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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：副變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計(jì)
班 級(jí)： 機(jī)械05-6班
姓 名： 何彥兵
指導(dǎo)教師： 張興元
完成日期： 2008.6.30
一、設(shè)計(jì)題目
副變速撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計(jì)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(5000～8000字) 1份
四、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本次設(shè)計(jì)是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設(shè)計(jì)先加工孔后加工面。將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證它們的加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以拔叉右面的最大的平面作為粗基準(zhǔn)，來(lái)加工中間的通孔，然后以此加工過(guò)的孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側(cè)平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工時(shí)是用鏜床鏜孔。最后以這兩個(gè)孔為基準(zhǔn)，分別加工右側(cè)的槽和頂面的螺紋底孔。整個(gè)加工過(guò)程選用了鉆床、銑床和鏜床。工件在機(jī)床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞 加工工藝，定位，夾緊，專用夾具
Abstract
This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.
Keywords Process the craft，F(xiàn)ixed position，Clip tight，Appropriation tongs
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是大學(xué)必修課程，它是在學(xué)習(xí)了大部分專業(yè)課，尤其是機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)以后進(jìn)行的一個(gè)注重實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使我們做到學(xué)以致用。這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的刀具、機(jī)床、基準(zhǔn)定位、夾具等知識(shí)，并結(jié)合大二時(shí)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐，在老師和同學(xué)的幫助下獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題和難題，設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，鞏固了專業(yè)知識(shí)，提高了自主設(shè)計(jì)機(jī)械的能力，豐富了設(shè)計(jì)思維，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)以后的設(shè)計(jì)工作奠定良好的基礎(chǔ)。
但是由于學(xué)生水平所限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中存在一些毛病，希望各位老師不吝賜教。
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的工藝分析
零件的材料為KTH350-10，可鍛鑄鐵，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
（1）撥叉左右端面粗糙度為25，通孔φ14粗糙度為3.2，此孔為加工其他孔的基準(zhǔn)。孔φ8.7粗糙度為25。
（2）撥叉頭上兩相對(duì)端面14H13,粗糙度為12.5，平行度為0.4。
（3）撥叉腳相對(duì)兩端面40B12，粗糙度為12.5，撥叉腳側(cè)面基本尺寸為6，粗糙度為6.3，垂直度為0.1。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
1.2零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：該零件的機(jī)構(gòu)尺寸較小，屬于輕型零件，產(chǎn)量4000件/年，設(shè)其備品率為4%，機(jī)械加工廢品率為1%，則零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=4000*（1+4%）*(1+1%)=4201件，查表1-4屬中批量生產(chǎn).
2選擇毛坯，繪制毛坯圖
2.1選擇毛坯
該零件材料為可鍛鑄鐵，零件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的
2.2確定機(jī)械加工余量
根據(jù)鑄件材料，根據(jù)表2-5要求的機(jī)械加工余量等級(jí)及表2-4要求的鑄件機(jī)械加工余量（RMA）確定零件待加工部分的機(jī)械加工余量。
2.3確定毛坯尺寸
外圓面的毛坯基本尺寸為最終機(jī)械加工后的尺寸加上2倍的機(jī)械加工余量，再減去鑄件公差的一半；內(nèi)腔的毛坯基本尺寸為最終機(jī)械加工后的尺寸減去2倍的機(jī)械加工余量，再加上鑄件公差的一半。
2.4設(shè)計(jì)毛坯
（1） 根據(jù)鑄件的性質(zhì)和尺寸，鑄造時(shí)可不將φ14和φ8.7兩孔鑄出。
（2） 根據(jù)該撥叉的形位特點(diǎn)，選擇零件高度方向的對(duì)稱平面為分模面，屬平直分模線。
3 選擇加工方法，制定工藝路線
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇：按有關(guān)基準(zhǔn)的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)；若零件有若干不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。現(xiàn)選擇副變速撥叉頭的右端面和φ14mm孔的外圓面為主要的定位粗基準(zhǔn)。
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，選擇以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為精基準(zhǔn)。
3.2零件表面加工方法的選擇
1 撥叉頭兩端面 公差等級(jí)為IT12，表面粗糙度為Ra25，需進(jìn)行粗銑。
2 Φ14孔 IT7, 表面粗糙度為Ra3.2, 粗?jǐn)U、精擴(kuò)。
3 撥叉腳相對(duì)的兩端面 IT12，表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑、半精銑。
4 撥叉腳兩側(cè)面 IT10, 表面粗糙度為Ra6.3, 精銑。
5 14H13底面和內(nèi)側(cè)面 IT13, 表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑。
6 Φ8.7的孔 IT11, 表面粗糙度為Ra25。
3.3.制定工藝路線
工序1：粗銑撥叉頭兩端面。
工序2：粗?jǐn)U、精擴(kuò)Φ14孔。
工序3：校正撥叉腳。
工序4：粗銑、半精銑撥叉腳兩端面。
工序5：銑叉抓口內(nèi)側(cè)面。
工序6：鉆Φ8.7的孔。
工序7：粗銑14H13內(nèi)側(cè)面。
工序8：去毛刺。
工序9：中檢。
工序10：熱處理。
工序11：清洗。
工序12：終檢
4.工序設(shè)計(jì)
4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
在中批量生產(chǎn)的條件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可以選用通用設(shè)備。根據(jù)本零件加工的工序特點(diǎn)和工序安排，選用如下表所列的加工設(shè)備和工藝設(shè)備：
工
序
號(hào)
工 名
序 稱
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
銑
立式銑床X51
端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
2
擴(kuò)孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
3
校正
鉗工臺(tái)
手錘、專用夾具
4
銑
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
5
銑
立式銑床X51
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
6
鉆
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
銑
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼、專用夾具
9
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
10
熱處理
11
清洗
清洗機(jī)
擴(kuò)孔鉆、卡尺、塞規(guī)
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
4.2確定工序尺寸（工序XIV）
由表可查得，操縱槽14H13內(nèi)側(cè)面相對(duì)兩端面的單邊余量為0.5。可確定各工步尺寸的加工精度等級(jí)為，粗銑IT13。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值均為1.1mm。
綜上所述，該工序兩個(gè)工步的工序尺寸及公差均為，粗銑：
13±0.55mm。
5確定切削用量及基本時(shí)間（工序4）
5.1切削用量的計(jì)算
（1）背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1=0.5,工步2的背吃刀量ap2=0.5mm.
（2）進(jìn)給量的確定 由表5-7，按機(jī)床功率為5-10kw、工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取0.08mm/z。
（3）銑削速度的計(jì)算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為44.9m/min。由公式（5-1）n=1000v/Πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000*44.9m/min/Π*80mm=178.65r/min,參照表4-18所列臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將次轉(zhuǎn)速帶入公式,可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nΠd/1000=40.2m/min。
5.2時(shí)間定額的計(jì)算
5.2.1 基本時(shí)間tm的計(jì)算￣
根據(jù)表5-43中面銑刀銑平面的基本時(shí)間計(jì)算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出該工序的基本時(shí)間。由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，式中L=15*2=30mm；L2=1～3mm，取L2=1mm；L1=0.5（d-√ae*ae-d*d））+1=0.5（14-6）+1=5mm；fMz=fn=fz*Z*n=128mm/min。
將上述結(jié)果代入公式tj=（L+L1+L2）/fMz，則該工序的基本時(shí)間tj=(30+5+1)mm/128mm/min=16.9s
5.2.2 輔助時(shí)間tr的計(jì)算
輔助時(shí)間tr與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tr=(0.15～0.2)tj,取tf=0.15tj,則工序的輔助時(shí)間tr=0.15*16.9=2.54s.
5.2.3 其他時(shí)間tb+tx的計(jì)算
對(duì)于中批量生產(chǎn)，布置工作地的時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%～7%，休息與勝利需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%～4%，這里均取3%，則：
tb+tx=(3%+3%)*（16.9+2.54）=1.17s。
5.2.4 單件時(shí)間tdj的計(jì)算
根據(jù)上述結(jié)果得tdj=16.9s+2.54s+1.17s=20.61s。
6夾具設(shè)計(jì)
6.1定位方案
工件以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為定位基準(zhǔn)。，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制1個(gè)自由度、長(zhǎng)銷限制4個(gè)自由度，共限制了五個(gè)自由度。然后在定位面上加一個(gè)螺釘來(lái)限制旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個(gè)自由度都被限制了。
6.2夾緊機(jī)構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足。采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊迅速的偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)偏心輪實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動(dòng)。
6.3 對(duì)刀裝置
采用直角對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀。
6.4夾具與機(jī)床連接元件
在夾具體上設(shè)計(jì)座耳，用T形螺栓固定。
6.5夾具體
見(jiàn)夾具體零件圖。
7設(shè)計(jì)體會(huì)
在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了該課程設(shè)計(jì)。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，收獲頗多。作為一名機(jī)械系，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大三的學(xué)生，我覺(jué)得能做類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大三的時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實(shí)踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次大作業(yè)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在作設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開(kāi)實(shí)際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。同時(shí)，我覺(jué)得應(yīng)該培養(yǎng)我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，讓幾個(gè)人一起作這樣的課程設(shè)計(jì)我想會(huì)更好的發(fā)揮我們的特長(zhǎng)。
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