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摘要
本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。
撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆直徑6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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)。
關(guān)鍵詞：切削用量 夾緊 定位 誤差。
目錄
摘要 Ⅰ
第1章 序 言 1
第2章 零件的分析 2
2.1 零件的作用 2
2.2 零件的工藝分析 2
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3
3.1 確定毛坯的制造形式 3
3.2 基面的選擇 3
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 3
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 4
3.3 制訂工藝路線 5
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立 6
第4章 鉆床夾具設(shè)計 19
4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 19
4.2 定位誤差的分析與計算 19
4.3 夾緊力的確定 20
4.4 夾具設(shè)計及操作簡要說明 23
總 結(jié) 24
參考文獻(xiàn) 25
I
第1章 序 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計前對所學(xué)課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，他在我們四年的大學(xué)生活中占有重要地位。
機(jī)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(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)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(jī)械或機(jī)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(jì)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(jī)械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。
撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆φ16孔的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)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(shí)踐性強(qiáng)、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(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本設(shè)計選用撥叉來進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計，以說明書、繪圖為主，設(shè)計手冊與國家標(biāo)準(zhǔn)為附來進(jìn)行詳細(xì)說明。
第2章 零件的分析
2.1 零件的作用
撥叉主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。
撥叉是汽車變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動中間變速輪，使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。
如果是機(jī)床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機(jī)構(gòu)中。就是把2個咬合的齒輪撥開來再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另一個速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。
2.2 零件的工藝分析
撥叉共有7處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1、 撥叉Φ25前端面
2、 撥叉Φ16H9孔
3、 撥叉Φ5孔端口
4、撥叉寬12H12槽
5、撥叉Φ5H11孔
6、撥叉叉口前后端面
7、撥叉叉口內(nèi)側(cè)端面
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 確定毛坯的制造形式
鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。
3.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
由以上及零件知，選用φ25的圓柱端面作為定位粗基準(zhǔn)。
3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則
選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”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。
為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
3.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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(jī)床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
表3.1 工藝路線
工序號
工序內(nèi)容
工序01
金屬型澆注
工序02
正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力
工序03
粗銑φ25端面
工序04
鉆φ150+0.27孔，表面粗糙度為Ra12.5
工序05
粗銑寬100+0.43的叉口兩端面,表面粗糙度為Ra12.5,使與φ16孔中心線垂直度公差為0.06
工序06
粗鏜φ880+0.54孔的兩端，表面粗糙度為Ra12.5
工序07
銑寬70+0.36槽，表面粗糙度為Ra12.5
工序08
鉆φ4.80+0.18孔，表面粗糙度為Ra12.5
工序09
擴(kuò)φ15.850+0.13孔,表面粗糙度為Ra12.5
工序10
半精銑寬8.40+0.15的叉口兩端面,表面粗糙度Ra6.3，使與φ16孔中心線垂直度公差為0.06
工序11
半精鏜φ900+0.35孔的兩端,表面粗糙度為Ra6.3
工序12
銑寬100+0.18槽，表面粗糙度為Ra6.3
工序13
鉸φ50+0.030孔，表面粗糙度要求為3.2
工序14
鉸φ160+0.052孔,表面粗糙度為Ra6.3
工序15
粗鏜φ16孔倒角使粗糙度為12.5
工序16
精銑寬80+0.022的叉口兩端面,表面粗糙度為Ra3.2，使與φ16孔中心線垂直度公差為0.06
工序17
銑寬120+0.18槽，表面粗糙度為Ra3.2
工序18
去毛刺
工序19
檢驗(yàn)至圖紙要求入庫
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立
工序01：金屬型澆注
工序02：正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力
工序03：銑Φ25前端面
1.選擇刀具
根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2（下稱《切削》）,選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1,銑削深度ap≤4mm時,端銑刀直徑d為80mm,ae為60mm，由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)z=4.
2.選擇切削用量
1)決定銑削深度ap由于加工余量不大,故可在一次走刀內(nèi)切完,則
ap=h=1mm
2)決定每齒進(jìn)給量fz，采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量。根據(jù)表3.5,當(dāng)使用YT15,銑床功率為7.5kW(切削手冊表3.30,XA5032型立銑說明書)時,
fz=0.09~0.18mm/z
但因采用不對稱端銑,故取fz=0.18mm/z
3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm，由于銑刀直徑d0=80mm，故刀具壽命T=180min
4)決定切削速度v和每分鐘進(jìn)給量v切削速度v可根據(jù)表3.27中的公式計算,也
可直接由表中查出。
根據(jù)表3.13,當(dāng)d0=80mm,z=4,an≤5mm,f≤0.24m/時,vt=123mm/min,nt=313r/min, vft=263mm/min
各修正系數(shù)為:kMv=kMn=kMv=1,0
ksv=ksn=ksv=0.8
vc=vtkv=123×1.0×0.8m/min=98.4m/min
n=ntkn=313×1.0×0.8r/min=250r/min
vf=vftkvt=263×1.0×0.8mm/min=210.4mm/min
根據(jù)XA5032型立銑說明書(切削用量手冊表3.30)選擇
nc=300r/min, vf=235mm/min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
5)校驗(yàn)機(jī)床功率根據(jù)表323,當(dāng)Бb=560-1000MPa,ae≤72mm,ap≤4.2mm,d0
80mm,z=4,vf=235mm/min,近似為P=4.1kW
根據(jù)XA5032型立銑說明書(表3.30),機(jī)床主軸允許的功率為
PM=7.5×0.75kW=5.63kV
故Pcc
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