變速叉的銑叉口兩端面的夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備含4張CAD圖

變速叉的銑叉口兩端面的夾具設(shè)計及加工工藝規(guī)程裝備含4張CAD圖,變速,銑叉口,兩端,夾具,設(shè)計,加工,工藝,規(guī)程,裝備,設(shè)備,cad 夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂CAM 實驗室，機械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院， 100 路，伍斯特，碩士 01609，美國2004 年 9 月 14 日收稿;2004 年 11 月 9 日修訂;2004 年 11 月 10 日發(fā)表摘 要幾何約束是夾具設(shè)計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設(shè)計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃，并為修訂提供指引，以最終實現(xiàn)確定性的定位。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計;幾何約束;確定性定位;限制約束; 過約束1.介紹夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點指出，定位計劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別：1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與 6 個定位器取得聯(lián)系。2、限制約束：不完全約束工件的自由度。3、過約束：工件自由度超過 6 定位的制約。在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程, 基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應(yīng)用周對 3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q* ,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是 gi(見圖1) 。表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置與 方向, 代表了工件的定位和方向。只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在 處:淺田表明(2)hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3） 。確定定位如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法(3)在1個3-2-1定位計劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6 ，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6 定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點。胡等 [6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。圖1 .夾具系統(tǒng)模型。表 1 等級 數(shù)量的定位 地位 6 Over-constrained康等 [7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設(shè)計的核查制度。他們的 CAFDV 系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人 [8]提出的等級檢查方法的定位矩陣 WL(見附件)。他們還介紹了左/ 右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差 ΔX 和位置誤差 Δr 的工件定位相關(guān)如下:Under-constrained:Δ X=WLΔr, (4)Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)λ是任意一個向量。他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標(biāo)，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計系統(tǒng)的研究。2.定位完整性評價如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設(shè)計的要求，設(shè)計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位 WL:如圖 3 所示,在給定的定位器數(shù)量 n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]每一個定位器,i=1,2,.,n,n*6 定位矩陣可以確定如下 :（7）當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6 時，是工件良好約束。當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n6 時;是工件過約束。這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。圖 2 幾何約束狀態(tài)描述圖 3 一個簡化的定位方案。定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：1、找到所有的（ n-6）組合定位的。2、為每個組合 ,從（n-6 ）定位器確定定位方案。3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。4、如果等級不變 ,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。當(dāng)?shù)燃墸╓L）6,工件的限制約束。參考文獻[1] Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運動學(xué)分析。 IEEE J 機器人autom1985; RA-1:86-93。[2] zhou YC，Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J 英工業(yè) 1989;111:299-306。[3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運動學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J 制造業(yè)│ 科學(xué)與工程 2003;125：316-24。[4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計劃的二次靈敏度分析“。 ASME J 制造業(yè)│2001 年科學(xué)與工程;123 （3）：462-72。[5] Marin R, Ferreira P.確定性 3-2-1 定位計劃的運動學(xué)分析和綜合加工裝置。 ASME J 制造業(yè)│ 科學(xué)與工程 2001 年;123:708-19。[6] Hu W.設(shè)置規(guī)劃和公差分析。博士論文中，伍斯特理工學(xué)院;2001 年。[7] Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計算機輔助夾具設(shè)計驗證。大會 Autom2002;22:350-9。[8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進的計算機輔助夾具設(shè)計。波士頓：愛思唯爾;2005 年。 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號03 銑 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X52K夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 銑 Φ30 后端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.369設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 2 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號04 銑 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X52K夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 銑 Φ30 前端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.369設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號05 鉆 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 鉆 21.8 孔 麻花鉆、內(nèi)徑百分尺 545 37.4 0.28 10.9 1 0.3542 鉸 Φ22 孔 鉸刀、內(nèi)徑百分尺 680 47.0 0.17 0.1 1 0.3733 倒 1×45°設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 4 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號06 銑 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X52K夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 銑 Φ15 端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 29.9 0.2 2.0 1 0.211設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 5 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號07 鉆 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式鉆床 Z525夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 鉆 Φ6 孔 麻花鉆、內(nèi)徑百分尺 545 10.3 0.28 3.0 1 0.086設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 6 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號08 銑 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)臥式銑床 X62夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 粗銑叉口兩端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 475 15.0 0.2 1.5 4 1.0952 半精銑叉口兩端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 600 18.9 0.1 0.5 4 1.667設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 學(xué)校 機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉 共 7 頁 第 7 頁車間 工序號 工序名稱 材料牌號08 銑 RZG310-570毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鑄鋼設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)臥式銑床 X62夾具編號 夾具名稱 切削液工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分)準(zhǔn)終 單件工步號工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給次數(shù)工步工時機動 輔助1 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 475 15.0 0.2 2.0 2 1.011設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期XX 機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號 零件圖號產(chǎn)品名稱 零件名稱 V 形座 共 頁 第 頁材料牌號 45 鋼 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備 注工序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備工 時準(zhǔn)終 單件01 備料 金屬型澆注02 熱處理在叉口的頸口長度為 50 上高頻淬火，硬度為 45HRC-53HRC，淬硬層深 1.2-2.5，其余硬度229HB-269HB03 銑 銑 Φ30 后端面 立式銑床 X52K 端面銑刀、游標(biāo)卡尺04 銑 銑 Φ30 前端面 立式銑床 X52K 端面銑刀、游標(biāo)卡尺、05 鉆 鉆、鉸 Φ22 孔；倒 1×45°角 立式鉆床 Z525 麻花鉆、鉸刀、倒角鉆、內(nèi)徑百分尺06 銑 銑 Φ15 端面 立式銑床 X52K 端面銑刀、游標(biāo)卡尺07 鉆 鉆 Φ6 孔 立式鉆床 Z525 麻花鉆、內(nèi)徑百分尺08 銑 粗銑、半精銑叉口兩端面 臥式銑床 X62 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺09 銑 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 立式銑床 X52K 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺10 鉗工 去毛刺 11 檢驗 檢驗至圖紙要求 12 入庫 包裝并入庫設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化( 日期) 會簽(日期)標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期I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。變速叉的加工工藝規(guī)程和銑叉口兩端面的工藝設(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：切削用量 夾緊 定位 誤差。IIAbstractThe design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement, and other aspects of knowledge.The processing procedure of the shift fork and the process design of the two end face of the fork, the design of the process and the design of the special fixture are introduced in the three part. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.Key words: cutting amount clamping positioning error.III目錄摘要 .I第 1 章 序 言 1第 2 章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)效率分析 22.1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 22.2 生產(chǎn)效率分析 .2第 3 章 零件的分析 33.1 零件的分析 33.2 零件的作用 .33.3 零件的工藝分析 .4第 4 章 工藝規(guī)程設(shè)計 54.1 確定毛坯的制造形式 .54.2 基面的選擇 .54.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 54.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 54.3 制訂工藝路線 .64.4 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立 7第 5 章 銑床夾具設(shè)計 135.1 專用夾具的提出 .135.2 定位裝置設(shè)計 .135.3 定位元件及夾緊元件的選擇 135.4 切削力和夾緊力的計算 135.5 定位誤差分析 145.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 155.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .17總 結(jié) 18參考文獻 191第 1 章 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)。變速叉的加工工藝規(guī)程和銑叉口兩端面的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分是在學(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。本設(shè)計選用變速叉來進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)為附來進行詳細(xì)說明。2第 2 章 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)效率分析2.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品的年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)按下式計算。N=Qn(1+a+ )?式中： N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）Q——機器產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）a——備品百分率——廢品百分率?2.2 生產(chǎn)效率分析操 作 者 按 規(guī) 定 的 作 業(yè) 方 法 工 作 時 ， 他 的 能 力 或 努 力 程 度 叫 效 率 。 主 要 用 來 考 核純 生 產(chǎn) 能 力 ， 不 包 括 由 技 術(shù) 、 材 料 等 其 它 問 題 所 引 起 的 能 力 損 耗 。1）標(biāo) 準(zhǔn) 工 時 ： 標(biāo) 準(zhǔn) 工 時 =標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間 +輔助時間 指 在 正 常 情 況 下 ， 從 零 件 到 成 品 直 接 影 響 成 品 完 成 的 有 效 動 作 時 間 ， 其 包 含 直 接 工時 與 間 接 工 時 。 即 加 工 每 件 （ 套 ） 產(chǎn) 品 的 所 有 工 位 有 效 作 業(yè) 時 間 的 總 和 。 a\標(biāo)準(zhǔn)工時：標(biāo)準(zhǔn)工時=生產(chǎn)一個良品的作業(yè)時間。b\標(biāo)準(zhǔn)工時=正常工時+ 寬放時間=正常工時×（1+寬放率）c\工廠使用的寬放率一般在 10%～20% ，對一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當(dāng)放寬一些d\正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。2） 制 定 方 法 ： 對 現(xiàn) 有 各 個 工 位 （ 熟 練 工 人 ） 所 有 的 有 效 工 作 時 間 進 行 測 定 ， 把所 有 組 成 產(chǎn) 品 的 加 工 工 位 的 工 時 ， 考 慮 車 間 生 產(chǎn) 的 均 衡 程 度 、 環(huán) 境 對 工 人 的 影 響 、以 及工 人 的 疲 勞 生 產(chǎn) 信 息 等 因 素 后 ， 計 算 得 到 標(biāo) 準(zhǔn) 工 時 。生產(chǎn)率＝（產(chǎn)出數(shù)量×標(biāo)準(zhǔn)工時）÷（日工作小時×直接人工數(shù)）×100% ?3第 3 章 零件的分析3.1 零件的分析變速叉材料采用 RZG310-570，鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)打磨等后續(xù)加工手段后，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。3.2 零件的作用圖 1 變速叉零件，指機械中不可分拆的單個制件，是機器的基本組成要素，也是機械制造過程中的基本單元。其制造過程一般不需要裝配工序。如軸套、軸瓦、螺母、曲軸、葉片、齒輪、連桿頭、變速叉等。 43.3 零件的工藝分析變速叉共有七處加工表面 ，其間有一定位置要求。分述如下：1、變速叉 Φ30 后端面2、變速叉 Φ30 前端面3、變速叉 Φ22 孔4、變速叉 Φ15 端面5、變速叉 Φ6 孔6、變速叉叉口兩端面7、變速叉叉口內(nèi)側(cè)端面5第 4 章 工藝規(guī)程設(shè)計4.1 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。4.2 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)無法進行。4.2.1 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，選用工件中心線作為定位粗基準(zhǔn)。4.2.2 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)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。6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)。4.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,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在叉口的頸口長度為 50 上高頻淬火，硬度為 45HRC-53HRC，淬硬層深 1.2-2.5，其余硬度 229HB-269HB工序 03 銑 Φ30 后端面工序 04 銑 Φ30 前端面工序 05 鉆、鉸 Φ22 孔；倒 1×45°角工序 06 銑 Φ15 端面工序 07 鉆 Φ6 孔工序 08 粗銑、半精銑叉口兩端面工序 09 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面工序 10 去毛刺工序 11 檢驗至圖紙要求工序 12 包裝并入庫74.4 機械加工余量、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：在叉口的頸口長度為 50 上高頻淬火，硬度為 45HRC-53HRC，淬硬層深1.2-2.5，其余硬度 229HB-269HB工序 03：銑 Φ30 后端面工步一：銑 Φ30 后端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d40?min/6v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in478610rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/in/7.59in10mv?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l3l0.21l32in69i.04752m21 ?????ifltz工序 04：銑 Φ30 前端面工步一：銑 Φ30 前端面1. 選擇刀具8刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d40?min/6v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in478610rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/in/7.59in10mv?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l3l0.21l32in69i.04752m21 ?????ifltz工序 05：鉆、鉸 Φ22 孔；倒 1×45°角工步一：鉆 21.8 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）8.21?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）min/35v?512r/minin/8.213501rD???按機床選取 n=545r/minmi/4.370.1dnvw?切削工時： ， ， 則機動工時為l41l9.102?l3?9min354.0i128.0549321 ?????ifnlltwm工步二：鉸 Φ22 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）2?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 rmf/17.0?機（《切削》表 2.15）min/50v?724r/minin/2501rD???按機床選取 n=680r/minmi/0.471680dnvw?切削工時： ， ， 則機動工時為ll1.2?l3in37.0i17.0684321 ?????ifnlltwm工步三：倒 1×45°角工序 06：銑 Φ15 端面工步一：銑 Φ15 端面1. 選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d20?min/3v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in478310rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/10min/9.2in/104752dnvw????3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為ml5l0.1l32ini2.04731m21 ?????ifltz工序 07：鉆 Φ6 孔工步一：鉆 Φ6 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（ 《工藝》表 3.1－6）6?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）min/10v?531r/minin/610rD???按機床選取 n=545r/minmi/3.105410dnvw?切削工時： ， ， 則機動工時為l71l.2?l3in086.i8.0543321 ?????ifnlltwm工序 08：粗銑、半精銑叉口兩端面工步一：粗銑叉口兩端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1?d10?min/5v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap5.?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。11根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in4781510rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/in/0.15in10mv?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l.2l.1l32?in095i4.07531m21????ifltz工步二：半精銑叉口兩端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.0?d10?min/2v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap5.0?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/1.0mfz?in637210rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/in/9.18in10mv?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l5.2l5.01l32?in67i4.6031m21????ifltz12工序 09：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面工步一：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d10?min/5v3?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則ap0.2?2）決定每次進給量及切削速度根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in4781510rdvns???按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/in/0.15in10mv?3）計算工時切削工時： ， ， ，則機動工時為l43l.21l32in0i.0752m21 ?????ifltz工序 10：去毛刺工序 11：檢驗至圖紙要求工序 12：包裝并入庫13第 5 章 銑床夾具設(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)計工序 08：銑變速叉叉口兩端面的專用夾具。5.1 專用夾具的提出本夾具主要用于銑變速叉叉口兩端面，粗糙度為 Ra3.2，有一定的精度要求，故設(shè)計夾具時即考慮生產(chǎn)效率，也要注意工件的質(zhì)量。5.2 定位裝置設(shè)計銑銑變速叉叉口兩端面，選擇工件 Φ22 孔及其端面和工件一端面及叉口口頸定位。5.3 定位元件及夾緊元件的選擇 本工序選用的定位基準(zhǔn)工件 Φ22 孔及其端面和工件一端面及叉口口頸定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是芯軸和定位銷及支承釘。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對芯軸和定位銷支撐浮動，在芯軸上的螺栓用帶帽螺母進行夾緊。選擇工件 Φ22 孔及其端面和工件一端面定位，對應(yīng)的定位元件為芯軸和定位銷支撐浮動。1、芯軸和 Φ22 孔及其端面相配合限制 5 個自由度，即 X 軸轉(zhuǎn)動、Y 軸轉(zhuǎn)動、Y 軸旋轉(zhuǎn)、Z 軸移動和 Z 軸轉(zhuǎn)動。2、定位銷與工件一側(cè)相配合限制一個自由度，即 X 軸旋轉(zhuǎn)。3、工件另一端面與支承釘相配合起到一個浮動支承的作用，變速叉六個自由度被完全限制，屬于完全定位5.4 切削力和夾緊力的計算查表 4 得切削力計算公式： ppf Kfa7.031F?式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(??p=736MPa, 即 = =1547N?p pf Kfa7.013F117.03.?所需夾緊力，查表 5 得， ，安全系數(shù) K=Wk 65432K式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：60~K14K= =1.872，當(dāng)計算 K2.5 時，取 K=2.50.13.0121??孔軸部分由 M6 螺母鎖緊，查表得夾緊力為 12360N= =30900NWK?k5.6由上計算得 》 ，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。kfF5.5 定位誤差分析1、基準(zhǔn)位移誤差 Y?由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用 表示。Y?工件以 Φ22 孔在軸上定位銑變速叉兩端面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算)(21minaxminaxYdD????式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm——孔的最大直徑，mmmaxD——軸的最小直徑，mmind=0.027mmm15.967-02.)(21minaxY ）（?????2、基準(zhǔn)不重合誤差 B加工尺寸 h 的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用 表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為 =B?B?d?21式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mmB?——工件的最大外圓面積直徑公差，mmd?15=B?m095.1.021???d?5.6 定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù) T 形槽的寬度 a=12mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表夾具體槽形尺寸 B 2B2h公稱尺寸允差 d允差 4L H h D 1d1公稱尺寸允差 D20-0.013-0.033208 5105.520+0.021416對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。對刀塊選用圓形對刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圓莆對刀塊的規(guī)格及主要尺寸：塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 17標(biāo) 記×四 周 倒 圓圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸 H 允差 d C2 -0.014 0.255.7 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)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由螺母、圓墊圈、心軸和快換墊圈組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。18總 結(jié)本次設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。首先，我要感謝老師對設(shè)計的指導(dǎo)。本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計。我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設(shè)計。19參考文獻[1] 張耀宸主編 .《機械加工工藝設(shè)計手冊》.北京：航空工業(yè)出版社，1989[2] 肖繼德，陳寧平主編. 《機床夾具設(shè)計》（第 2 版）. 北京：機械工業(yè)出版社 2005[3] 浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》（第 2 版）.北京：機械工業(yè)出版社，1995[4] 任嘉卉主編 . 《公差與配合手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1993[5]東北工學(xué)院《機械零件設(shè)計手冊》編寫組 編. 《機械零件設(shè)計手冊》.北京：冶金工業(yè)出版社，1983[6]江南大學(xué)鄭修本主編. 《機械制造工藝學(xué)》（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999[7]上海理工大學(xué)陸劍中，孫家寧主編. 《金屬切削原理與刀具》（第 4 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