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工 藝 裝 備 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑削工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：4000件 生產(chǎn)類型：中批量或大批量生產(chǎn) 設(shè)計(jì)要求： （1）產(chǎn)品零件圖 1張 （2）機(jī)械加工工藝過程卡片 1張 （3）機(jī)械加工工序卡片 1張 （4）夾具總裝圖（0﹟或1﹟圖紙） 1張 （5）夾具體零件圖（2﹟～3﹟圖紙） 1張 （6）夾具三維模型圖（彩色） 1張 （7）課程設(shè)計(jì)說明書（5000～7000字） 1份 第 II 頁(yè) 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書 錯(cuò)誤！未定義書簽。 第1章 緒論 1 1.1 課題的目的和意義 1 1.2 本課題主要設(shè)計(jì)任務(wù) 1 第2章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1 零件的工藝分析 2 2.1.1 零件的作用 2 2.1.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3 2.1.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 2.1.4 關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析 3 2.2 確定毛坯的制造形式 4 2.3 工藝過程設(shè)計(jì) 5 2.3.1 定位基準(zhǔn)面的選擇 5 2.3.2 加工方法的確定 5 2.3.3 加工階段的劃分 5 2.3.4 加工順序的安排 6 2.3.5 工序組合 6 2.3.6 工藝方案的分析與比較 7 2.3.7 工藝路線的確定 8 2.4 工序設(shè)計(jì) 9 2.4.1 機(jī)床工藝裝備的選擇 9 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 2.4.3 切削用量及工時(shí)定額的確定 10 2.5 填寫工藝文件 12 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 13 3.1 設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方案的比較 13 3.2 定位方案設(shè)計(jì) 13 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 13 3.2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì) 13 3.2.3 定位誤差分析與計(jì)算 13 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 14 3.3.1 夾緊力的確定 14 3.3.2 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.4 對(duì)刀導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 16 3.5 夾具體的設(shè)計(jì) 16 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 17 第4章 夾具三維建模 18 4.1 建模方法 18 4.2 建模步驟 18 4.3 建模結(jié)果 18 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì) 20 參考文獻(xiàn) 21 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 第1章 緒論 1.1 課題的目的和意義 機(jī)械夾具課程設(shè)計(jì)是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 并且機(jī)械制造離不開金屬切削機(jī)床，對(duì)于切削機(jī)床，機(jī)床夾具是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的過高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。雖然各種數(shù)控機(jī)床和加工中心等，高度智能化的加工設(shè)備已經(jīng)在我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)單位已被廣泛使用，但是，在大部分情況下都還以普通專用機(jī)床為主要生產(chǎn)設(shè)備。因此，根據(jù)我國(guó)機(jī)械行業(yè)規(guī)模化流水生產(chǎn)線生產(chǎn)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一款專用銑床夾具來滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)高效、大批量的要求，是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)從業(yè)人員的基本要求。我們必須掌握對(duì)銑床夾具的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，將其應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，從中不斷提高自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)與運(yùn)用能力。 就目前機(jī)床夾具的現(xiàn)狀而言，國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(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(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3到4年就要更新50到80%左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10到20%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)(FMS) 等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求:能迅速地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾- -組具有相似性特征的工件；能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.2 本課題主要設(shè)計(jì)任務(wù) （1）撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （2）撥叉零件銑端面工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì) 第2章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。 1）以φ25mm孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為φ25H7mm通孔。 2）以φ60mm孔為中心的加工表面：這一組加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的兩個(gè)端面，主要是φ60H12的孔。 2.1.1 零件的作用 撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸，將動(dòng)力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動(dòng)撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換檔的目的。分析這種動(dòng)力聯(lián)接方式可知，車換檔時(shí)要減速，這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊，延長(zhǎng)零件的使用壽命。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。撥叉如圖2-1所示。 圖2-1 撥叉 2.1.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 撥叉的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中。 圖2-2 撥叉 2.1.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析 撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸，將動(dòng)力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動(dòng)撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，達(dá)到換檔的目的。 2.1.4 關(guān)鍵表面的技術(shù)要求分析 Φ25孔兩端面，Φ25孔，Φ60孔，Φ60孔兩端面，螺紋孔頂面，M22x1.5螺紋，銑槽端面，銑16H12槽相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表2-3所示。 表2-3 加工技術(shù)參數(shù)表 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra( 形位公差/mm Φ25孔兩端面 80 IT12 Φ25孔 25H7 IT8 3.2 Φ60孔 60H12 IT9 3.2 Φ60孔兩端面 12d11 IT10 3.2 螺紋孔頂面 距φ25孔中心線36 IT11 6.3 M22x1.5螺紋 M22x1.5 銑槽端面 距槽底面8H12 IT11 6.3 銑16H12槽 16H1 IT9 3.2 2.2 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200灰鑄鐵，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強(qiáng)肋，且工作條件不差，既無(wú)交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)綱量要求。 零件形狀簡(jiǎn)單，因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，不可鑄出。毛坯如圖2-4。 圖2-4 毛坯圖 2.3 工藝過程設(shè)計(jì) 2.3.1 定位基準(zhǔn)面的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 2.3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用可動(dòng)支承和長(zhǎng)銷限制φ42作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)支承釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。 2.3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)基準(zhǔn)重合原則與遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，選擇用撥叉頭左端面作為所有工序的加工精基準(zhǔn)。 2.3.2 加工方法的確定 根據(jù)加工要求，孔與槽需要達(dá)到IT8~IT9的精度要求，有以下兩種加工方法： （1） 鉆孔—擴(kuò)孔—鉸孔：加工精度為：IT8~IT9，表面粗糙度：1.6~3.2。 （2） 鉆孔—鉸孔：加工精度為：IT8~IT10，表面粗糙度：6.3~12.5。 根據(jù)端面的加工精度要求，端面精度需要達(dá)到IT10~IT12的精度要求以及表面粗糙度要求，有以下兩種加工方法： （1） 粗車：加工精度為IT11~IT13，表面粗糙度為：12.5~50。 （2） 粗刨（或者粗銑）：加工精度為IT11~IT13，表面粗糙度為：6.3~25。 綜上述，根據(jù)經(jīng)濟(jì)精度要求，選擇的加工方法為：鉆孔—擴(kuò)孔—鉸孔—粗銑。 2.3.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： （1）粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切削用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為。粗糙度為。 （2）半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為。表面粗糙度為。 （3）精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床切削用量小，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為，表面粗糙度為。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)時(shí)的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 2.3.4 加工順序的安排 加工Φ25孔，Φ60孔，螺紋孔時(shí)，應(yīng)遵循先面后孔原則，先加工孔的兩端面，再加工兩孔與螺紋孔。 加工Φ25孔的內(nèi)孔時(shí)，根據(jù)先基面后其他原則，先加工Φ25孔的外輪廓表面，后加工Φ25孔的內(nèi)孔。 2.3.5 工序組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （1）工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 （2）工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。而且采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和專用夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量較小。 2.3.6 工藝方案的分析與比較 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(wàn)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。除此之外，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。 2.3.6.1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗、精銑孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔 工序三 切斷 工序四 粗、精銑孔兩側(cè)面 工序五 粗、精鏜孔。 工序六 銑下平面 工序七 粗、精銑側(cè)面 工序八 粗銑斜平面 工序九 檢查 上述工序不能保證其質(zhì)量，但可以進(jìn)行精度要求不高的生產(chǎn)。 2.3.6.2 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗、精銑孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸孔 工序三 粗、精銑孔兩側(cè)面 工序四 粗、精鏜孔 工序五 銑下平面 工序六 粗、精銑側(cè)面 工序七 粗銑斜平面 工序八 切斷 工序九 檢查 上述工序增加了工時(shí)，但是質(zhì)量大大提高了。 2.3.6.3 工藝方案的比較與分析 方案一和方案二相比，方案一工藝路線在工序三就將孔鋸開，在后面的工序銑孔的兩側(cè)面的時(shí)候，對(duì)于工件的加工面減少不的工設(shè)計(jì)，但是在后面的工序中進(jìn)行的加工，特別是定位和孔的加工就有相當(dāng)大的難度，如才用方案一進(jìn)行孔的加工時(shí)，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進(jìn)行半圓的加工。這樣的加工在一般的機(jī)床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數(shù)控機(jī)床上，那樣的話生產(chǎn)成本將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問題，將的孔到了最后的時(shí)候才將其鋸開，這樣不僅保證了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔來作為定位基準(zhǔn)。這樣的加工可以在一般的機(jī)床上就可以進(jìn)行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)成本。 由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。 2.3.7 工藝路線的確定 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鑄造 工序二 熱處理 工序三 粗、精銑φ25孔端面 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸φ25孔 工序五 檢查 工序六 鉆、鏜、鉸φ60孔 工序七 銑斷 工序八 銑φ60孔兩端面 工序九 銑螺紋孔頂面 工序十 鉆、攻螺紋M22x1.5 工序十一 銑槽端面 工序十二 銑16H11槽 工序十三 去毛刺 工序十四 檢查 2.4 工序設(shè)計(jì) 2.4.1 機(jī)床工藝裝備的選擇 CA6140撥叉，零件材料為HT200，毛皮重量1.45kg，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。 （1）機(jī)床的選擇 工件材料：HT200正火 加工要求：粗銑撥叉腳端面 機(jī)床選擇：X51臥式銑床，采用端銑刀粗銑 機(jī)床功率：4.5kw （2） 刀具的選擇 根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。 （3）夾具的選擇 按使用的機(jī)床分類，可把夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具。 綜上所述，選擇銑床夾具。 （4）量具的選擇 銑床專用量具 2.4.2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.4.2.1 確定毛坯余量 鑄鐵模鑄造的機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定。確定時(shí)根據(jù)零件重量來初步估算零件毛坯鑄件的重量，加工表面的加工精度，形狀復(fù)雜系數(shù)，由《工藝手冊(cè)》表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各內(nèi)外表面的加工總余量（毛坯余量），孔的加工總余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值為雙邊余量。具體見cad毛坯圖。 2.4.2.2 毛坯形狀，尺寸要求 （1）各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 （2）工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 （3）便于裝夾、加工和檢查。 （4）結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量及毛坯尺寸。 2.4.3 切削用量及工時(shí)定額的確定 2.4.3.1 加工條件 工件材料：HT200正火，=220MPa，190～220HBS 加工要求：粗銑撥叉腳端面。 機(jī)床選擇：X51臥式銑床，采用端銑刀粗銑。 機(jī)床功率：4.5kw 工件裝夾：工件裝夾在銑床專用夾具上 2.4.3.2 確定切削用量 1）粗銑 （1）確定銑削深度： 單邊加工余量Z=3，余量不大，一次走刀內(nèi)切完，則：=1mm （2）確定每齒進(jìn)給量: 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量=0.14～0.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。? =0.15mm/z （3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 （4）確定切削速度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查：由 =3mm =0.15mm/z，查得 =72mm/z n=235mm/z =360mm/z 根據(jù)臥式銑床說明書 nc=160r/min =40.2 mm/min (橫向) （5）實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量：=0.15mm/z （6）計(jì)算基本工時(shí)：t=28.8s 2）精銑 （1）選擇刀具：與粗銑材料相同 （2）確定銑削深度ap： 由于單邊加工余量Z=1，故一次走刀內(nèi)切完，則：= 0.3mm （3）確定每齒進(jìn)給量: 由《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量=0.14～0.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)?。? =0.14mm/z （3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)合金端銑刀的耐用度T=180min。 （5）確定切削速度： 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16可以查：由 ≤4mm =0.14mm/z，查得： =110mm/z n=352mm/z =394mm/z 根據(jù)X51型臥銑床說明書 =210 r/min = 52.78mm/min 實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量：=0.14mm/z （6）計(jì)算基本工時(shí)：t=28.8s 所以本工序的基本時(shí)間為： T=t1+t2=28.8+28.8=57.6 2.5 填寫工藝文件 編制撥叉零件的機(jī)械加工工藝過程卡片及機(jī)械加工工序卡片，詳見附錄1及附錄2。 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方案的比較 本夾具要用于粗、精銑φ60孔的兩端面，對(duì)φ60孔的兩端面的要求有：兩端面寬12d11 精度等級(jí)為IT10級(jí)，端面粗糙度為3.2。本道工序粗、精銑一下端面即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證端面的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2 定位方案設(shè)計(jì) 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 Φ25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)。 3.2.2 定位元件的選擇與設(shè)計(jì) 以短銷、一加工好的φ25孔的端面和一擋銷作為定位元件。 3.2.3 定位誤差分析與計(jì)算 3.2.3.1 定位元件尺寸及公差確定 夾具的主要定位元件為一小可動(dòng)支承板、一定位銷和支撐釘，孔與銷間隙配合。 3.2.3.2 工件的工序基準(zhǔn)為大圓的中心 當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量0.01mm。本夾具是用來在臥式銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差的一半0.0105mm。 3.2.3.3 工件的定位基準(zhǔn)為孔心 工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： =0.0105-0.01=0.0005mm 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不再在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 3.3 夾緊方案設(shè)計(jì) 3.3.1 夾緊力的確定 3.3.1.1 夾緊力方向的確定 夾緊力方向與工件定位的基本配置情況，以及工件所受外力的作用方向有關(guān)，選擇時(shí)需注意以下準(zhǔn)則： （1） 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。 （2） 夾緊力的方向應(yīng)有助于減小夾緊力，以減小工件變形，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 （3） 夾緊力的方向應(yīng)是工件剛性較好的方向。 因此選擇豎直向下作為夾緊力的方向。 3.3.1.2 夾緊力作用點(diǎn)確定 合理選擇夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則： （1） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)，應(yīng)盡可能使夾緊點(diǎn)與支承點(diǎn)對(duì)應(yīng)，是夾緊力作用在支承上，以免破壞工件定位。 （2） 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性好的部位。 （3） 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，防止工件產(chǎn)生震動(dòng)或變形，提高定位的可靠性和穩(wěn)定性。 因此選擇撥叉腳上端面作為夾緊力作用點(diǎn)。 3.3.1.3 切削力及夾緊力大小的確定 刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀φ125，z=12 機(jī)床：X51臥式銑床 1） 切削力的計(jì)算 ，，，，， =1.0 ，z=12 ， ，=0.18，=28，d0=100，n=255，z=10 帶入上式，得：F=34.2N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 即：N 2） 夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) MPa MPa 螺釘疲勞極限： MPa 極限應(yīng)力： MPa 許用應(yīng)力： MPa 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 MPa 即滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.3.2 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，采用簡(jiǎn)單的螺母和壓板聯(lián)動(dòng)作為夾緊機(jī)構(gòu)。 3.4 對(duì)刀導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 對(duì)刀塊的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置，用于確定刀具加工前的正確位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件。對(duì)刀塊如圖3-1所示。 圖3-1對(duì)刀塊 3.5 夾具體的設(shè)計(jì) 為了使夾具在機(jī)床工作臺(tái)的位置準(zhǔn)確及保證槽側(cè)面的平行度要求，夾具體底面設(shè)置了定向鍵。定向鍵是銑床夾具的專用組件，是保證夾具在銑床上占有正確位置的重要保證，決定夾具T形槽的位置精度和影響夾具的工作精度。 為保證工件在工作臺(tái)上安裝穩(wěn)定，應(yīng)按照夾具體的高寬比不大于1.25的原則確定其高度，并在兩端設(shè)置耳座，以便固定。夾具體如圖3-2所示。 圖3-2 夾具體 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇了壓緊螺釘和壓板聯(lián)動(dòng)夾緊方式。本工序?yàn)榇?、精銑切削力小，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。夾具裝配圖如圖3-3所示。 圖3-3 夾具總裝配圖 第4章 夾具三維建模 4.1 建模方法 利用creo三維建模軟件進(jìn)行建模操作。 4.2 建模步驟 建模主要分為三個(gè)部分，分別是實(shí)體建模，裝配以及運(yùn)動(dòng)仿真。 第一步實(shí)體建模。通過拉伸旋轉(zhuǎn)等命令創(chuàng)建夾具體等零件。如圖4-1所示。 （a）夾具體 （b）壓板 （c）對(duì)刀塊 圖4-1 三維建模 第二步是裝配，將所有的零件組裝在一起。裝配體如圖4-2所示。 圖4-2 夾具裝配圖 4.3 建模結(jié)果 驗(yàn)證了夾具設(shè)計(jì)的可行性以及保證了最后產(chǎn)品與設(shè)計(jì)初衷的吻合性。夾具體裝配圖如圖4-3,4-4所示。 圖4-3 夾具體裝配 圖4-4 夾具裝配圖 課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì) 通過對(duì)機(jī)械夾具課程設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)之后，個(gè)人感覺在上課的途中有部分不太明白的地方進(jìn)行了梳理，讓我能融會(huì)貫通的使用課程中學(xué)到的知識(shí)，也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處，并且更加流暢的運(yùn)用CREO建模軟件和CAD制圖軟件的運(yùn)用，也感謝老師對(duì)我們的幫助，并且不厭其煩的指導(dǎo)我們?nèi)绾稳プ龅母?，為我們?nèi)绾为?dú)立完成設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，謝謝老師。 參考文獻(xiàn) [1] 鄒青.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,2004. 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