撥叉831006加工工藝及銑斷夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū),加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 機(jī)械制造技術(shù) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 撥叉831006 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者 所在班級(jí) 指導(dǎo)教師 年 7月 6日 目 錄 一、撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 1.1撥叉的用途 3 1.2撥叉的技術(shù)要求 3 1.3確定撥叉的生產(chǎn)類型 3 二、確定毛坯的種類和制造方法 3 2.1選擇毛坯 4 2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 5 三、擬定撥叉工藝路線 6 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 6 3.2工藝路線的制定 6 四、確定切削用量和時(shí)間定額 6 4.1確定銑刀尺寸 7 4.2銑削用量的確定 8 4.3時(shí)間配額的確定 9 五、叉口銑斷夾具設(shè)計(jì) 9 5.1確定定位元件 9 5.2定位誤差計(jì)算 10 5.3確定對(duì)刀裝置 10 5.4確定夾緊機(jī)構(gòu) 10 5.5確定定位鍵 10 5.6確定座耳尺寸 11 參考文獻(xiàn) 11 一、撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1撥叉的用途 車床的撥叉位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的Ф25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而上方的Ф55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。 1.2撥叉的技術(shù)要求 根據(jù)加工要求，把該撥叉的技術(shù)要求填在表1中。 (1)Ф25mm的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證Ф250+0.023,mm公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6。 (2)距Ф25mm孔中心17mm的外援斜面，粗糙度要求Ra6.3。 (3)Ф55mm半孔的圓柱內(nèi)表面，加工時(shí)要保證Ф550+0.4，粗糙度要求Ra3.2。 (4)撥叉叉口斷裂處的粗糙度要求Ra6.3。 (5)撥叉腳兩側(cè)面尺寸要求12-0.08-0.06mm,對(duì)Ф25mm孔的垂直度要求為0.1mm,粗糙度要求Ra3.2。 (6)16×8槽兩側(cè)面對(duì)Ф25mm孔的垂直度要求為0.08mm，粗糙度要求Ra3.2,槽底面粗糙度要求Ra6.3。 (7)兩孔中心距要求為134.5-0.2-0.1mm。 (8)Ф25孔中心距離槽頂端面要求23-0.30mm。 1.3確定撥叉的生產(chǎn)類型 依設(shè)計(jì)題目知：Q=5000臺(tái)/件，m=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，取備產(chǎn)率a%=3%,廢品率b%=0.5%，代入N=Qm(1+a%)(1+b%)[1],可得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qm(1+a%)(1+b%)=5000×1×(1+3%)(1+0.5%)=5175.75件/年 零件是機(jī)床的撥叉，質(zhì)量為1.12kg，查表2[1]，可知其屬于輕型零件，由表3[1]查得生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 二、確定毛坯的種類和制造方法 2.1選擇毛坯 零件材料為HT200，考慮到零件的結(jié)構(gòu)及材料，選擇毛坯為鑄件，且由于該零件撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，由表4[1]，采用砂型鑄造。 表1撥叉零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸及偏差/mm 公差/mm及精度 表面粗糙度/μm 形位公差/mm Ф25孔 Ф250+0.023 0.023,IT7 Ra1.6 距Ф25孔中心17mm的外圓斜面 IT10 Ra6.3 Ф55半孔 Ф550+0.4 0.4，IT13 Ra3.2 撥叉叉口 Ra6.3 撥叉腳兩側(cè)面 12-0.08-0.06 0.14，IT12 Ra3.2 對(duì)Ф25mm孔的垂直度要求為0.1mm 16×8槽側(cè)面 IT10 Ra3.2 槽側(cè)面對(duì) Ф25mm孔的垂直度要求為0.08mm 16×8槽底 Ra6.3 兩孔中心距 134．5-0.2-0.1 0.3，IT12 Ф25孔中心與槽頂端面距離 23-0.30 0.3，IT13 表2[1]不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別表 機(jī)械產(chǎn)品類別 加工零件的質(zhì)量/kg 輕型零件 中、小型機(jī)械 <15 表3[1]機(jī)械加工零件生產(chǎn)類型的劃分 年生產(chǎn)綱領(lǐng) 零件特征 生產(chǎn)類型 產(chǎn)品類型 輕型零件 成批生產(chǎn) 大批 5000～50000 表4[1]各種毛坯制造方法的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 毛坯類型 制造精度（IT） 加工余量 原材料 工件外形尺寸 工件形狀 適用生產(chǎn)類型 生產(chǎn)成本 砂型鑄造 13級(jí)以下 大 鑄鐵、青銅 各種尺寸 復(fù)雜 各種類型 較低 2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 確定鑄件尺寸公差，毛坯材料為灰鑄鐵，根據(jù)表5[1]，毛坯鑄件的公差等級(jí)CT為8～12級(jí)。 表5[1]大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí) 方法 公差等級(jí)CT 灰鑄鐵 砂型鑄造、機(jī)器造型和殼型 8~12 取鑄件公差等級(jí)為10級(jí)，毛坯鑄件的基本尺寸為160～250，查表6[1]得毛坯的尺寸公差為4mm。 表6[1]鑄件尺寸公差 （單位：mm） 毛坯基本尺寸 鑄件尺寸公差等級(jí)CT 大于 至 10 160 250 4 確定鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)，根據(jù)毛坯的成型方法為砂型鑄造，以及其材料為灰鑄鐵，由表7[1]，確定加工余量等級(jí)為E～G。 表7[1]毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)（摘自GB/T 6414-1999） 方法 要求的機(jī)械加工余量等級(jí) 鑄件材料 灰鑄鐵 砂型鑄造機(jī)器造型和殼型 E～G 取E-G中間值F，根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸160～250，查表8[1]可得鑄件的機(jī)械加工余量為2mm。 表8[1]鑄件的C～K級(jí)機(jī)械加工余量（RMA） (單位：mm) 最大尺寸 要求的機(jī)械加工余量等級(jí) 大于 至 F 160 250 2 根據(jù)鑄件機(jī)械加工余量和尺寸公差，繪制出毛坯簡(jiǎn)圖圖1。 圖1毛坯簡(jiǎn)圖 三、擬定撥叉工藝路線 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 (1)精基準(zhǔn)的選擇 撥叉兩側(cè)面對(duì)Ф25孔的垂直度要求為0.1mm，16×8槽側(cè)面對(duì)Ф25孔的垂直度要求為0.08mm，故由精基準(zhǔn)選擇原則的統(tǒng)一基準(zhǔn)原則應(yīng)選擇較多加工面的同一基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)；為了使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，選擇Ф25mm的孔作為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)重合原則。故應(yīng)選用Ф25mm的孔作為精基準(zhǔn)。 (2)粗基準(zhǔn)的選擇 從保證孔與孔、孔與平面之間的位置關(guān)系出發(fā)，此處粗基準(zhǔn)的選擇遵守兩個(gè)原則，一是選擇能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作為粗基準(zhǔn)，二是選擇不需要加工的表面作為粗基準(zhǔn)，故這里選用撥叉的Ф40mm外圓柱作為粗基準(zhǔn)。 3.2工藝路線的制定 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)以及選用的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，確定的工藝路線如表9。 四、確定切削用量和時(shí)間定額 工序：切斷 表9撥叉加工工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序1 鑄造 工序2 熱處理 工序3 粗銑Ф25孔上端面 工序4 精銑Ф25孔上端面 工序5 鉆Ф25孔 工序6 擴(kuò)Ф25孔 工序7 鉸Ф25孔 工序8 粗銑Ф55孔兩側(cè)面 工序9 精銑Ф55孔兩側(cè)面 工序10 粗鏜Ф55孔 工序11 精鏜Ф55孔 工序12 銑下平面 工序13 粗銑16槽 工序14 精銑16槽 工序15 粗銑斜平面 工序16 切斷 4.1確定銑刀尺寸 根據(jù)工序要求，此處應(yīng)選擇切斷刀。由銑刀軸線方向確定銑削背吃刀量ap約為4mm，由Ф55mm孔的軸向厚度可確定銑削寬度ae約為12mm。故由表10[1]可確定銑刀直徑為100～125mm。 表10[1]銑刀直徑選擇 (單位：mm) 銑刀名稱 槽銑刀及切斷刀 ap ≤5 ～10 ～12 ～25 ae ≤4 ≤4 ～5 ～10 銑刀直徑 ～63 63～80 80~100 100～125 選擇鋸片銑刀，查表11[1]，銑削寬度大于5mm，選擇粗齒鋸片銑刀 125×4 GB/T6120-1996。根據(jù)題目要求，選用臥式銑床X60。 4.2銑削用量的確定 銑削寬度已知為12mm，銑刀直徑已知為125mm，查表12[1]可得每齒進(jìn)給量fz為0.025～0.02 mm/z。 表11[1]粗齒鋸片銑刀的尺寸 d(js16) 125 D(H7) 22（27） d1(min) 34（40） L(js11) 齒數(shù)（參考） 4.00 32 表12[1]高速鋼立銑刀、切槽銑刀和切斷銑刀銑削剛的進(jìn)給量 銑刀直徑d/mm 銑刀類型 銑削寬度ae/mm 12 每齒進(jìn)給量fz/(mm/z) 125 切斷銑刀 0.025~0.02 取為0.0225mm/z，查表13[1]，經(jīng)計(jì)算，得銑削速度v=27.7m/min。 由轉(zhuǎn)速計(jì)算公式 n=1000v/(πd)[1] 可求得銑刀轉(zhuǎn)速n=1000×27.7/(π×125)r/min=70.5r/min。 查表14[1]臥式銑床X60的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=71r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入前式，可求出該工序的實(shí)際銑削速度 v=nπd/1000=71×π×125/1000m/min=27.9m/min。 表13[1]高速鋼切斷銑刀切斷速度 (單位：m/min) 灰鑄鐵195HBW fz/(mm/z) 背吃刀量ap/mm 10 15 0.02 31 25 0.04 23 19 表14[1]臥式（萬(wàn)能）銑床主軸轉(zhuǎn)速 型號(hào) 轉(zhuǎn)速/（r/min） X60 X60W 50、71、100、140、200、400、560、800、1120、1600、2240 4.3時(shí)間配額的確定 根據(jù)銑削基本時(shí)間的計(jì)算公式 tj=i(l+l1+l2)/fMz[1] 其中l(wèi)1=0.5d+(1～2),l2=1～3,i=h/ap。 由零件尺寸知銑削實(shí)際長(zhǎng)度l=75mm； 刀具切入長(zhǎng)度 l1=0.5d+(1～2)=0.5×125+(1～2)mm=63.5～64.5 取l1=64； 取刀具切出長(zhǎng)度l2=2mm； 一次銑削到規(guī)定深度，即i=1。 fMz=f×n=fz×z×n=0.0225×32×71mm/min=51.12mm/min 因此基本時(shí)間 tj=（75+64+2）/51.12min=2.76min=165.6s 輔助時(shí)間tf取0.15tj,即 tf=0.15×165.6s=24.84s 則作業(yè)時(shí)間為 tj+tf=(165.6+24.84)s=190.44s=3.17min 除此之外，還有布置工作時(shí)間tb按作業(yè)時(shí)間的2%～7%估算，休息和生理需要時(shí)間tx按作業(yè)時(shí)間的2%～4%估算，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tz由于是大批生產(chǎn)，故分?jǐn)偟搅慵倲?shù)m的每一個(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tz/m可忽略不計(jì)。前兩者都按3%工作時(shí)間計(jì)算。即 tb+tx=(3%+3%)(tj+tf)=6%×190.44s=11.43s 故單件時(shí)間定額 tdj=tj+tf+tb+tx+tz/m=(190.44+11.43)s=201.87s=3.36min 將確定的上述各項(xiàng)內(nèi)容填入工藝卡片，得到撥叉工件的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡及工序卡片。 五、叉口銑斷夾具設(shè)計(jì) 5.1確定定位元件 本夾具用于在臥式銑床上切斷撥叉叉口，工件以Φ25mm孔和帶有肋板的那一端側(cè)面為定位基準(zhǔn)，小孔用短心軸定位，限制工件2個(gè)自由度，側(cè)面用自位支承定位，與短心軸組合限制工件的1個(gè)自由度，工件底面為平面定位，限制工件的3個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件的正確定位，再通過(guò)夾緊裝置夾緊，完成工件的安裝。 5.2定位誤差計(jì)算 零件的誤差敏感方向是在兩個(gè)孔的連線方向，零件中心距誤差為0.1mm。根據(jù)工件的定位方案，可知影響工件加工誤差的主要因素是定位孔與短心軸的配合誤差，定位孔的誤差為0.023mm，定位心軸誤差為0.013mm。其定位誤差值 ΔDW=Δjb+Δjw=(0.023+0.013)mm=0.036mm<0.1mm 因此，定位方案合理、可行。 5.3確定對(duì)刀裝置 銑斷撥叉確定刀具的加工位置，可選用直角對(duì)刀塊。選用對(duì)刀塊JB/T8031.3-1999。 5.4確定夾緊機(jī)構(gòu) 通過(guò)在短心軸上兩端加工螺紋，用螺母擰緊。 5.5確定定位鍵 銑床夾具采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定位鍵，使其固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。由于該專用夾具機(jī)床采用的是X60型臥式機(jī)床，查表14[1]可知，該機(jī)床工作臺(tái)的T形槽寬度為a=14。定位鍵采用A14h6 JB/T8016-1999。 表14[1]部分通用銑床工作臺(tái)T形槽尺寸與定位鍵選擇 機(jī)床 T形槽寬度 T形槽中心距 T形槽數(shù) 與T形槽相配的定位鍵尺寸 長(zhǎng)×寬×高 臥式銑床 X60/X60W 14 45 3 20×14×8 5.6確定座耳尺寸 座耳結(jié)構(gòu)需要與選定機(jī)床和定位鍵相配合，查表15[1]，取D=12的座耳各尺寸。 表15[1]銑床夾具的夾具體座耳結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑d D D1 R R1 L H b 8 10 20 5 10 16 28 4 10 12 24 6 12 18 32 4 12 14 30 7 15 20 36 4 16 18 38 9 19 25 46 6 參考文獻(xiàn) [1]鄒青，呼詠.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.