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1、目錄 序言2 一、零件的工藝分析與生產(chǎn)類型確實(shí)定2 〔一〕零件的作用2 〔二〕零件工藝分析2 〔三〕零件生產(chǎn)類型確實(shí)定3 二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖3 〔一〕選擇毛坯3 〔二〕確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量3 〔三〕設(shè)計(jì)毛坯圖4 三、選擇加工方法，制定工藝路線4 〔一〕定位基準(zhǔn)的選擇4 〔二〕零件外表與內(nèi)孔機(jī)加工方法的選擇5 〔三〕制定工藝路線5 四、工序設(shè)計(jì)6 〔一〕選擇加工設(shè)備與工藝裝備6 〔二〕選擇夾具6 〔三〕選擇刀具6 〔四〕選擇量具6 五、確定切削與其根本時(shí)間7 〔一〕粗銑內(nèi)側(cè)面7 〔二〕半精銑內(nèi)側(cè)面8 六、夾具設(shè)計(jì)9 〔

2、一〕問(wèn)題的提出9 〔二〕夾具設(shè)計(jì)9 〔三〕夾具設(shè)計(jì)與操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明10 七、參考文獻(xiàn)10 序言 機(jī)械制造技術(shù)根底課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)根底和大局部專業(yè)課并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的根底上，進(jìn)行的又個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，這次設(shè)計(jì)是我們能綜合的運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)根底的根本理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)習(xí)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，設(shè)計(jì)了專用機(jī)床夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)與未來(lái)所從事的工作打下良好的根底。 一、零件的工藝分析與生產(chǎn)類型確實(shí)定 〔一〕零件的作用 題目所給定的零件是變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用是通過(guò)倒檔撥

3、叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動(dòng)倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)車輛的倒行。零件上φ22mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上用螺絲固定保證撥叉和撥叉桿的相對(duì)位置。 〔二〕零件工藝分析 從給定零件圖上可以看出，它由兩組加工外表，這兩組外表之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分別表達(dá)： 1、以22mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個(gè)22mm孔與其倒角，一個(gè)8mm孔，22mm孔的兩個(gè)端面。 2、叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的內(nèi)側(cè)面，銑叉口的兩端面。 除了各自的尺寸與精度要求外，這兩組加工面之間還有位置的要求： 〔1〕叉口上端面對(duì)8mm的孔的中心線距離為200.2m

4、m； 〔2〕叉口兩側(cè)面對(duì)22mm的孔的中心線的垂直度為0.1mm。 有以上分析可知，對(duì)于這兩組加工外表而言，我們可以先加工其中一組外表，然后借助專用夾具進(jìn)行另一組外表的加工，并保證他們之間的位置精度要求。 〔三〕零件生產(chǎn)類型確實(shí)定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的參數(shù)可知，年產(chǎn)量為20000件，查詢有關(guān)資料，可知大批量生產(chǎn)。 二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 〔一〕選擇毛坯 選擇該零件材料為45號(hào)鋼，考慮到零件在工作中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料能夠保證所需的強(qiáng)度和韌性。由于零件生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，形狀相對(duì)較復(fù)雜，因此采用普通模鍛。既能保證零件的尺寸精度要求，又能保證較高的生產(chǎn)

5、率，穩(wěn)定的質(zhì)量。 〔二〕確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 1．公差等級(jí)由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。 2．鍛件重量零件成品質(zhì)量約為2.3kg，可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.8kg。 3．鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對(duì)撥叉零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外廓包容體的長(zhǎng)度、寬度和高度，即=266mm，=190mm，=56mm；該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為=3.8kg／(266mm×190mm×56mm×7.8×10-6kg／mm3)≈3.8／22.08≈0.172 由于0.172介于0.16和0.32之間，故該撥叉的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S3級(jí)。 4．鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該撥

6、叉材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65％的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。 5．加工精度 零件各外表為一般加工精度。 根據(jù)上述諸因素，可查參考文獻(xiàn)【1】確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表2.1中。 表2.1 撥叉機(jī)械加工余量與鍛造毛坯尺寸公差 加工外表 零件尺寸/mm 機(jī)械加工余量/mm 毛坯公差/mm 毛坯尺寸/mm 撥叉頭左右端面 56 2.0～2.5〔取2〕 撥叉口內(nèi)側(cè)面 2.0～2.5〔取2〕 撥叉口兩端面 2.0～2.5〔取2.5〕 撥叉頭孔 2.0 對(duì)于8mm的孔，由于孔徑太

7、小。毛坯時(shí)直接做成實(shí)心。 〔三〕設(shè)計(jì)毛坯圖 三、選擇加工方法，制定工藝路線 〔一〕定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是生產(chǎn)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確與合理可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。工件在最初的工序里面，一般使用毛坯上的未加工的外表作為定位基準(zhǔn)，這樣基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。而用已經(jīng)加工過(guò)外表作為定位基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)被稱為精基準(zhǔn)。 1.粗基準(zhǔn)的選擇 應(yīng)盡量選擇不加工的外表作為粗基準(zhǔn)，并且粗基準(zhǔn)在同一加工尺寸方向上只能使用一次。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，硬件可能平整，不能有飛邊、冒口或者其他外表缺陷，以便使工件定位穩(wěn)定可靠，夾緊方便。對(duì)于本零件，我們選擇撥叉的外圓面作為粗基準(zhǔn)。 2.精基

8、準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合原那么、基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么、自為基準(zhǔn)原那么和互為基準(zhǔn)原那么，必須指出，定位基準(zhǔn)選擇不能單單考慮本工序定位、夾緊是否合理，而應(yīng)該結(jié)合整個(gè)工藝路線進(jìn)行同一考慮，使先行工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，使每一個(gè)工序都有適宜的定位基準(zhǔn)和夾緊方式。 由于本零件圖上多數(shù)尺寸與形位公差以φ22mm內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，因此必須首先將φ22mm內(nèi)孔加工好，為后續(xù)工序作準(zhǔn)備基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)的原那么，另外根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)以與尺寸要求，撥叉頭端面和φ22mm內(nèi)孔在后序加工中是作為精基準(zhǔn)，確定主要加工外表的基準(zhǔn)如下： 撥叉頭端面： 撥叉外圓面〔粗基準(zhǔn)〕；

9、φ22mm圓孔：撥叉頭端面、撥叉外圓面； 叉口兩端面：φ22mm圓孔、撥叉頭端面、叉口內(nèi)圓面； 叉口內(nèi)側(cè)面：φ22mm圓孔、撥叉頭端面、叉口內(nèi)圓面； 鎖銷孔：φ22mm圓孔、撥叉頭端面、撥叉口內(nèi)側(cè)面。 〔二〕零件外表與內(nèi)孔機(jī)加工方法的選擇 所加工零件的加工面有孔、端面、內(nèi)側(cè)面等，材料為45號(hào)鋼，根據(jù)公差等級(jí)和外表粗糙度要求，參考有關(guān)資料，制定其加工方法如下： 〔1〕撥叉頭兩端面，外表粗糙度要求為Ra12.5μm，需進(jìn)行粗銑。 〔2〕φ22mm孔，外表粗糙度要求為Ra3.2μm，需進(jìn)行擴(kuò)和鉸。 〔3〕叉口兩端面，外表粗糙度要求為Ra3.2μm，需進(jìn)行粗銑和半精銑。 〔4〕叉口內(nèi)

10、側(cè)面，外表粗糙度要求為Ra3.2μm，需進(jìn)行粗銑和半精銑。 〔5〕φ8mm孔，外表粗糙度要求為Ra3.2μm，需進(jìn)行鉆和鉸。 〔三〕制定工藝路線 工藝路線的擬定為保證到達(dá)零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度與各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定和力度工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機(jī)床配以專用的加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使本錢下降。 由以上分析可知零件需要鉆床、銑床來(lái)完成加工任務(wù)，那么零件的加工可按下述工藝路線進(jìn)行： 工序Ⅰ：以倒檔撥叉外圓面為定位，粗銑撥叉頭兩端面。 工序Ⅱ：以撥叉頭端面、撥叉外圓面為定位，擴(kuò)φ22mm孔，鉸孔，倒角。 工序Ⅲ：以φ22mm

11、圓孔、撥叉頭端面、叉口內(nèi)圓面為定位，粗銑、半精銑叉口兩端面。 工序Ⅳ：以φ22mm圓孔、撥叉頭端面、叉口內(nèi)圓面為定位，粗銑、半精銑叉口內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅴ：以φ22mm圓孔、撥叉頭端面、撥叉口內(nèi)側(cè)面為定位，鉆φ8mm孔，鉸孔。 工序Ⅵ：鉗工去毛刺、尖角。 工序Ⅶ：熱處理。 工序Ⅷ：校正撥叉口。 工序Ⅸ：終檢。 四、工序設(shè)計(jì) 〔一〕選擇加工設(shè)備與工藝裝備 〔1〕工序Ⅳ是粗銑和半精銑，采用X62型銑床能滿足要求。 〔2〕工序Ⅰ是粗銑，工序Ⅲ是粗銑和半精銑，采用X63型銑床能滿足要求。 〔3〕工序Ⅱ是擴(kuò)孔和鉸孔，采用Z525立式鉆床能滿足要求。 〔4〕工序Ⅴ是鉆孔和鉸孔，采用Z5

12、25立式鉆床能滿足要求。 〔二〕選擇夾具 由于零件屬于不規(guī)那么體，故使用專用夾具 〔三〕選擇刀具 根據(jù)不同工序選擇刀具 〔1〕工序Ⅰ：選高速鋼鑲齒三面刃銑刀，直徑D=200mm，齒數(shù)z=20。 〔2〕工序Ⅱ：選錐柄擴(kuò)孔鉆，直徑D=21mm；選錐柄機(jī)用鉸刀，D=22mm。 〔3〕工序Ⅲ：選高速鋼鑲齒三面刃銑刀，直徑D=100mm，齒數(shù)z=12。 〔4〕工序Ⅳ：選高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，直徑D=100mm，齒數(shù)z=18。 〔5〕工序Ⅴ：選直柄麻花鉆，直徑D=7.8mm；選鉸刀，D=8mm。 〔四〕選擇量具 本零件屬于成批成產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。 五、確定切削與其根本

13、時(shí)間 (工序Ⅳ 小叉口銑扁) 切削用量包括切削深度、進(jìn)給量、切削速度，確定順序?yàn)?、f、。 〔一〕工位1粗銑小叉口外、內(nèi)側(cè)面，保證外表粗糙度Ra= 12.5 1.1切削用量 本工序?yàn)榇帚妭?cè)面，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。銑刀為什么選用這個(gè)參數(shù)的銑刀？ 直徑，寬度，齒數(shù)。根據(jù)?切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)?第三局部表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的σb在600—1000MPa范圍內(nèi)，應(yīng)選前角γ0=15°，后角α0=12°〔周齒〕α0=6°〔端齒〕。 切削寬度垂直于軸線的距離 ae=17mm，切削深度ap=1.5mm。機(jī)床選用X62型臥式銑床。 1.1.1確定每齒進(jìn)給量fz

14、 根據(jù)表3.3，X62型臥式銑床的功率為7.5KW〔表4.2—38〕，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細(xì)齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進(jìn)給量fz=0.06~0.1mm/z ，現(xiàn)取fz=0.07 mm/z。 1.1.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)與耐用度 根據(jù)表3.7，用高速鋼盤銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.4~0.6mm ，銑刀直徑d=100mm，耐用度T=120min〔表3.8〕。 1.1.3確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fMz 根據(jù)表3.27中公式計(jì)算：v= 式中Cv=48，qv=0.25，xv=0.1，yv=0.2，uv=0.3，Pv=0.1，m=0.

15、2 ，T=120min，ap=1.5mm，fz=0.07mm/z，ae切削寬度 =17，z=18，d=100mm，kv=1.0 . v==30.49m/min n==97.05r/min 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表〔表4.2—39，〕選擇n=95r/min=1.58r/s，實(shí)際切削速度v=29.84m/min=0.50m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為fMz=0.07×18×95mm/min=119.7mm/min 根據(jù)X62型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表〔表4.2—40〕，選擇fMz=118mm/min，那么實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz==0.07mm/z 1.1.4校驗(yàn)機(jī)床功率

16、 根據(jù)表3.28的計(jì)算公式，銑削時(shí)的功率〔單位kW〕為 Pc= Fc= 式中CF=650，xF=1.0，yF=0.72，uF=0.86，WF=0，qF=0.86，ap= 1.5mm，fz=0.07mm/z，ae=17mm，z=18，d=100mm，n=95r/min，kFc=0.63 V=0.50m/s X62銑床主動(dòng)電機(jī)的功率為7.5kW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 fz=0.07mm/z，fMz=118mm/min，n=95r/min=1.58r/s，v=0.50m/s 1.2根本時(shí)間 根據(jù)表6.2—7，三面刃銑刀銑平面(不

17、對(duì)稱銑削)的根本時(shí)間為 式中=48mm ，+〔1~3〕，，d=100mm，=30.4mm，，fMz=188mm/min， 〔二〕工位2半精銑小叉口內(nèi)側(cè)面，保證Ra= 3.2 2.1切削用量 本工序?yàn)榘刖娦〔婵趦?nèi)側(cè)面，所選刀具為高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀。，，，。機(jī)床亦選用X62型臥式銑床。 2.1.1確定每齒進(jìn)給量 本工序要求保證的外表粗糙度為，根據(jù)表3.3，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 ，現(xiàn)取，那么 2.1.2選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.25mm ；耐用度為〔表3.8〕 2.1.3確定切削速度v和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)表3.27中

18、公式計(jì)算：v= 式中Cv=48，qv=0.25，xv=0.1，yv=0.2，uv=0.3，Pv=0.1，m=0.2 ，T=120min，ap=0.5mm，fz=0.03mm/z，ae切削寬度 =17，z=18，d=100mm，kv=1.0 . v==40.31m/min n==128.31r/min 根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表〔表4.2—39，〕選擇n=118r/min=1.97r/s，實(shí)際切削速度v=37.07m/min=0.62m/s，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為fMz=0.03×18×118mm/min=63.72mm/min 根據(jù)X62型臥式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表〔

19、表4.2—40〕，選擇fMz=60mm/min，那么實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz==0.03mm/z 2.1.4確定切削力Fc Fc= 式中CF=650，xF=1.0，yF=0.72，uF=0.86，WF=0，qF=0.86，ap= 0. 5mm，fz=0.03mm/z，ae=17mm，z=18，d=100mm，n=118r/min，kFc=0.63 2.2根本時(shí)間 六、夾具設(shè)計(jì) 〔一〕問(wèn)題的提出 機(jī)床夾具的加工在工業(yè)中是不可卻少的重要局部。機(jī)床夾具的加工有利 于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低生產(chǎn)本錢，提高企業(yè)效益。從而在某種程度上對(duì)提高

20、我國(guó)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力有一定的促進(jìn)作用。 在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。由于小叉口銑扁比擬簡(jiǎn)單，銑刀尺寸受被加工撥叉安裝孔端面的限制，如果 采用劃線找正的方法加工小叉口側(cè)面時(shí)，不僅生產(chǎn)效率低，而且加工質(zhì)量也不高。有必要采用成組專用夾具。設(shè)計(jì)該成組夾具，有利于保證加工精度，提高生產(chǎn)率，保證定位準(zhǔn)確，保證夾緊可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，降低本錢。本夾具主要用來(lái)粗銑和半精銑小叉口內(nèi)外側(cè)面。 〔二〕夾具設(shè)計(jì) 2.1定位基準(zhǔn)的選擇 以φ22mm圓孔、撥叉頭端面、叉口內(nèi)圓面為定位基準(zhǔn)。 2.2切削力與夾緊力計(jì)算 刀具：高速

21、鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀， 由1.14得 水平分力： 垂直分力： 在計(jì)算切削力時(shí)，必須把平安系數(shù)考慮在內(nèi)。平安系數(shù): K=K1K2K3K4。 其中：根本平安系數(shù)K1=1.5，加工性質(zhì)系數(shù)K2=1.1，刀具鈍化系數(shù)K3=1.1，斷續(xù)切削系數(shù)K4=1.1。所以 為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力為 其中和為夾具定位面和夾緊面上的摩擦系數(shù)，==0.25，那么 設(shè)工人的平均裝夾力為50N。 裝夾力矩為 轉(zhuǎn)換為螺紋的軸向力為 根據(jù)理論力學(xué)相關(guān)知識(shí)可得出工件的夾緊力為 故夾緊機(jī)構(gòu)可靠 〔三〕夾具設(shè)計(jì)與操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如夾具圖所示，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率。為此，在螺母夾緊時(shí)采用球面墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對(duì)定位擋板可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀〔與塞尺配合使用〕；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。 七、參考文獻(xiàn) [1] 李益XX編 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè) 1993.6 [2] 艾興、肖詩(shī)綱編 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 機(jī)械工業(yè) 2002.6 10 / 10