CA6140車床撥叉[831005] 加工工藝及銑8槽夾具設計[版本5]

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設計說明書 題目：撥叉831005的工藝規(guī)程及銑8槽夾具設計 目錄 序言 1 第1章 零件的分析 2 1.1零件的作用 2 1.2零件的工藝分析 3 第2章 工藝規(guī)程設計 4 2.1確定毛坯的制造形式 4 2.2 定位基準的選擇 5 2.3 零件表面加工方法的選擇 5 2.4 制定工藝路線 6 2.5確定切削用量及基本時間 7 第3章 夾具設計 11 3.1 問題的提出 11 3.2 定位基準的選擇 11 3.3 切削力及夾緊力計算 11 3.4 定位誤差分析 13 3.5 夾具設計及操作簡要說明 13 第4章 撥叉夾具的三維造型設計 15 4.1標準零件的三維視圖的繪制 15 4.2非標準零件的三維視圖的繪制 16 4.3夾具的三維裝配圖的設計 27 總 結(jié) 28 致 謝 29 參 考 文 獻 30 17 序言 機械制造業(yè)是組件的大小和位置和產(chǎn)品制造、裝備機械設備行業(yè)。機械制造的產(chǎn)品可以直接使用,也可以提供其他行業(yè)生產(chǎn)設置,社會許多機器或生產(chǎn)產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè),制造業(yè)是非常重要的在一個國家的經(jīng)濟發(fā)展,因此,是一個重要的基礎(chǔ),一個國家或一個地區(qū)的發(fā)展和支持。從某種意義上說,機械制造的程度是衡量一個國家國民經(jīng)濟重要指標綜合能力和科學技術(shù)水平。 撥叉831005工藝規(guī)程及夾具設計是完成學習機械制圖、設計、工程材料課程計劃下一個演講的關(guān)鍵。嚴肅處理的一部分,定位,夾緊和流程線,很難確定大小,和專用夾具設計,確保零件質(zhì)量。這種設計也想讓自己的學習學習技巧和智慧改造。所以這個設計是一個綜合性、實用性強,范圍廣泛。所以在設計不僅應該注意的基本概念,基本理論,并要注意生產(chǎn)實踐的需要,只有各種各樣的理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,可以很好的完成設計。缺點設計水平有限,難以避免的錯誤,請老師指點建議。 第1章 零件的分析 1.1零件的作用 撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹面，把滑塊與齒輪連在一起，使齒輪帶動滑塊，滑套帶動輸出軸，將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達到換檔的目的。分析這種動力聯(lián)接方式可知，車換檔時要減速，這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊，延長零件的使用壽命。 該撥叉在變換檔位時要承受彎曲應力及沖擊載荷作用，因此該零件應有足夠強度，剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為叉軸孔?22+0.280，撥叉腳內(nèi)表面及操縱槽。 寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，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18+0.0120mm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 工藝分析的目的，一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理，是否便于加工和裝配；二是通過工藝分析，對零件的工藝要求有進一步的了解，以便制訂出合理的工藝規(guī)程。 該零件為大量生產(chǎn)的小型零件，在生產(chǎn)時要注意零件的： 1 ．便于裝夾 零件的結(jié)構(gòu)應便于加工時的定位和夾緊，裝夾次數(shù)要少。 2 ．便于加工 零件的結(jié)構(gòu)應盡量采用標準化數(shù)值，以便使用標準化刀具和量具。同時還注意退刀和進刀，易于保證加工精度要求，減少加工面積及難加工表面等。 CA6140撥叉共有兩組加工表面: 1.2.1以花鍵孔的中心線為基準的加工面 這一組面包括?25+0.0230mm的六齒矩形花鍵孔?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150倒角和距中心線為27mm的平面。 1.2.2以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.0120mm的槽 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。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1確定毛坯的制造形式 本零件材料為HT200，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，故采用砂型手工鑄造，中批量生產(chǎn)，可滿足制造精度及工藝要求，且經(jīng)濟合算。 零件形狀簡單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，不可鑄出。 2.2 定位基準的選擇 基準選擇是工藝規(guī)程設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，加工工藝過程中會問題百出，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。 粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。并且作為粗基準的表面應平整，無毛刺，飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零件，選用撥叉頭左端面及?40mm外圓面做粗基準。采用?40mm的外圓面定位加工內(nèi)孔可保證壁厚均勻，采用撥叉頭左端面A面做粗基準加工右端面可為后續(xù)工序準備好精基準。 精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術(shù)要求及裝配要求，選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔?220+0.28作為精基準。因為零件上很多表面都可以用它們做基準進行加工，叉軸孔?220+0.28的軸線使設計基準，選用其作精基準加工操縱槽上表面及下表面，以及叉腳內(nèi)表面。撥叉頭右端面作精基準遵循了基準重合原則，因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設計基準。 2.3 零件表面加工方法的選擇 （1） 工件被選為精基準的右端面為未注公差尺寸，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14表面粗糙度Ra3.2，需進行粗車和半精車。 （2） 花鍵底孔公差等級IT12，表面粗糙度Ra6.3，需進行鉆孔和擴孔。 （3） 工件上表面B面，表面粗糙度Ra3.2，公差等級IT14，需進行粗銑和半精銑。 （4） 槽80+0.03深表面粗糙度Ra6.3，公差等級IT14，只需粗銑，槽80+0.03寬表面粗糙度Ra1.6，公差等級IT8，需進行粗銑和精銑。 （5） 槽180+0.012深表面粗糙度Ra3.2，公差等級IT14，需進行粗銑和半精銑，槽80+0.03寬表面粗糙度Ra3.2，公差等級IT6，需進行粗銑—精銑—磨削。 （6） 花鍵大徑?25+0.0230公差等級IT7，表面粗糙度Ra1.6 花鍵寬6+0.06+0.03公差等級IT9，表面粗糙度Ra3.2 采用同心式小徑定心矩形花鍵拉刀拉花鍵，并進行滲碳淬火—低溫回火熱處理。 2.4 制定工藝路線 方案一： 工序一：粗車和半精車A端面，鉆和擴花鍵底孔，兩端倒角150 工序二：粗銑、精銑槽B面 工序三：銑削槽80+0.03 工序四：銑削、磨槽180+0.012 工序五：拉花鍵 工序六：鉗工 工序七：終檢 方案二： 工序一：以?40外圓定位，粗車、半精車端面A，鉆、擴花鍵底孔?220+0.28，兩端倒角150 工序二： 拉花鍵，以A面為定位基準。 工序三：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，粗銑、精銑槽B面 工序四：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，銑削槽80+0.03 工序五：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，銑削、磨槽180+0.012 工序六：鉗工 工序七：終檢 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很難對工件進行定位和夾緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的第三、四、五道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為三、四、五道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。 2.5確定切削用量及基本時間 工序：以?40外圓定位，粗車、半精車端面A，鉆、擴花鍵底孔?22+0.28，兩端倒角150 1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm 2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r 3) 計算切削速度　 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。 所以 1.440.81.040.810.97=89m/min 4) 確定機床主軸轉(zhuǎn)速　 ns== 753r/min 與753r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，　　　　　　　　　 t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm; t=i=x2=0.966(min) 工序：拉花鍵，以A面為定位基準 1)選擇拉刀。見《機械加工工藝手冊》第三章中拉床 　　選用花鍵拉刀　 2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 　 3)切削工時　　 　式中　D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　　＝0.55(min) 工序：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，粗銑、精銑槽8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, ，，，。 2. 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 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?。?450 當＝1450r/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：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，銑削槽18 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, ，，，。 2. 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 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?。?50 當＝750r/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：以花鍵孔中心線及A面為定位基準，銑削、磨槽18 1) 選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料 　　　　　A46KV6P 350×40×127 其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結(jié)合劑，6號組織，平型砂輪，其尺寸為350×40×127 2) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有 工件速度　　　　＝18m/min 縱向進給量 ＝0.5B＝20mm(雙行程) 切削深度　　　　?。?.0157mm/st 3) 切削工時　　 式中　 D---被加工直徑　 b----加工寬度 　　　　Z--單邊加工余量 　　　　K---系數(shù) 　　　　V---工作臺移動速度 　　　　--工作臺往返一次砂輪軸向進給量 　　　　--工作臺往返一次砂輪徑向進給量　 　　　?。?.5(min) 第3章 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第4道工序銑8槽的銑床夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑8槽，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 3.2 定位基準的選擇 我們采用已加工好的Φ22孔及端面作為定位基準，端面限制3個自由度，花鍵軸限制2個自由度和旋轉(zhuǎn)自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用開口墊圈作為夾緊機構(gòu)。 3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端銑刀 φ8mm z=12 機床： x51立式銑床 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=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [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 3.4 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位，心軸為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——定位銷外圓直徑公差（mm）。 圖 心軸水平放置時定位分析圖 3.5 夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(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開口墊圈夾緊方式。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)。 總 結(jié) 這個設計是大學研究的一項重要任務,這都是我們在大學的組織學知識體系,符合整個理論的現(xiàn)狀的思考。加工質(zhì)量、加工夾具設計,機械制造技術(shù)專業(yè)知識的結(jié)合。同時,也培養(yǎng)學生的自學能力和創(chuàng)新能力。如此全面和實用的設計,涉及到廣泛的知識。所以在這兩個基本概念的理解,設計的基本理論,并關(guān)注生產(chǎn)實踐的需要,理論與實踐,完成設計。通過在學校學院所有專業(yè)課程的理論與實踐相結(jié)合的生產(chǎn)實踐。這次畢業(yè)設計使我掌握系統(tǒng)、深入把握合理的處理部分。例如,參數(shù),計算,材料的選擇,的處理方式的選擇,刀具的選擇,測量工具的選擇,等。也培養(yǎng)他們的綜合利用技術(shù)設計和其他方面的知識,以及自己的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,進一步提高培訓;同樣,實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合,也有理論與實踐的區(qū)別。 回顧這個設計,從主題和最后完成,從理論到實踐,大約三到四個月的時間,這么說吧,學習很多東西,知識作為一個整體的各個方面,這也是大一大二學生和一些以前的知識,鞏固和提高,考慮這個道理每個人都懂,也學到了很多從未學習書中的知識。通過畢業(yè)設計我深深,實際上仍然相當多的理論與實踐。光只有一些知識的了解是不夠的,你知道,畢竟,有些知識是無法滿足現(xiàn)狀的理論,但現(xiàn)實的知識,還需要實踐,真正理解,然后了解，只能用在現(xiàn)實生活中,在生產(chǎn)的過程中使用。遇到遇到在設計過程中,當然,也不理解他的問題和麻煩,當然,也發(fā)現(xiàn)自己有很多缺點,以前學到的知識是無法完全掌握真正的適用。 致 謝 這種設計讓我受益匪淺,對我未來的學習和步入社會奠定了良好的基礎(chǔ)。通過指導老師的耐心指導,為我指明了方向,讓我查一下順利進入材料,設計狀態(tài),因此所獲得的成就和指導老師的精心指導,在此我衷心的感謝我的指導老師,她嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,精益求精的工作態(tài)度深深地打動了我。她的精神將為我照亮前方的道路,為我樹立了榜樣,在這個指導老師表示衷心的感謝和致敬。 參 考 文 獻 1. 崇凱主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社，2006 2. 王先逵主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社，2005 3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社，2006 4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998 6. 趙家齊主編.機床制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工藝出版社，2000 7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京.機械工業(yè)出版社，2005 8. 王光斗、王春福主編.機床夾具設計手冊.上海.上海科學技術(shù)出版社，2000 9. 李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 10. 孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 11. 劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京：機械工業(yè)出版社，2000 12 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001 13 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001 14、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-669 15、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491