撥叉加工工藝及銑槽加工的專用夾具設(shè)計(jì),加工,工藝,專用,夾具,設(shè)計(jì) 目 錄 序言............................................... ………………………………… 1 一、零件的分析…………………………………………..……… … 3 （一）零件的作用……………………………………………… 3 （二）零件的工藝分析……………………………………….... 3 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………....... 4 （一）確定毛坯的制造形式………………………………… 4 （二）基準(zhǔn)面的選擇………………………………………… 4 （三）制定工藝路線………………………………………… 4 （四）機(jī)械加工余量工序尺 寸及毛坯尺寸、……………………………………………… 6 （五）確定切削用量及基本工時(shí)…………………………… 8 三、夾具設(shè)計(jì)........................................... …………………………. 12 設(shè)計(jì)心得…………………………………………………………… 13 參考文獻(xiàn)………………………………………………………….. 13 序言 機(jī)械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關(guān)系到國計(jì)民生的方方面面。近年來機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展，數(shù)字化，自動(dòng)化水平日益提高。同時(shí)由于機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進(jìn)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。 機(jī)械制造過程及檢測，檢驗(yàn)中，都要使用大量的夾具。為了達(dá)到提勞動(dòng)效率，提高加工精度，減少廢品，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件，如何設(shè)計(jì)好夾具則成了機(jī)械制造的一項(xiàng)重要任務(wù)。 機(jī)床夾具是夾具中的一種，將其固定到機(jī)床上，可以使被加工件對刀具與機(jī)床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進(jìn)行。機(jī)床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。 夾具設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)：夾具的設(shè)計(jì)周期較短，一般不用進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。專用夾具的設(shè)計(jì)對產(chǎn)品零件有很強(qiáng)的針對性。 “確保產(chǎn)品加工質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)，加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夾具來保證。 因此，夾具設(shè)計(jì)要保證以下幾個(gè)條件： 1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。 2.保證工件的精度。 3.保證使用方便與安全。 4.正確處理作用力的平衡問題。 5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性，便于制造和維修。注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 本設(shè)計(jì)屬于工藝夾具設(shè)計(jì)范圍，機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞，直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本，在設(shè)計(jì)中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在設(shè)計(jì)中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費(fèi)用。 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(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。 就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。 一、零件的分析 (一) 零件的作用 題目所給定的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉,它位于變速箱中,主要重用是撥動(dòng)變速箱中的齒輪,使汽車達(dá)到變速的目的. (二) 零件的工藝分析 此變速叉共有兩組加工表面,它們之間有一定的位置要求,現(xiàn)分述如下: 1.以Φ19mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角,孔上端尺寸為16mm的槽,槽的外側(cè)厚度為10.8mm的兩個(gè)側(cè)面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個(gè)端面,還有孔下端M10的螺紋孔. 2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的孔的側(cè)面,距M10螺紋孔中心線63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:Φ82.2mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm. 由以上分析可知,對于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后借助專用夾具加工另一組表面,并保證他們之間的位置精度要求. 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為20鋼,零件經(jīng)常撥動(dòng)齒輪承受變載荷和沖擊性載荷,因此應(yīng)選用鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠.因?yàn)闉榇笈可a(chǎn),且零件的輪廓尺寸不大,故采用模鍛成型.這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的. (二) 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,它對零件的生產(chǎn)是非常重要的. 1.粗基準(zhǔn)的選擇 現(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度. 2.精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù). (三) 制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證.愛生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床以及專用夾具,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)成本盡量降低. 工藝路線 工序Ⅰ 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔定位. 工序Ⅱ 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔定位. 工序Ⅲ 粗銑距Φ19mm中心12mm的兩個(gè)端面,以Φ19mm孔及16mm槽底為基準(zhǔn). 工序Ⅳ 16mm槽兩端1.5*450倒角. 工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔并倒角. 工序Ⅵ 鉆距槽(16mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角. 工序Ⅶ 攻螺紋M10. 工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔的兩端面. 工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔. 工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔. 工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角 工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 工序ⅩⅢ 終檢. 上述方案主要是以Φ19mm孔位基準(zhǔn),來加工16mm槽,M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,同時(shí)也照顧了加工路線方便的特點(diǎn),因此最終確定如下: 工序Ⅰ 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序Ⅱ 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基準(zhǔn),選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序Ⅲ 粗銑Φ19mm孔上端兩端面,以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角,選用C620-1車床及專用夾具. 工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔并倒角.以Φ19mm孔及端面定位,選用Z5125立式鉆床及專用夾具. 工序Ⅵ 鉆距槽(16mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角.以Φ19mm孔及16mm槽底定位,選用Z5125立式鉆床及專用夾具. 工序Ⅶ 攻螺紋M10. 工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔的兩端面.以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔.以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn),選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔. .以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn),選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角.選用C620-1型車床及專用夾具. 工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序ⅩⅢ 終檢. (四) 機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定. “變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.5Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. 16mm槽 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56,因?yàn)槠涔畹燃壧?可直接銑. 2. 槽的側(cè)面 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm. 3. Φ19mm孔的兩個(gè)上端面 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm. 4. Φ82.2mm孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.22mm（見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表8-31）. 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設(shè)計(jì)手冊>>表8-29),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。 由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工.因此在計(jì)算最大,最小加工余量時(shí),應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定. 5. Φ19mm孔 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-57, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm. 6. Φ82.2mm孔 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-57, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜Φ81.7mm,精鏜Φ82.2mm. 厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+2*2=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.3*2=14.6mm 毛坯最小尺寸: 12-0.5*2=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.7*2=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-2*0.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm. (五) 確定切削用量及基本工時(shí) 工序Ⅰ 粗銑16mm槽,保證尺寸16mm. fz=0.06mm/齒 切削速度:參考有關(guān)手冊,V=22.8m/min. 采用W18Cr4V立銑刀,dw=16mm,Z=3,則: ns===454r/min fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min 工序Ⅱ 粗銑16mm槽兩側(cè)面。 齒 切削速度：參考有關(guān)手冊，V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序Ⅲ 粗銑Φ19mm孔上端兩端面。 齒 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角,選用臥式車床C620-1, 當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí),切削速度:V=16mm/min. 工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔,并倒角1*450兩端. 1.鉆孔Φ18.5mm ,V=17m/min. 采用高速鋼鉆頭, 2.鉸孔Φ19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 3. Φ19mm孔倒角1*450兩端. 采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同. 工序Ⅵ 鉆M10螺紋孔并倒角1200 采用麻花鉆,V=20m/min. 工序Ⅶ 攻螺紋M10. V=6m/min 工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔端面. 采用高速鋼圓柱銑刀,,Z=10,V=20m/min 工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔 采用雙刃鏜刀,V=40m/min. 工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔. V=35m/min 工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角. V=16m/min 工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面 齒 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. 工序ⅩⅢ 終檢。 最后,將以上各工序切削用量，公式的計(jì)算結(jié)果,連同其他數(shù)據(jù),填入機(jī)械加工工藝過程卡片。 銑16槽夾具的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)工序：銑16槽的夾具的設(shè)計(jì) 3.1 問題的提出 本夾具要用于銑16槽的設(shè)計(jì)夾具精度等級為IT12級，粗糙度為12.5。本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證銑16槽的設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)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 夾具設(shè)計(jì) 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ19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φ19孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ19孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。 3.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 （1）刀具： YG6銑刀 機(jī)床： 銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 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 所以 （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 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 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 3.2.3定位誤差分析 該夾具以一面一銷兩左右調(diào)節(jié)支撐定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴定位銷的定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，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)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫娗邢饔嗔啃?，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)。  參考文獻(xiàn) 1.《機(jī)械加工工藝手冊》，孟少農(nóng)主編，機(jī)械工業(yè)出版社。 2.《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊》，張耀宸主編，航空工業(yè)出版社。 3.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，張世昌主編，高等教育出版社。 4.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益民,機(jī)械工業(yè)出版社。 5.《畫法幾何及機(jī)械制圖》，張景田主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)大學(xué)出版社。 6.《切削用量手冊》，艾興主編，機(jī)械工業(yè)出版社。