CA6140車(chē)床撥叉[831007] 加工工藝及鉆φ8孔夾具設(shè)計(jì)[銑斷前]
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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
零件名稱(chēng)
撥叉
共1頁(yè)
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
QT200
毛坯種類(lèi)
鑄件
毛坯外形尺寸
每壞件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
備注
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工序內(nèi)容
車(chē)間
工段
設(shè)備
工藝裝備
工序時(shí)間
準(zhǔn)終
單件
Ⅰ
粗銑
粗銑兩端小頭孔上端面
銑床
專(zhuān)用夾具
Ⅱ
粗銑
粗銑中間孔上端面
銑床
專(zhuān)用夾具
Ⅲ
粗銑
粗銑中間孔下端面，
鉆床
專(zhuān)用夾具
描圖
Ⅳ
精銑
精銑兩端小頭孔上端面
鉆床
專(zhuān)用夾具
Ⅴ
精銑
精銑中間孔上端面
車(chē)床
專(zhuān)用夾具
Ⅵ
精銑
精銑中間孔下端面
銑床
專(zhuān)用夾具
描校
Ⅶ
擴(kuò)孔
擴(kuò)兩端小頭孔
鉆床
專(zhuān)用夾具
Ⅷ
精鉸
精鉸兩端小頭孔
鉆床
專(zhuān)用夾具
Ⅸ
粗鏜
粗鏜中間孔,
鏜床
專(zhuān)用夾具
X
半精鏜
半精鏜中間孔
鏜床
專(zhuān)用夾具
底圖號(hào)
XI
螺紋
螺紋2-錐銷(xiāo)孔、螺紋孔
鉆床
專(zhuān)用夾具
XII
功螺紋
功螺紋
鉆床
專(zhuān)用夾具
XIII
銑斷
銑斷
專(zhuān)用銑斷機(jī)床
專(zhuān)用夾具
XIV
去毛刺
去毛刺
xV
終檢
檢查
裝訂號(hào)
設(shè)計(jì)
（日期）
審核
（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化
（日期）
會(huì)簽
（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 2
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：設(shè)計(jì)“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及鉆削φ8mm孔工序?qū)Ｓ脢A具
班 級(jí)： 機(jī)械SX05-1班
姓 名： 夏彬輝
指導(dǎo)教師： 張興元
完成日期： 2008-7-2
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 13
一、 設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及鉆削φ8mm孔工序?qū)Ｓ脢A具
二、設(shè)計(jì)要求
1.繪制零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.編制機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
4.編制零件的機(jī)械加工工藝卡片 1張
5繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6.繪制夾具零件圖 1張
7.編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（約5000-8000字） 1份
三、上交材料
1.繪制零件圖
2.毛坯圖
3.編制機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片
4.編制零件的機(jī)械加工工藝卡片
5繪制夾具裝配圖（A0或A1）
6.繪制夾具零件圖
7.編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)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(lèi)型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)并編制出零件的工藝過(guò)程綜合卡片和機(jī)械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫(huà)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(jì)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(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。
7．第19天，完成圖紙和說(shuō)明書(shū)的輸出打印。
8．第20～21天，答辯。
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
制造商不斷推出各種各樣先進(jìn)的汽車(chē)零部件制造技術(shù),撥叉裂解技術(shù)就是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種先進(jìn)的撥叉加工新技術(shù),和傳統(tǒng)加工技術(shù)相比,該技術(shù)具有大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本等突出優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界關(guān)注。目前該技術(shù)在國(guó)外一些大汽車(chē)公司如美國(guó)三大汽車(chē)公司,德隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展,國(guó)際汽車(chē)制造業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,為提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,寶馬、大眾等汽車(chē)公司廣為應(yīng)用。該技術(shù)從根本上改變了撥叉的傳統(tǒng)加工方法,是對(duì)傳統(tǒng)撥叉加工技術(shù)的重大變革。
我們國(guó)家正在不斷地改變撥叉的傳統(tǒng)加工方法，加快提高撥叉的加工水平，不斷縮小同先進(jìn)汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)家的差距，例如一汽，二汽，上汽，奇瑞等生產(chǎn)廠(chǎng)與世界先進(jìn)撥叉生產(chǎn)水平的差距越來(lái)越小，不斷加強(qiáng)了我國(guó)汽車(chē)整體的生產(chǎn)水平。
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(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(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(shí)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。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
Abstract
The manufactory continuously releases the forerunner's car of various each kind zero parts manufacturing technique, stir the fork crack solution technique is the stir of a kind of forerunner fork which appears in 90's for 20 centuries to process a new technique, compared with the traditional processing technology, that technique have significant exaltation product quality, raise rate of production and lower production cost etc. outstanding advantage but fully is pay attention to by industry.Currently that technique some big car companies are like three greatest cars in the United States company abroad, virtuous along with car industry of fly to soon develop, international car manufacturing industry the competition of the market is getting more vigorous, in order to raise the competition ability of product, treasure horse, the public etc. car company widely is application.That technique by the root changed to stir the tradition of fork to process a method, was the important change which stirs fork processing technology to the tradition.
We are just national at constantly the change stir fork of tradition process a method, speed an exaltation to stir process of fork level, continuously contract a together advanced car to produce a national margin, for example one vapor, two vapors, up the vapor, strange Rui etc. produce factory and world forerunner stir fork production the margin of the level more and more small, continuously strengthenned our country the car whole production level.
The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learn all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university.This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review, is also an ories to contact actual training, therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life.
I am personal but speech, I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future, toughen oneself to analyze a problem, problem-solving ability from it, lay the next and good foundation for the "four turn" construction that aftertime attends a motherland.
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1.1撥叉的用途：
題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ20+0.020和鎖銷(xiāo)孔φ8mm，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證
1.2．撥叉的技術(shù)要求
按表形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列表中
撥叉零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra
(μm)
形位公差/
(mm)
撥叉頭上端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉頭下端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉腳內(nèi)表面
R25+0.25+0.125
IT11
3.2
撥叉腳兩端面
12-0.06-0.016
IT9
3.2
⊥
0.07
A
φ20mm孔
20+0.020
IT7
φ8mm孔
8
IT11
φ6mm孔
6
IT11
該撥叉形狀的特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類(lèi)零件，為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負(fù)荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)備的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷(xiāo)定位。鎖銷(xiāo)孔的尺寸為φ8。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。
1.3．審核撥叉的工藝性
分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高竣工度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的剛法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型
依設(shè)計(jì)題目知：N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1．選擇毛坯
由于該撥叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類(lèi)型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機(jī)器造型方法只草毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量
要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.2.1公差等級(jí)
由于撥差的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí).
已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.2鑄件的材質(zhì)系數(shù)
由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。
撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量
鑄件的質(zhì)量/kg
包容體質(zhì)量/kg
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
1.5
3
S2
M2
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/ mm
備注
寬度R25
1
2.4
-----
厚度30
1
2.6
-----
厚度12
1
2.2
-----
孔徑φ20
1
2.4
------
中心距60
1
3.2
-------
3．?dāng)M定拔叉工藝路線(xiàn)
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：
以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
3.2．表面加工方法的確定
根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
撥叉頭上端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉頭下端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳內(nèi)表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳端面
IT9
3.2
粗銑—半精銑
φ20mm孔
IT7
鉆—粗鉸—精鉸
φ8mm孔
IT11
鉆
φ6mm孔
IT11
鉆
3.3加工階段的劃分
該拔叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個(gè)階段。
在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個(gè)銷(xiāo)軸孔的鉆加工；在精加工階段，進(jìn)行拔叉腳兩端面的半精銑加工。
3.4工序的集中與分散
選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
3.5，工序順序的安排
3.5.1：機(jī)械加工工序
（1.）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和叉軸孔。
（2.）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3.）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。
（4.）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。
3.6：確定工藝路線(xiàn)
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了撥叉的工藝路線(xiàn)。
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
2
半精銑撥叉頭上端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
3
鉆、粗鉸、精鉸φ20mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
4
校正撥叉角
鉗工臺(tái)
手錘
5
粗銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
6
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
7
半精銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
8
半精銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
9
鉆φ8孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
10
鉆φ6孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
13
熱處理
淬火機(jī)等
4、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(zhuān)用夾具。并設(shè)計(jì)工序——鉆削φ8mm孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
4.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆Φ8孔，跟撥叉的中線(xiàn)有一定的角度要求，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的角度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，Φ8孔為斜孔，相對(duì)于撥叉中線(xiàn)有要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線(xiàn)為定位基準(zhǔn)保證該角度。此外，還應(yīng)以Φ20孔端面為基準(zhǔn)，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。
4.2.2、定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)定位銷(xiāo)，這兩個(gè)定位銷(xiāo)的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同，即。此外，這兩定位銷(xiāo)共同保證加工孔偏斜的角度，其中心連線(xiàn)與工作臺(tái)面成10°角。
（2）計(jì)算鉆套中心線(xiàn)與工作臺(tái)的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
（3）計(jì)算定位銷(xiāo)軸與工作臺(tái)的平行度誤差。
定位銷(xiāo)軸與夾具體孔的最大間隙為：
夾具體孔的長(zhǎng)度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：
0.034/14，即0.24/100
4.2.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具，應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用快換裝置。拆裝時(shí)松開(kāi)加進(jìn)螺栓1~2扣，拔下開(kāi)口墊圈，實(shí)現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時(shí)，松開(kāi)壓緊螺母即可替換可換鉆套進(jìn)行攻螺紋加工
參考文獻(xiàn)
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7、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.1
8、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1
9、敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9
10、機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12
11、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
目錄
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 1
1.1撥叉的用途： 1
1.2．撥叉的技術(shù)要求 1
1.3．審核撥叉的工藝性 3
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型 3
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 3
2.1．選擇毛坯 3
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量 4
2.2.1公差等級(jí) 4
2.2.2鑄件的材質(zhì)系數(shù) 4
3．?dāng)M定拔叉工藝路線(xiàn) 5
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇： 5
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇： 5
3.2．表面加工方法的確定 5
3.3加工階段的劃分 6
3.4工序的集中與分散 6
3.5，工序順序的安排 6
3.5.1：機(jī)械加工工序 6
3.6：確定工藝路線(xiàn) 7
4、夾具設(shè)計(jì) 7
4.1問(wèn)題的提出 8
4.2夾具設(shè)計(jì) 8
4.2.1、定位基準(zhǔn)選擇 8
4.2.2、定位誤差分析 8
4.2.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 9
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1.1撥叉的用途：
題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ20+0.020和鎖銷(xiāo)孔φ8mm，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證
1.2．撥叉的技術(shù)要求
按表形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列表中
撥叉零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra
(μm)
形位公差/
(mm)
撥叉頭上端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉頭下端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉腳內(nèi)表面
R25+0.25+0.125
IT11
3.2
撥叉腳兩端面
12-0.06-0.016
IT9
3.2
⊥
0.07
A
φ20mm孔
20+0.020
IT7
φ8mm孔
8
IT11
φ6mm孔
6
IT11
該撥叉形狀的特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類(lèi)零件，為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負(fù)荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)備的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷(xiāo)定位。鎖銷(xiāo)孔的尺寸為φ8。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。
1.3．審核撥叉的工藝性
分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高竣工度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的剛法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型
依設(shè)計(jì)題目知：N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)。
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1．選擇毛坯
由于該撥叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類(lèi)型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機(jī)器造型方法只草毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量
要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.2.1公差等級(jí)
由于撥差的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí).
已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.2鑄件的材質(zhì)系數(shù)
由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。
撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量
鑄件的質(zhì)量/kg
包容體質(zhì)量/kg
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
1.5
3
S2
M2
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/ mm
備注
寬度R25
1
2.4
-----
厚度30
1
2.6
-----
厚度12
1
2.2
-----
孔徑φ20
1
2.4
------
中心距60
1
3.2
-------
3．?dāng)M定拔叉工藝路線(xiàn)
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇：
以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇：
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
3.2．表面加工方法的確定
根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
撥叉頭上端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉頭下端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳內(nèi)表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳端面
IT9
3.2
粗銑—半精銑
φ20mm孔
IT7
鉆—粗鉸—精鉸
φ8mm孔
IT11
鉆
φ6mm孔
IT11
鉆
3.3加工階段的劃分
該拔叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個(gè)階段。
在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個(gè)銷(xiāo)軸孔的鉆加工；在精加工階段，進(jìn)行拔叉腳兩端面的半精銑加工。
3.4工序的集中與分散
選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
3.5，工序順序的安排
3.5.1：機(jī)械加工工序
（1.）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和叉軸孔。
（2.）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3.）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。
（4.）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。
3.6：確定工藝路線(xiàn)
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了撥叉的工藝路線(xiàn)。
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
2
半精銑撥叉頭上端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
3
鉆、粗鉸、精鉸φ20mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
4
校正撥叉角
鉗工臺(tái)
手錘
5
粗銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
6
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
7
半精銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
8
半精銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專(zhuān)用夾具
9
鉆φ8孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
10
鉆φ6孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
13
熱處理
淬火機(jī)等
4、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(zhuān)用夾具。并設(shè)計(jì)工序13——鉆M6螺紋底孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
4.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆M6螺紋底孔，該孔為斜孔，跟撥叉的中線(xiàn)有一定的角度要求，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的角度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，M6螺紋孔為斜孔，相對(duì)于撥叉中線(xiàn)有的要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線(xiàn)為定位基準(zhǔn)保證該角度。此外，還應(yīng)以Φ20孔端面為基準(zhǔn)，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。
4.2.2、定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)定位銷(xiāo)，這兩個(gè)定位銷(xiāo)的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同，即。此外，這兩定位銷(xiāo)共同保證加工孔偏斜的角度，其中心連線(xiàn)與工作臺(tái)面成10°角。
（2）計(jì)算鉆套中心線(xiàn)與工作臺(tái)的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
（3）計(jì)算定位銷(xiāo)軸與工作臺(tái)的平行度誤差。
定位銷(xiāo)軸與夾具體孔的最大間隙為：
夾具體孔的長(zhǎng)度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：
0.034/14，即0.24/100
4.2.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具，應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用快換裝置。拆裝時(shí)松開(kāi)加進(jìn)螺栓1~2扣，拔下開(kāi)口墊圈，實(shí)現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時(shí)，松開(kāi)壓緊螺母即可替換可換鉆套進(jìn)行攻螺紋加工
參考文獻(xiàn)
1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.5
2、機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 秦國(guó)華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11
3、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.11
4、機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 秦寶榮主編 中國(guó)建材工業(yè)出版社 1998.2
5、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.2
6、機(jī)械制造與模具制造工藝學(xué) 陳國(guó)香主編 情話(huà)大學(xué)出版社 2006.5
7、機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.1
8、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1
9、敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9
10、機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12
11、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8
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