾具體上用 Φ16 孔定，定位板定位，即滿足定位要求又能增加定位穩(wěn)定性。夾緊裝置使用移動壓板，操作方便。夾具體也是由定位夾緊需要設(shè)計而成，工件的拆裝也比較方便，總體上這套夾具方案能夠滿足生產(chǎn)要求。第 15 頁 共 21 頁總 結(jié)這次設(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)。這次設(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。第 16 頁 共 21 頁致 謝這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。第 17 頁 共 21 頁參 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，上海科學(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，上海科學(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