拖拉機倒擋撥叉的精銑叉口側面夾具設計及加工工藝含4張CAD圖

拖拉機倒擋撥叉的精銑叉口側面夾具設計及加工工藝含4張CAD圖,拖拉機,倒擋撥叉,精銑叉口,側面,夾具,設計,加工,工藝,cad 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅰ 鉆擴鉸 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z535 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆底孔φ16mm 游標卡尺、麻花鉆頭φ16mm 400 0.15 0.3 3 1 0.15 1.77 2 擴孔φ18.9mm 錐柄麻花擴孔鉆頭φ18.9mm 400 0.45 0.25 3 1 2 0.08 3 鉸孔φ19.1JS9mm 硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀φ19.1mm，測頭規(guī)塞 100 0.45 0.25 0.5 3 1.2 0.4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅱ 倒角 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臺式鉆床 ZQ4015 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 對φ19.1mm孔倒角 Φ21mm錐形锪鉆 460 0.5 0.1 1 1 0.12 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅲ 粗銑叉口側面 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62W 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑叉口側面 游標卡尺、硬質(zhì)合金端銑刀D=125mm 200 4.19 3 3 1 0.34 0.6 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅳ 銑叉口 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62W 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑叉口 內(nèi)徑百分表，硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 190 21 0.27 2 1 0.75 0.6 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅵ 銑槽 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62W 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑槽口 游標卡尺、硬質(zhì)合金端銑刀YG8 475 3 0.72 1.35 1 0.58 1.77 2 精銑槽口 游標卡尺、硬質(zhì)合金立銑刀YT15 475 3 0.72 0.65 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅶ 鉆孔、攻絲 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆孔φ10.4mm 硬質(zhì)合金錐柄長麻花鉆頭φ10.4mm 1300 0.3 0.08 5.2 1 0.26 0.1 2 锪孔φ13.5mm 圓柱柄錐形锪鉆φ13.5mm 280 12 0.05 1.55 1 0.096 0.1 3 攻絲M12 M12機用絲錐 125 3 1 0.8 1 0.84 0.2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 倒擋撥叉 零件名稱 倒擋撥叉 共 7 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 Ⅸ 精銑叉口側面 QT500-5 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄鐵 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62W 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 精銑叉口側面 硬質(zhì)合金端銑刀，游標卡尺 300 6.28 0.15 1.0 2 0.66 0.6 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 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 XX 拖拉機倒檔撥叉 機 械 加 工 工 藝 卡 片 學 生： 指導老師： 任務書 XX 系 XX 教研室 教研室主任: （簽名） 年 月 日 學生姓名學號: 1 設計（論文）題目及專題： 倒擋撥叉夾具設計 2 學生設計（論文）時間：自 20XX 年 2月29 日開始至 20XX年 5月 21日止 3 設計（論文）所用資源和參考資料： （1）、設計零件實體模型一個； （2）、畢業(yè)實習或圖書館及網(wǎng)上所搜集的資料； （3）、相關教材及夾具設計、工藝手冊。 4 設計（論文）應完成的主要內(nèi)容： （1）、零件的結構特征及性能分析； （2）、夾具結構的總體方案設計； （3）、相關的計算； （4）、夾具結構設計；裝配圖的設計、零件工程圖的設計； （5）、編寫零件機加工工藝卡及工序卡 （6）、編寫設計說明書。 5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求： （1）、相關圖紙用AutoCAD和Pro/E繪制完成，不少于折合1號圖5張一號圖紙及工藝卡與工序卡； （2）、編寫的設計說明書正文不少于40頁； （3）、錄光盤一張（含設計說明書、圖紙、英譯漢文章）。 6 發(fā)題時間： 20XX 年 3 月 5 日 指導教師XX： 學 生：XX 摘 要 本次設計內(nèi)容涉及倒擋撥叉的機械制造工藝及工裝夾具設計的內(nèi)容。 根據(jù)倒擋撥叉的零件圖分析其精度、表面粗糙度、技術要求、加工部位尺寸、形狀結構及零件的批量生成的，確定被加工零件工藝方法和工藝過程，并選擇好倒擋撥叉的加工基準，設計出倒擋撥叉的工藝路線；接著對倒擋撥叉各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量和基本工時；然后進行專用夾具的設計，在選擇設計出夾具中，本次針對倒擋撥叉的工藝確定設計兩套夾具。此兩套夾具分別是銑叉口兩側面的夾具。在設計夾具過程中，需要考慮的是如定位元件、夾緊元件、夾具體、對刀件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：倒擋撥叉；工裝夾具；工藝規(guī)程 iii Abstract This design involves the mechanical manufacturing process of the reverse shift fork and the design of the fixture. According to the part drawing of the reverse shift fork, analyze its accuracy, surface roughness, technical requirements, processing part size, shape structure and batch generation of parts, determine the process method and process of the processed parts, select the processing benchmark of the reverse shift fork, and design the process route of the reverse shift fork; then calculate the size of each process step of the reverse shift fork, the key is to Determine the process equipment, cutting parameters and basic working hours of each process; then carry out the design of special fixture. In the selection and design of fixture, two sets of fixture are designed for the process of reverse shift fork. The two sets of jigs are respectively the jigs on both sides of the milling fork. In the process of designing fixture, it is necessary to consider positioning elements, clamping elements, clamping details, tool setting parts and other parts; calculate the positioning error generated in fixture positioning, analyze the rationality and shortcomings of fixture structure, and pay attention to improvement in the future design. Key words: reverse shift fork, fixture, process specification 目 錄 摘 要 ii Abstract iii 目 錄 iv 第一章 緒 論 - 6 - 1.1 設計目的 - 6 - 1.2 研究的內(nèi)容和意義 - 6 - 1.3 目前國內(nèi)外存在的現(xiàn)狀及存在的問題 - 6 - 第二章 零件的分析 - 8 - 2.1 零件的作用 - 8 - 2.2 零件的工藝分析 - 8 - 第三章 確定毛坯形式 - 10 - 3.1選擇毛坯 - 10 - 3.2確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 - 10 - 3.3設計毛坯圖 - 10 - 第四章 選擇加工方法制定加工工藝路線 - 12 - 4.1定位基準的選擇 - 12 - 4.1.2粗基準的選擇 - 12 - 4.1.3精基準的選擇 - 12 - 4.2零件表面加工方法的選擇 - 13 - 4.3制定工藝路線 - 13 - 4.4確定夾具、量具 - 16 - 4.5 確定工序尺寸 - 17 - 第五章 確定切削用量及基本時間 - 18 - 5.1切削用量的選擇 - 18 - 5.2各工序的切削用量及時間定額 - 18 - 第六章 部分工序專用夾具設計 - 25 - 6.1機床夾具簡介 - 26 - 6.1.1機床夾具的概述 - 26 - 6.1.2 專用夾具的組成 - 26 - 6.1.3機床夾具設計要求 - 26 - 6.1.4專用機床夾具的設計步驟 - 26 - 6.2臥式銑床上精銑叉口側面夾具 - 27 - 6.2.1定位基準的選擇 - 28 - 6.2.2定位元件的設計 - 28 - 6.2.3切削力及夾緊力的計算 - 29 - 6.2.4定位誤差分析 - 30 - 6.2.5定向鍵裝置設計 - 31 - 6.2.6對刀裝置設計 - 32 - 6.2.7夾緊裝置的設計 - 32 - 結 論 - 35 - 參 考 文 獻 - 36 - 致 謝 - 37 - v 第一章 緒 論 1.1 設計目的 畢業(yè)設計是在畢業(yè)之前的最重要的一個學習環(huán)節(jié)，也是對大學所學各課程的一次綜合應用與實踐，是深化所學只是重要過程，是對學生素質(zhì)與能力的一次全面檢驗，而且還是對學生畢業(yè)資格及學位認證的重要依據(jù)。所以，認真做好畢業(yè)設計是至關重要的。（1）設計出符合現(xiàn)代機械制造要求的工藝與夾具。（2）通過本次設計，加深、鞏固大學所學的理論知識。（3）理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)自己運用理論解決實際問題的能力（如優(yōu)選設計方案、編制設計說明書、列出計算過程和結果，并進行討論和分析等等。（4）進一步提高利用技術資料、運算和繪圖的能力；增強自己運用計算機的能力及外語的能力。（5）培養(yǎng)實事求是、認真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。 對于我們即將畢業(yè)的工科學生來說，我希望能夠通過這次畢業(yè)設計對自己未來從事的的工作進行一次適應性的訓練，也是學校對我們最后一次培養(yǎng)訓練。希望在本次設計中充分的鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，也在本次設計中及時的發(fā)現(xiàn)自己的問題并且及時糾正解決。為將來能夠很好的適應工作打下一個良好的基礎。 1.2 研究的內(nèi)容和意義 本次研究的內(nèi)容是倒檔撥叉的加工工藝及其部分工序夾具的設計。主要需要完成的包括加工工藝的安排以及專用機床夾具設計。為了保證加工零件的精度同時節(jié)約成本和縮短加工周期以及提高加工效率，那么一個良好的工藝安排以及專用夾具的設計就是必不可少的了。在工藝的安排上不但要考慮合理的加工要求還要考慮到操作者以及加工機械的安全。同時夾具的設計上也要考慮到使用的安全性和經(jīng)濟性以及安裝和拆卸上的方便性。設計一個良好的工藝工裝安排路線那么必須要經(jīng)過對加工件的詳細分析以及周密的考慮后才能得出。所以分析問題是解決問題的關鍵，同時還要反復的調(diào)整，來尋求最好的一個路線。這樣才能讓工藝路線更加的完美，才能保證工件的加工精度和加工效率以及節(jié)約材料。 1.3 目前國內(nèi)外存在的現(xiàn)狀及存在的問題 隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工加工精度，對夾具的制造精度精度要求相應提高。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及其可擴展性功能強，應用范圍廣，夾具利用率高，元件的功能強，元件少而精，配套費用低，經(jīng)濟使用才有推廣的價值。 國內(nèi)外，目前中、小批多品種生產(chǎn)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，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般中等生產(chǎn)能力的工廠，里面擁有數(shù)千甚至上萬套專用夾具；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，給企業(yè)造成了巨大的浪費。這就需要我們進一步改善，在設計夾具時盡量擴大夾具的適用范圍和可以使用的年限，減少財力物力的浪費。 根據(jù)目前的現(xiàn)狀提出了如下新要求： （1） 能迅速方便的裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本； （2） 能裝夾具有相似性特征的工件； （3） 能適應于精密加工的高精度機床夾具； （4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具； （5） 采用以液壓等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度提高勞動生產(chǎn)率； （6）提高機床的標準化程度。 第二章 零件的分析 2.1 零件的作用 倒檔撥叉位于拖拉機變速箱上的倒擋撥叉桿上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實現(xiàn)拖拉機的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉動時帶動其運動。零件上?19.1mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對位置。寬 19.3mm 深 17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動同步器。 倒擋撥叉的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件與發(fā)動機正確安裝。因此倒擋撥叉零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 倒檔撥叉的工作原理雖然簡單，但是要想完成這一過程就得撥叉零件各方面配合。更重要的是，在設計及制造倒檔撥叉的過程中要充分考慮材料的性能以及加工精度，以保證倒檔撥叉的使用性能。若是制造材質(zhì)質(zhì)量不佳，強度不夠，機械磨損快，那么會讓倒檔撥叉大打折扣。嚴重的還會導致齒輪接不到而掉檔，或者撥叉在變速過程中斷掉，造成嚴重后果。 2.2 零件的工藝分析 所加工零件圖如下圖所示： 圖2.1 倒擋撥叉零件圖 從零件圖上可以看出，倒擋撥叉結構相對比較簡單，其主要加工表面可以分為四個部分，根據(jù)加工面之間的位置要求，可將這四個部分的加工面分為兩組，其分述如下： 1. 以Ф19.1mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個的Ф19.1mm孔以及對其倒角，寬19.3mm深17mm的槽口，用來與其他零件配合。在Ф19.1mm孔所在的輪轂上鉆兩個孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm，叉口的作用是撥動齒輪進行換擋。 這兩組加工面之間有一定的位置要求： （1）R48mm叉口對 ?19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差?0.5mm。 （2）叉口側面和螺紋孔中心線的位置要求是46.4±0.25。 由以上分析可知，根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對于這兩組加工表面而言，我們可以首先加工出其中的一組加工面，然后借助專用夾具對零件以加工好的表面作為基準加工另外一組表面表面，以保證它們之間的位置精度要求。 第三章 確定毛坯形式 3.1選擇毛坯 該零件材料為QT500-5，硬度選用260HBS，毛坯重約 1Kg，2 級精度組?？紤]到零件的結構以及材料，以及運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉向，因此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，因此選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量較大屬于大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。 3.2確定機械加工余量，毛坯尺寸和公差 參見《機械加工工藝手冊》，灰鑄鐵的公差及機械加工余量按手冊表５-３和表５-４確定。要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 鑄件機械加工余量等級，該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級為Ｄ～Ｆ。 鑄件尺寸公差，根據(jù)手冊表5-3毛坯鑄件的基本尺寸處于100~160之間，而鑄件的尺寸公差等級取為８級，取鑄件的尺寸公差為1.8mm。 根據(jù)上述資料，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯進行初步設計： 1. Ф19.1mm 的孔為為實心體，通過鉆、擴、絞進行加工，所以不留鑄造底孔。 2. 叉口的兩側面分別進行一次粗、精銑，選取加工余量等級為F，選取尺寸公差等級為8級。所以毛坯的叉口厚度定為10mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為 R48mm，叉口精度要求不是很高，可以進行一次精加工。所以其加工余量不宜取得過大，但為了能保證其加工精度，而進行一次精銑，所以在毛坯鑄造時給出3mm的加工余量。 4.銑槽，槽寬為19.3mm,深為17mm,鑄造時留出3mm的加工余量，均滿足加工要求。 5.鉆孔、攻絲在Ф19.1mm 的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。在此處因為加工的螺紋孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。 因其它表面均為不加工表面，而金屬型鑄造鑄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。 3.3設計毛坯圖 根據(jù)上述的資料及加工工藝，確定的各加工表面的加工余量、工序尺寸，所定下來的毛坯的尺寸就如下圖所示： 圖3.1 倒擋撥叉毛坯圖 第四章 選擇加工方法制定加工工藝路線 4.1定位基準的選擇 4.1.1基準的作用 工件加工時，用作定位的基準。正確的選擇定位基準，對保證零件技術要求、確定加工順序有著至關重要的影響。定位基準可分為粗基準和精基準，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，稱為粗基準。為使所選的定位基準能保證整個機械加工工藝過程順利進行，在選擇定位基準時，一般先根據(jù)零件的加工要求選擇精基，然后再考慮用哪一組表面作粗基準才能將精基準的表面加工出來，從而確定粗基準。 4.1.2粗基準的選擇 根據(jù)本次的倒擋撥叉零件，選擇粗基準主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準，以便后續(xù)工序提供精基準。選擇粗基準選擇應當滿足以下要求： A、 保證各重要孔的加工余量合理分配； B、 便于工件的裝夾，使定位精準，夾緊可靠，夾具結構簡單，操作方便； C、 保證兩側面與其他零件裝配有一定的間歇； D、 粗基準在同一尺寸方向上一般只能使用一次。 為了滿足上述要求，應選擇倒擋撥叉的端面為主要基準。即以倒擋撥叉的端面作為粗基準。因此應當選擇倒擋撥叉的側面，即中間的大半圓孔面基準面為倒擋撥叉的粗基準。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此，以后再用精基準定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 4.1.3精基準的選擇 選擇精基準一般遵循下列原則： ①基準重合原則，應盡可能選擇被加工表面的設計基準為精基準，這樣可避免由于基準不重合而引起的誤差。 ②基準統(tǒng)一原則，采用基準統(tǒng)一原則可以避免基準轉換所產(chǎn)生的誤差；可以減少夾具數(shù)量和簡化夾具設計；可以減少裝夾次數(shù)，便于工序集中，簡化工藝過程，提高生產(chǎn)率。 ③互為基準原則，對于某些位置精度要求很高的表面，常采用互為基準反復加工的方法來保證其位置精度，這就是互為基準原則。 ④自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時就應盡量選擇加工表面本身作為精基準，這就是自為基準原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 從保證倒擋撥叉兩端面、小孔與大孔之間的位置 。精基準的選擇應能保證倒擋撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從倒擋撥叉零件圖分析可知，倒擋撥叉的小頭孔和大頭孔為后續(xù)加工寬槽和斜孔的主要基準，并且在加工完倒擋撥叉的兩端面后，開始對小頭孔和大頭孔進行加工。因此小頭孔和大頭孔選擇為倒擋撥叉加工的精基準。 4.2零件表面加工方法的選擇 工件的表面加工往往需要通過粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達到質(zhì)量要求。加工方法的選擇一般應根據(jù)每個表面的精度要求，先選擇能夠保證該要求的最終加工方法，然后再選擇前面一系列預備工序的加工方法和順序。設計時，可提出幾個方案進行比較，再結合其他條件選擇其中一個比較合理的方案。制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(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。除此之外，應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 本零件的加工面有叉口面，大孔和小孔，寬槽，其中叉口面是側面，內(nèi)孔有φ19.1mm和R48mm的半圓孔，寬槽19.3mm，M12螺孔。材料為球墨鑄鐵。以公差等級和表面粗糙度要求，參考本指南有關資料，其加工方法選擇如下。 （1） 叉口兩側面 據(jù)表面粗糙度6.3，考慮加工余量的安排，選用先粗銑后半精銑的方法加工。 （2） φ19.1mm的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級為IT7，選用先鉆后擴再擴孔再鉸孔的加工方法。 （3） R48的圓弧孔 據(jù)表面粗糙度3.2，采用粗鏜和精鏜的加工方法，加工采用加工量比較少的鏜刀。 （4） M12x1的孔選擇鉆頭鉆底孔后攻絲。 （5） 19.3寬槽 根據(jù)表面粗糙度3.2，選用先粗銑后半精銑的加工方法。 4.3制定工藝路線 本次畢業(yè)設計是對倒擋撥叉的工藝規(guī)程和專用夾具的設計，對其設計方案的確定最重要的就是對其機械加工工藝路線的確定，其次就是夾具的設計。制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。夾具方面可以考慮采用通用機床配以專用夾具，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應該在粗加工階段完成。對于拖拉機倒擋撥叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。 根據(jù)以上資料，制訂了以下兩條工藝路線。 工藝路線方案一 工序Ⅰ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序Ⅱ 立式鉆床上鉆孔、擴孔、鉸孔Ф19.1mm并倒角。 工序Ⅲ 臥室銑床上粗銑叉口側面。 工序Ⅳ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅴ 手工去銳邊。 工序Ⅵ 臥式銑床上銑槽。 工序Ⅶ 臥式銑床上精銑床銑叉口側面。 工序Ⅷ 去毛刺。 工序Ⅸ 清洗。 工序Ⅹ 終檢。 工藝路線方案二 工序Ⅰ 立式鉆床上鉆孔、擴孔、鉸孔Ф19.1mm并倒角。 工序Ⅱ 臥式銑床上粗銑叉口側面。 工序Ⅲ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅳ 手工去銳邊。 工序Ⅴ 臥式銑床銑槽。 工序Ⅵ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲、規(guī)格M12。 工序Ⅶ 手工去毛刺。 工序Ⅷ 臥式銑床上精銑叉口側面。 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 清洗。 工序Ⅺ 終檢。 上述兩種方案看起來大體合理，不過仔細一看都有不足之處。第1個方案先是“搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格 M12”，先把這一步工序放在前面是因為后面還有“鉆 ?19.1mm 孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。這樣想的目地是考慮到可以減少一步工序，能減少勞動工時，提高生產(chǎn)率，但是把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設計困難，實際可行性比較低。再看第2個方案，這個方案把“鉆擴絞Ф19.1mm 孔”這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個工序提供了加工基準，工序安排比較科學合理。不過它和第 1 個方案一樣，都把“鉆、擴、鉸孔 ?19.1mm”和“倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過換鉆套可以倒一邊的角，不過要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設計難度。不過主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來不方便，并且倒角也沒有高的精度要求，從經(jīng)濟效益上來考慮是不合算的。通過分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨立出來，單獨作為一步工序，因為倒角的精度要求不高，我們可以把這一步工序放在臺鉆上來完成。臺鉆體積比較小，操作簡單，夾具結構也簡單，這樣零件的加工工時降下來了，生產(chǎn)效率上來了，降低了零件的成本。 根據(jù)以上分析選擇方案二作為加工方案，并做出將Ф19.1mm的倒角獨立出來做一步工序，最終確定的工序如下： 工序Ⅰ 立式鉆床上鉆孔、擴孔、鉸孔Ф19.1mm。 工序Ⅱ 臺鉆上對Ф19.1mm倒角。 工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側面。 工序Ⅳ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅴ 手工去銳邊。 工序Ⅵ 臥式銑床銑槽。 工序Ⅶ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲、規(guī)格M12。 工序Ⅷ 手工去毛刺。 工序Ⅸ 臥式銑床上精銑叉口側面。 工序Ⅹ 去毛刺。 工序Ⅺ 叉口與叉口側面表面淬火。 工序Ⅻ 清洗。 工序ⅩⅢ 終檢。 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)《金屬切削機床夾具設計手冊》（第二版）上給出的各種切削機床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機床。因此，最后的加工路線確定如下： 工序Ⅰ 立式鉆床上鉆、擴、鉸孔 ?19.1mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和 ?19.1mm 孔的端面為粗基準定位。 選用 Z535 立式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅱ 臺鉆上對 ?19.1mm 倒角。 以 ?19.1mm 和端面為基準定位。 選用 ZQ4015 臺式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側面。 以 ?19.1mm 和端面為基準定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅳ 臥式銑床上銑叉口。 以 ?19.1mm 和毛坯上的槽口為基準定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅴ 手工去銳邊。 用扁平挫刀手工去銳邊，可設計簡易的支承臺。 工序Ⅵ 臥式銑床上銑槽。 以 ?19.1mm 孔、叉口內(nèi)圓側面為基準定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅶ 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格 M12。 以 ?19.1mm 孔及其端面、叉口內(nèi)圓側面為基準定位。 選用 Z3025 搖臂鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅷ 手工去毛刺。 用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設計簡易的支承臺，注意不 不要劃傷內(nèi)圓面。 工序Ⅸ 臥式銑床上精銑叉口側面。 以 ?19.1mm 孔和螺釘對準長銷上的槽為基準定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅹ 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可設計簡易的支承臺。 工序Ⅺ 清洗。 用專用清洗機清洗。 工序Ⅻ 終檢。 4.4確定夾具、量具 4.4.1夾具選擇 本零件結構不規(guī)則，不易進行裝夾、定位，因此除手工去銳邊、毛刺外基本上需要選擇專用夾具。 4.4.2選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考有關資料，選擇如下。 （1）選擇加工平面所用量具 銑端面，選擇讀數(shù)值0.02，測量范圍0～150游標卡尺。 （2）選擇加工孔所用量具 Φ19.1mm孔經(jīng)過鉆，擴兩次加工，選擇讀數(shù)值0.01，測量范圍5～30的內(nèi)徑千分尺。M12×1螺紋經(jīng)過鉆,锪孔，攻螺紋加工，鉆,锪孔時選擇讀數(shù)值0.01，測量范圍5～30的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時選擇螺紋塞規(guī)進行測量。 4.5 確定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見下表。 （mm） 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度/μm 粗 半精 粗 半精 粗 半精 端面 3 14mm Ra6.3 Φ19.1mm孔 3 0.7 Φ15 Φ19.5 Ra6.3 Ra1.6 銑叉口R48mm 7 Φ42 槽19.5mm 4 14.5 第五章 確定切削用量及基本時間 5.1切削用量的選擇 切削用量的選擇，對生產(chǎn)效率，加工成本和加工質(zhì)量均有重要的影響，所謂合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)成本的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：⑴工件的加工要求，包括加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率要求：⑵刀具材料的切削性能；⑶機床性能，包括動力特征（功率、轉矩）和運動特性;刀具的壽命要求。 其主要包括：⑴背吃刀量的選擇；⑵進給量?的選擇；⑶切削速度v的選擇。 5.2各工序的切削用量及時間定額 工序Ⅰ：鉆孔 φ16mm、擴孔φ18.9mm、鉸孔 φ19.1mm （1）鉆孔φ16mm 鉆削是利用材料在實體材料上加工出精度要求不高（IT11~IT12）、表面粗糙度Ra值大于或等于12.5μm的孔的惟一切削加工方法。對于精度較高的孔，則常以鉆孔作為粗加工工序或工步。 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)材料及精度要求，選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表15-9，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為2 機動時間： （2）擴孔φ18.9mm 擴孔是利用擴孔鉆對已鉆出、鑄出、鍛出或沖出的孔進行加工的工藝方法，其精度可達IT10~IT11,表面粗糙度達到Ra3.2左右，常用來作為鉸孔前的裝備工序。擴孔也可以用其他擴孔刀具在車床、銑床和鏜床上進行。 刀具：選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 表5.1 擴鉆與擴孔的切削用量 加工方法 切削深度αp 進給量? 切削速度 擴 鉆 （0.15~0.25)D① (1.2~1.8)?鉆② （）③ 擴 孔 0.05D (2.2~2.4) （） ① D為加工孔徑； ② 為鉆孔進給量； ③ 為鉆孔切削速度。 切削深度： 進給量：查表及根據(jù)機床型號選取擴孔進給量，取 切削速度：取 機床主軸轉速：， 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為5 機動時間： （3）鉸孔φ19.1mm 鉸削是用鉸刀對孔進行半精加工和精加工的工藝方法。粗鉸切削用量能保證得到級精度的孔，粗糙度可達。半精鉸加工精度為,，精鉸加工精度為、,細鉸加工精度為、。 刀具：選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 機用鉸刀用于成批生產(chǎn)中在機床上鉸孔，或用于成批生產(chǎn)時在機床上鉸削帶斷續(xù)表面的孔、有色金屬件的孔。 表5.2 硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔的切削用量 加工材料 鉸刀直徑 （mm） 切削深度 αp(mm) 進給量 ?（mm） 切削速度 （m/s） 冷硬鑄鐵 HS 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表15-9，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-41，取 機床主軸轉速：，取 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為3 機動時間： 工序Ⅲ 粗銑叉口側面 機床：萬能銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 叉口兩側面在鑄造毛坯時兩個面的加工余量是相同的，故可以算一個面 就行?，F(xiàn)在以其 中一面為粗基 準，對另一面進行 粗加工，切削 用量和切削工時如下： 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)文獻[7]表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為2 機動時間： 工序Ⅳ 精銑叉口R48±0.5mm 機床：銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） （1）粗銑 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： （2）精銑 切削深度： 進給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻[7]表2.4-66。因此確定進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-66，取 機床主軸轉速：，取 工作臺每分鐘進給量： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機動時間： 工序Ⅵ 銑槽 機床：銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8，硬質(zhì)合金立銑刀YT15 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4.81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4.81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序Ⅶ 鉆孔、锪孔Ф13.5mm、攻絲2-M12×1.75 機床：組合鉆床 刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 （1）鉆底孔φ11 切削深度： 進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-58，取 切削速度：參照文獻[7]表2.4-60，取 機床主軸轉速：， 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為7 機動時間： ⑴锪孔Ф13.5mm 锪鉆的類型按其結構可分為：錐角為60°，90°及120°的內(nèi)、外錐面锪鉆和平面（或端面）锪鉆。錐面锪鉆通常采用高速鋼制造，平面（或端面）锪鉆有高速鋼，焊接硬質(zhì)合金刀片和機床硬質(zhì)合金刀片3種類型。锪鉆類型的選擇與應用取決于加工性質(zhì)、被加工孔位置、被加工表面尺寸和導向孔的尺寸、表面粗糙度及加工精度。在此道工序中锪鉆的錐角為90°。 查文獻[3]表15-14可得 mm/r 選取切削速度 m/min 計算機床轉速 r/min 按照機床型號選取 所以，實際切削速度為 m/min 基本時間： （2）攻絲2-M12×1.75 攻絲是用一定扭矩將絲錐旋入要鉆的孔底加工出內(nèi)螺紋。絲錐是加工各種中、小內(nèi)螺紋的刀具，它結構簡單，使用方便，既可手工操作，也可以在機床上工作，絲錐在生產(chǎn)中應用十分廣泛。對于小尺寸的內(nèi)螺紋來說，絲錐幾乎是唯一的加工工具。按其功用來分類，有手用絲錐、機用絲錐、錐形螺紋絲錐、梯形螺紋絲錐等。 根據(jù)工序要求選用粗柄機用絲錐。 進給量：由于其螺距,因此進給量 切削速度：參照文獻[7]表2.4-105，取 機床主軸轉速：，取 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 機動時間： 工序Ⅸ 精銑叉口側面 機床：萬能銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 在工序Ⅲ粗銑叉口側面時兩個面剩余的加工余量是相同的，所以計算一個面即可?，F(xiàn)在以其中一個面為精基準，對另一個面進行精加工，切削用量和切削工時如下： 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)文獻[7]表2.4-73，取 銑削速度：參照文獻[7]表2.4-81，取 機床主軸轉速：，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為2 機動時間： 第六章 部分工序專用夾具設計 6.1機床夾具簡介 6.1.1機床夾具的概述 在機床加工工件時，為了保證工件的加工表面能達到規(guī)定的尺寸和位置公差要求，必須首先使工件占有一個正確的位置。通常把確定工件在機床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。當工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。工件定位后將其固定。使其在加工過程中保持定位位置不變的操作，稱為夾緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便、可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。用以裝夾工件和引導刀具的裝置，稱為機床夾具。機床夾具在生產(chǎn)中應用十分廣泛。 機床夾具的作用有以下四個方面： ⑴保證加工精度 機床夾具能準確確定工件、刀具和機床之間的相對位置，可以保證加工精度，且穩(wěn)定性好。 ⑵提高生產(chǎn)效率 機床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時間。 ⑶安全、方便、減輕勞動強度 采用手動、氣動和液壓等夾緊裝置，減少輔助時間。 ⑷擴大機床的工藝范圍 利用機床夾具，可使機床的加工范圍擴大。例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔。使其具有鏜床的功能。 6.1.2 專用夾具的組成 由于本零件結構不規(guī)則，不易進行裝夾、定位，所以采用的都是專用夾具。專用夾具的組成是：①定位元件，用以確定工件正確位置的元件。用工件的定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。②夾緊裝置，是指在工件定位后將工件夾牢的裝置。③對刀、導向元件，是指用于確定或引導刀具的元件。④夾具連接元件，是指用于保證夾具在機床上定位和夾緊用的元件。 ⑤其他元件及裝置，根據(jù)工件加工要求，有些夾具除了上述組成部分外，還需設置其他元件和裝置。⑥夾具體，是指用于連接夾具各個組成部分，使之成為一個整體的基礎體。 通常定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分，其他部分則根據(jù)夾具所屬的機床類型、工件加工表面的特殊要求設置。 6.1.3機床夾具設計要求 ①機床夾具的結構應與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應②盡量選用標準化零部件③機床夾具結構應具有足夠的剛度④保證使用方便和安全⑤有良好的工藝性 6.1.4專用機床夾具的設計步驟 （1）收集和研究有關資料 ①分析零件圖和工序簡圖 了解零件的功用、特點、材料、生產(chǎn)類型及技術要求，詳細分析工件加工工藝過程和本工序的加工要求，如工序尺寸、工序基準、加工余量、定位基準和夾緊部位等，這些是夾具設計的主要依據(jù)。 ②了解本工序使用的機床和刀具 了解機床的規(guī)格、主要參數(shù)以及在機床上安裝夾具部位的結構和配合尺寸。了解本工序使用的刀具類型、主要結構尺寸等情況。 ③熟悉夾具設計用的國家標準、行業(yè)標準和企業(yè)標準 查閱夾具設計手冊和夾具設計指導資料等。 ④了解夾具典型結構 在著手設計之前，應多參閱一些典型夾具結構圖冊及夾具部件的典型結構，以增加對夾具結構的認識并吸收先進經(jīng)驗。 （2）確定夾具的結構方案 確定夾具結構方案時，主要考慮下列各項內(nèi)容： ①確定定位方案，選擇定位元件。 ②確定刀具對刀或引導方式，選擇對刀元件或導向元件。 ③確定夾緊方案，選擇夾緊裝置。 ④確定夾具其他組成部分的結構形式，例如分度裝置、夾具與機床的連接方式。 ⑤確定夾具體的形式和夾具的總體結構。 在確定夾具結構方案的過程中，工件定位、夾緊、對刀和夾具在機床上定位等各部分的結構以及總體布局都會有幾種不同的方案可供選擇。因而，都應畫出結構原理示意圖，通過必要的計算（如定位誤差計算等）和分析比較，最終選取最為合理的方案。 （3）繪制夾具的裝配草圖和裝配圖 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般均按1:1繪制，以保證良好的直觀性?？倛D上的主視圖，應盡量選取與操作者正對的位置。 繪制夾具裝配圖可按如下順序進行：①把工件視為透明體，用雙點畫線畫出工件的輪廓、定位面、夾緊面和加工表面：②畫出定位元件和導向元件：③按夾緊狀態(tài)畫出夾緊裝置：④畫出其他元件和機構：⑤畫出夾具體，把上述各組成部分連接成一體，形成完整的夾具：⑥標注必要的尺寸、配合和技術條件：⑦對零件編號，填寫標題欄和零件明細表。 （4）繪制夾具零件圖 夾具裝配圖中的非標準零件應繪制零件圖。零件圖的視圖應盡量與裝配圖上的位置一致，尺寸、形狀、位置、配合以及加工表面粗糙度等要標注完整。 6.2臥式銑床上精銑叉口側面夾具 本夾具主要用來銑倒擋撥叉的叉口兩側面的由于叉口兩側的外形不好通過通用的機床裝夾，所以需要使用專用夾具。因此在本道工序加工時主要應考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 6.2.1定位基準的選擇 本次的定位選擇工件的φ19.1的孔，以此孔限制工件的四個自由度，并且在這孔的側面上有M12的螺孔，并不需要加工完，只需要對此孔進行工藝孔的加工，這樣在側面使用錐面的定位銷插入到以φ19.1孔定位的定位銷的錐槽內(nèi)，這樣可以限制一個自由度，此定位屬于不完全定位。 6.2.2定位元件的設計 定位元件就是選擇以φ19.1孔為基準定位的定位銷，此定位銷為帶錐形槽的定喂銷，以此來限制四個自由度，其示意圖如下： 圖6.7 定位銷 再利用擰入指定螺紋孔的定位釘插入該定位銷的錐槽內(nèi)，限制一個自由度，屬于不完全定位，此兩個零件均需要自行制作嗎，并沒有機床的夾具標準元件所代替，其定位釘與定位銷的位置關系如圖： 圖6.8 定位釘與定位銷示意圖 6.2.3切削力及夾緊力的計算 硬質(zhì)合金圓柱銑刀 齒數(shù)Z=4 由參考文獻[18]查表可得： 圓周切削分力公式： 式（7.1） 式中 式（7.2） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（7.3） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（7.4） 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（7.5） 安全系數(shù)K可按下式計算： 式（7.6） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《簡明機床夾具設計手冊》表，可得： 所以，由式（3.5）有： 即： = 該夾具夾具體定位，然后可以采用壓緊螺母對側邊進行夾緊。 6.2.4定位誤差分析 本夾具選用的定位元件為定位銷的定位。其定位誤差主要為： （1）移動時基準位移誤差 = = （2）轉角誤差 其中： （3） 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 由計算結果可知，的加工尺寸的定位誤差小于其加工誤差的，能滿足要求。 6.2.5定向鍵裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，兩個一般的使用。的布局盡可能遠的距離。通過方向鍵的協(xié)調(diào)與銑床工作臺的T型槽，使工作表面定位元件夾具工作臺的進給方向具有正確的位置。方向鍵可以下產(chǎn)生的扭矩銑削時，螺栓夾緊夾具可以降低負荷，加強加工夾具牢固。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖6.9 夾具體槽形與螺釘 6.2.6對刀裝置設計 銑削加工的對刀方法一般有以下三種：①試切對刀；②應用樣件對刀；③采用對刀裝置對刀。對刀裝置由對刀塊和塞尺組成。 采用對刀裝置對刀時，為防止損壞刀刃或造成對刀塊過早磨損，刀具與對刀面不應直接接觸，而是將對刀面移近刀具，并且在對刀面和銑刀之間塞入塞尺，憑抽動的松緊感覺來判斷對刀的準確程度。塞尺分為平塞尺和圓塞尺兩種，其尺寸可取1mm、3mm和5mm。本工序對刀裝置的選擇如下： ①對刀塊的選擇 根據(jù)文獻[7]GB2243-80選擇直角對刀塊，對刀塊的材料為20鋼，熱處理方式是滲碳處理，滲碳深度0.8~1.2mm，表面硬度為58~64HRC,對刀塊的零件圖如下所示： 圖6.10直角對刀塊零件圖 ②塞尺的選擇 根據(jù)文獻[4]GB2244-80選擇對刀平塞尺，塞尺的材料為T8,熱處理硬度為HRC55~60，根據(jù)零件及夾具尺寸選擇塞尺的厚度為H=2mm,極限偏差為h8,即它的尺寸極限偏差為0 -0.014。 6.2.7夾緊裝置的設計 本夾具使用的夾緊方式為聯(lián)動螺旋夾緊機構的夾緊方式，就是使用兩對壓板對叉口內(nèi)側進行夾緊。工件用G孔套在定位銷上限制四個自由度，用擰在指定螺紋孔內(nèi)的定位釘上的錐面擰入定位孝上的錐槽內(nèi)，以此來限制一個自由度，屬于不完全定位。 安裝工件的時候，先將工件的φ19.1孔套在定位銷12上，把兩個叉腳放入已經(jīng)張開的兩對壓板7、8和9、10之間，再將定位釘6擰入工件指定的螺紋孔內(nèi)，并將工件沿著定位銷軸向稍微加移動，讓定位釘6的定位錐面旋入定位銷12的錐形槽中，然后擰緊右側的螺栓11，使得壓板9、10同時夾緊工件的右叉口，擰緊左側的螺栓可以對左側的壓板7、8對左叉口進行夾緊。 該夾具采用擰入的指定螺紋孔的定位釘完成軸向的定位的方法，其夾緊機構能夠防止薄壁類的夾緊變形和減小切削中的振動。 根據(jù)設計要求保證夾具一定的先進性且夾緊力并不是很大，所以采取螺旋夾緊裝置。工件在夾具體上安裝后，通過兩側的壓緊螺母對將工件夾緊。 當上述所有設計通過夾具體組合后形成最后的裝配圖，如下圖： 圖6.10 叉口側面精銑夾具裝配圖 結 論 倒擋撥叉作為機床上的一個基礎構件，其性能直接影響到機床的工作精度，進而影響到加工零件的精度、表面質(zhì)量等。因此，我們要求倒擋撥叉的剛度，抗振性要高，熱變形小等。 本次設計的是倒擋撥叉的工藝規(guī)程設計及主要工序的夾具設計。 1、首先分析倒擋撥叉零件的工藝性，并制定倒擋撥叉工藝規(guī)程，制定倒擋撥叉的工藝過程卡和工序卡，結合制定的工藝過程卡和工序卡對此類叉類零件的工藝有一定的掌握，掌握叉類零件的工藝制定通用性。 2、制定好倒擋撥叉零件的工藝后對其中的主要工序進行分析，選擇兩個其中的主要工序作為夾具設計的任務。本次選擇的是銑叉口兩側面夾具和鉆擴鉸φ19.1孔的兩種不同的夾具設計。 3、銑叉口側面夾具使我熟悉掌握了此類叉類形式的定位原則方式、夾緊方式，定位元件、夾緊元件的選擇與設計，并熟悉掌握了銑叉口側面夾具中使用的聯(lián)動夾緊裝置，鉆夾具中使用的氣動夾緊方式等使用與應用。 通過本次的畢業(yè)設計，使我對這四年的總體知識進行了一次總的復習，同時，也對自身在專業(yè)領域內(nèi)的不足有了一個總體認識，以方便日后的更好學習，不斷完善和沖實自己。通過老師的講解，也明白了很多書本上沒有的實際工作經(jīng)驗，為今后的工作打下了一個堅實的基礎。 - 36 - 參 考 文 獻 ［1］胡忠舉.機械制造基礎[M].第二版.中南大學出版社,2011. ［2］王小華.機床夾具圖冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1989 ［3］王宛山.邢敏.機械制造手冊[S].沈陽:遼寧科學技術出版社,2002. ［4］哈爾濱工業(yè)大學.機床夾具設計手冊[S].上海:上海科學技術出版社,1984 ［5］唐金松.簡明機械設計手冊[M].上海:上?？茖W技術出版社,1987 ［6］大連理工大學工程圖學研究室[M].機械制圖(第六版).北京:高等教育出版社,2007 ［7] 鄒青,呼泳.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M]..北京:機械工業(yè)出版社,2011 ［8］關慧貞,馮幸安.機械制造裝備設計[M].第三