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目 錄 1 零件的工藝分析…………………………………………………3 2 定毛坯，畫毛坯圖………………………………………………3 3典型零件工藝工裝設(shè)計(jì)說明書…………………………………4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………4 3.2 制定工藝路線………………………………………………………4 3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具………………………………………5 3.4加工工序設(shè)計(jì)…………………………………………………………6 4 夾具體設(shè)計(jì)…………………………………………………………7 5夾具的使用操作說明……………………………………………8 5.1銑夾具的使用說明……………………………………………………8 5.2鉆夾具的使用說明……………………………………………………8 小結(jié)…………………………………………………………………9 致謝…………………………………………………………………9 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………1 1零件的工藝分析 由零件圖可知，變速叉的材料為ZG45.該材料的強(qiáng)度、耐磨、耐熱、減振性能 比較好。需人工時(shí)效。適用與承受較大應(yīng)力、耐磨、一定氣密性零件。如汽缸機(jī)體、軸承、床身等 該零件主要加工面為：B面、C面、D面、?12+0.105 -0.015孔、?8+0.1 0孔、?3孔等 B、C面的平面度很重要，它的好壞直接影響到?12+0.105 -0.015孔加工的垂直度 D面的平面度直接影響到?8+0.1 0孔的垂直度 ?12+0.105 -0.015孔的加工直接影響到?8+0.1 0孔的垂直度 由參考文獻(xiàn)[1]有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 2定毛坯、畫毛坯圖 根據(jù)零件材料，確定毛坯為鑄鋼件。毛坯的鑄造方法采用沙型機(jī)器造型，鑄件為一 整體實(shí)心結(jié)構(gòu)。為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效 參考文獻(xiàn)[1]表2.3-4，該鑄件的尺寸公差等級CT為11~13級。故取CT為111級 參考文獻(xiàn)[1]表12-10，該鑄件為2級精度鑄鋼件的加工余量頂面為4mm，底面及側(cè)面為4mm 表1 各加工面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 B平面 20.7 2 4 左側(cè)面 C平面 20.7 2 4 右側(cè)面 D平面 17.5 2 4 左側(cè)面 F平面 8 2 4 左側(cè)面 G平面 19 2 4 右側(cè)面 H平面 ?24 2 4 左側(cè)面 I平面 ?24 2 4 右側(cè)面 表2 鑄件主要的尺寸公差 主要面尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT B、C面輪廓尺寸 7 4+4 15 3.6 D面輪廓尺寸 17.5 4 21.5 3.6 F、G面輪廓尺寸 5.5 4+4 13.5 3.6 H、I面輪廓尺寸 83.5 4+4 91.5 4.4 3 典型零件工藝工裝設(shè)計(jì)說明書 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇：變速叉的B面和?12+0.105 -0.015孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，“一面一削”既可限制5個(gè)自由度，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，此外，B面定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單，可靠，操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾個(gè)要求，選擇變速叉的重要面（H面）的毛坯面作為組基準(zhǔn)：第一，在保證個(gè)加工面均有加工余量的前提下，使重要面的加工余量均勻；第二，H面面積較大，能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。 最先進(jìn)行機(jī)械加工的表面是精基準(zhǔn)B面和C面，使用臥式銑床一次銑削B面和C面的加工余量。 3.2制定工藝路線 根據(jù)個(gè)表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下：B、C面、D面粗銑、精銑；凹臺(tái)E面粗銑、精銑；F面、G面粗銑、精銑；H面、I面粗銑；?12+0.105 -0.015孔鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、研磨并倒角；?8+0.1 0孔鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔；?3孔鉆空。 根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗后精的加工原則，由于變速叉所需加工的表面或孔的表面粗糙度要求比較高，所以需要精加工，加工時(shí)將加工面放在前面先加工，孔放在后面后加工。 初步擬定加工工藝路線如下： 鑄造 時(shí)效 10 鉗工整形 20 粗銑B、C、D面 30 鉆、擴(kuò)、鉸?12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X45° 40 粗銑凹臺(tái)面E面 50 粗銑F、G面 60 精銑B、C、D面 70 研磨?12+0.105 -0.015孔 80 精銑凹臺(tái)面E面 90 鉆、擴(kuò)、鉸?8+0.1 0孔 100 鉆?3孔 110 檢驗(yàn) 120 入庫 遵循了工藝路線擬定的一般原則，但某些工序上仍存在一定的問題，值得進(jìn)一步討論。由于叉口的精度要求比較高，所以在精加工之前應(yīng)對零件進(jìn)行鉗工整形，由于叉口的硬度要求比較高，故在加工完后應(yīng)對零件叉口部分進(jìn)行淬火處理和鍍鉻處理，叉口受熱后，叉口精度回受到很大影響所以在淬火處理后在鉗工整形一次。 修改后的工藝路線如下： 鑄造 時(shí)效 10 鉗工整形 20 粗銑B、C、D面 30 鉆、擴(kuò)、鉸?12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X45°，锪平兩端面H、I面 40 粗銑凹臺(tái)面E面 50 粗銑F、G面 60 鉗工整形 70 精銑B、C、D面 80研磨?12+0.105 -0.015孔 90精銑凹臺(tái)面E面 100鉆、擴(kuò)、鉸?8+0.1 0孔 110鉆?3孔 120 對叉口進(jìn)行淬火處理 130 鉗工整形 140．對叉口鍍鉻 150 檢驗(yàn) 160 入庫 3.3選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜一專用機(jī)床為主，輔以少量通用機(jī)床。其生產(chǎn)方式以專用機(jī)床加專用夾具為主，可輔以少量通用機(jī)床的流水線生產(chǎn)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 工序20：粗銑B、C面；采用臥銑，選擇專用臥式銑床，選擇直徑D為?110mm的A類套式面銑刀（參考文獻(xiàn)[1]表10-37）、專用夾具和游標(biāo)卡尺 粗銑D面；采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑D為?10mm的三面二刃的銑刀（參考文獻(xiàn)[1]10-37）、專用夾具和游標(biāo)卡尺 工序30：鉆、擴(kuò)、鉸?12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X45°；鉆?12+0.105 -0.015孔，采用搖臂鉆床，選擇Z3025型（參考文獻(xiàn)[1]邊8-25），選用直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)[1]表10-22）；擴(kuò)?12+0.105 -0.015孔，選用直柄擴(kuò)孔鉆（參考文獻(xiàn)[1]表10-26）。鉸?12+0.105 -0.015孔，選用直柄機(jī)用絞刀（參考文獻(xiàn)[1]表10-32）；鉸后倒角，選用專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī) 工序40：粗銑凹臺(tái)E面，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑為?15.5的專用三面二刃銑刀（參考文獻(xiàn)[1]10-37）、專用夾具和游標(biāo)卡尺 工序50：粗銑F、G面，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑為?10mm的三面二刃的銑刀（參考文獻(xiàn)[1]10-37）、專用夾具和游標(biāo)卡尺 工序70：精銑B、C面，采用臥銑，選用專用臥式銑床，選擇直徑D為?110mm的A類套式面銑刀（參考文獻(xiàn)[1]表10-37）、采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺 精銑D面，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇選擇直徑D為?10mm的三面二刃的銑刀（參考文獻(xiàn)[1]10-37）、采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺 工序80：研磨?12+0.105 -0.015孔，選用M2110A式內(nèi)圓磨床（參考文獻(xiàn)[1]表8-34）。選擇棕剛玉磨料（參考文獻(xiàn)[1]表10-62），選擇直徑D為?20的圓柱磨頭（參考文獻(xiàn)[1]表10-79），采用高精度專用夾具及游標(biāo)卡尺。 工序90：精銑凹臺(tái)E面，采用立銑，選擇X52K立式銑床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑為?13.5的專用三面二刃銑刀（參考文獻(xiàn)[1]10-37）、采用精銑專用夾具及游標(biāo)卡尺、刀口形直尺 工序100：鉆、擴(kuò)、鉸?8+0.1 0孔，采用立鉆，選擇Z518型立式鉆床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑?8的直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)[1]表10-22）。擴(kuò)鉸?8+0.1 0孔選用直柄擴(kuò)孔鉆（參考文獻(xiàn)[1]表10-26）。鉸?8+0.1 0孔，選用直柄機(jī)用絞刀（參考文獻(xiàn)[1]表10-32）。選用專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺及塞規(guī) 工序110：鉆?3孔，采用立鉆，選擇Z518型立式鉆床（參考文獻(xiàn)[1]表8-26）。選擇直徑?3的直柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)[1]表10-22）。 3.4加工工序設(shè)計(jì) 工序70精銑B、C面工序 （查參考文獻(xiàn)[1]表13-27）平面加工余量，得粗加工面后精銑余量Z B、C精為1.0mm。 精銑B、C面，B面至C面的工序尺寸既為設(shè)計(jì)尺寸X B-C精=7-0.2 -0.3,則精銑B、C面的工序尺寸X B-C粗=9mm （查參考文獻(xiàn)[1]表13-27）得粗加工后精銑余量公差為+0.3，所以X B-C粗=9+0.1 0 校核精銑余量Z B、C精=X B、C精min-X B-C精max =(9-0.1)-（7+0.1） =1.8mm<2mm 故余量足夠。 （查參考文獻(xiàn)[1]）取精銑每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5mm/r;精銑走刀，a p=1mm。 （查參考文獻(xiàn)[1]）取精銑的主軸承轉(zhuǎn)速為300r/min。又前面已選定銑刀直徑D為?110mm，故相應(yīng)的切削速度為 V 精=(пDn)/1000=(3.1X110X300)/1000m/min=102.3m/min 校核機(jī)床功率 （參考文獻(xiàn)[1]），得切削功率Pm為： Pm=167.9X10-5 a0.9 pa0.74 faeZnkpm 取Z=10個(gè)齒，n=300/60=5r/s,ae=168mm,ap=3mm,Fz=0.2mm/Z,kpm=1;將它們代入式中得： Pm=167.9X10-5 X30.9 X0.20.74 X168X10X5X1 =11.52KW 又由參考文獻(xiàn)[1]表的機(jī)床功率為15KW，若取效率為0.85,則15X0.85=12.75kw>11.52kw 故機(jī)床的功率足夠。 4夾具體設(shè)計(jì) 4.1本次設(shè)計(jì)的夾具為第70道工序-精銑B、C面夾具，該夾具適用于專用臥式銑床。 4.1.1這道工序所加工的平面為B、C面。按照基準(zhǔn)重合原則并考慮到目前對B、C面同時(shí)加工，為避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)，應(yīng)以?12+0.105 -0.015孔定位，又為了避免變速叉在被銑削過程中出現(xiàn)相對的轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)，應(yīng)在變速叉下端面加一個(gè)輔助支承在上端面加一個(gè)緊固裝置，在凹臺(tái)內(nèi)加一個(gè)定位銷，對變速叉的自由度進(jìn)行有效的控制。設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量考慮變速叉在整個(gè)加工過程前后裝夾的方便性和可靠性。 4.1.2從對變速叉的結(jié)構(gòu)形狀分析來看，若工件以H面朝下垂直放置在定位面上，定位和夾緊相對而言都比較的穩(wěn)定和可靠，也容易將設(shè)計(jì)的初衷實(shí)現(xiàn)。?12+0.105 -0.015孔與定位平面上的定位銷緊密配合，從而控制工件在X方向和Y方向上的移動(dòng)，X軸方向和Y軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，但如果僅憑這一個(gè)定位銷還是不夠的，工件的六個(gè)自由度目前也只有四個(gè)得到了有效的控制，還不夠成加工的條件。要想安全的加工工件必須將工件的六個(gè)自由度完全的給予限定，故還需在工件左端的下端面加一個(gè)輔助支承塊，用以消除工件左半面的懸垂力，然后在變速叉左端的上端面加一個(gè)緊固裝置，將處于支承塊和緊固裝置間的平面夾緊，此時(shí)，工件在Z軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)也得到了有效的控制，在凹臺(tái)E面內(nèi)加一個(gè)定位銷，這樣工件在Z方向上的移動(dòng)也得到了有效的控制。工件的六個(gè)自由度都得到了控制，工件加工時(shí)無相對的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)滿足了加工B、C面所提出的要求。夾具的夾具體和輔助支撐、夾緊裝置用螺栓連接。 4.1.3若采用氣動(dòng)或液壓夾緊，勢必采用比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，氣管和油管也將妨礙操作的正常進(jìn)行。為使本道工序所采用的夾具盡量的簡單化，并能夠操作簡單方便，故選用手動(dòng)夾緊。 4.2本次設(shè)計(jì)的夾具為第100道工序鉆、擴(kuò)、鉸?8+0.1 0孔。該夾具適用于Z518型立式鉆床。 4.2.1本道工序所加工的孔在變速叉的頂面上且與叉口中心線成35°角。按照基準(zhǔn)重合原則，為避免加工過程中基準(zhǔn)的重復(fù)使用，應(yīng)以?12+0.105 -0.015孔定位。?8+0.1 0孔應(yīng)從變速叉頂面加工，因?yàn)橐庸さ目着c叉口中心線成35°，這給裝夾工件帶來了一定的麻煩，這就要求加工過程中變速叉叉口的中心線與鉆模套中心線成35°放置，這樣才能保證被加工面處于正上方。 4.2.2從對工件的結(jié)構(gòu)形狀來分析，若工件H面朝下放置在支撐板上，變速叉頂面將呈側(cè)向放置。在此過程中可以以H面做為定位基面，在支撐板上加一個(gè)定位銷與?12+0.105 -0.015孔緊密配合，由于?8+0.1 0孔的中心線與H面的距離為9.5mm 加上孔的半徑4mm，所以定位銷進(jìn)入?12+0.105 -0.015孔的尺寸只能為3mm所以為短定位銷定位，從而控制了工件在X方向和Y方向上的移動(dòng)，至于對X軸方向和Y軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)及Z方向的移動(dòng)的控制只要在?12+0.105 -0.015孔靠近I面的方向上加一個(gè)夾緊裝置（錐度銷）即可。此時(shí)工件的六個(gè)自由度也只有五個(gè)得到了有效的控制，還不構(gòu)成加工的條件。故需在叉口處加一個(gè)定位塊用來控制Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于叉口比較薄故需在叉口處加一個(gè)輔助夾緊裝置使叉口能與定位塊緊密的配合，從而更好的控制Z軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)。工件的六個(gè)自由度都得到了控制，工件加工時(shí)無相對的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)滿足了加工?8+.1 0孔所提出的要求。 為了使工件裝卸方便I面的錐度銷夾緊裝置采用彈簧夾緊。 5夾具的使用操作說明 5.1銑夾具的使用說明 首先將銑夾具在合適的位置安放好，然后對夾具體進(jìn)行可靠的固定。安裝工件時(shí)首先用手柄2將螺栓1松開，然后將手柄3向后拉，然后將工件?12+0.105 -0.015孔靠近H面的一頭套在定位銷4上,叉口朝左放置，叉口的下端面放置在輔助支撐塊5上，當(dāng)H面與支撐板緊密配合后松開手柄3使定位銷在彈簧的作用下與凹臺(tái)內(nèi)部緊密配合，最后用手柄2將螺栓擰緊，使得工件牢固的定位的夾具上。工件夾緊后將夾具體固定到銑床上進(jìn)行加工。 工件加工完畢后，將夾具從銑床上取下，首先用手柄2將螺栓1松開，然后將手柄3向后拉使定位銷4完全與工件分離后取下工件，松開手柄3即可。 本次設(shè)計(jì)中，還按照老師的要求畫出了夾具體的零件圖，具體結(jié)構(gòu)可參照附圖ZJG 5.2鉆夾具的使用說明 首先將鉆夾具在適當(dāng)?shù)奈恢冒卜藕?，然后對夾具體進(jìn)行可靠的固定。安裝工件時(shí)首先將螺母1松開取下壓板2，然后將手柄3向后拉，然后將工件?12+0.105 -0.015孔靠近H面的一頭套在定位銷4上,叉口與定位塊配合使得叉口的中心線與鉆模套的中心線成35°，然后松開手柄3使錐度銷緊壓在I面上，錐度銷的軸線與?12+0.105 -0.015孔的軸線重合，最后插上壓板2并擰緊螺母1。使得工件牢固的定位在夾具上。工件夾緊后將夾具體固定到鉆床上進(jìn)行加工 工件加工完畢后，將夾具從鉆床上取下，首先將螺母1松開取下壓板2，然后將手柄3向后拉使錐度銷完全離開工件后取下工件，松開手柄3即可。 本次設(shè)計(jì)中，還按照老師的要求畫出了夾具體的零件圖，具體結(jié)構(gòu)可參照附圖ZJ 小結(jié) 忙碌了近兩個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在今天完成了。在此期間我親身經(jīng)歷了設(shè)計(jì)的全部過程，從調(diào)研、收集整理資料到初步確定方案，到畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部完成。這一切讓我充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性喝嚴(yán)謹(jǐn)性，更加明確的認(rèn)識(shí)到了自身所存在的不足之處。 在校期間我接觸較多的都只是局限于文化課程，真正實(shí)踐的機(jī)會(huì)很少。由于缺乏涉及到設(shè)計(jì)的相關(guān)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，這就給設(shè)計(jì)帶來了諸多問題。很多看似簡單的東西，一旦真正運(yùn)用起來都變了非常棘手的難題。由于實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的匱乏，我解決疑難的方法除了向指導(dǎo)老師請教解惑以外便是通過查閱各種相關(guān)的書籍喝資料，但是這種解決方案畢竟是從書本中生搬硬套而來的，缺乏其相應(yīng)的靈活性喝變通性。我所設(shè)計(jì)的鉆、銑夾具方案可能喝老師期望中要達(dá)到的效果存在一定尚待完善之處。 這讓我深刻的認(rèn)識(shí)到只有理論知識(shí)是片面的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，唯有將理論喝實(shí)踐相結(jié)合才能創(chuàng)造出真正的價(jià)值，二者無論少了誰都是不完善的。 本次夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)歷應(yīng)該說給我上了一堂非常形象生動(dòng)的課，一次對于自身能力提高的歷練。在攻克一道道難題的過程中，我從一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的門外漢到比較熟悉夾具構(gòu)成的每一道工序，不知不覺中我感覺自己的設(shè)計(jì)能力有了長足的進(jìn)步。 眼看即將邁出學(xué)校走向工作崗位。這次設(shè)計(jì)為我日后在機(jī)械行業(yè)中的發(fā)展作了一個(gè)非常好的鋪墊，也讓我明白了今后自己該走什么樣的路，從哪些方面區(qū)不斷完善自身的不足之處，做一個(gè)合格乃至優(yōu)秀的機(jī)械人才。 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，眼前的告一段落不正是我真正邁向社會(huì)的一個(gè)序曲嗎？我永遠(yuǎn)忘不了在學(xué)校四年的學(xué)習(xí)和生活，忘不了老師們對我的教誨和幫助。謝謝老師對我的關(guān)懷，我會(huì)用自己奮斗的業(yè)績來報(bào)答你們對我的教導(dǎo)之恩。 周衛(wèi)斌 2005年12月22日 致 謝 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，在我遇到很多困難時(shí)，指導(dǎo)老師給予了我很大幫助和指導(dǎo)，在這里非常感謝馬貴飛老師的指導(dǎo)與教誨，同時(shí)也感謝幫助過我的同學(xué)和朋友。 參考文獻(xiàn) [1]《機(jī)械加工工藝手冊》 李洪 主編 [2]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 東北重型機(jī)械學(xué)院 等編 [3]《機(jī)械制造工藝學(xué)》 鄭修本 馮冠大主編 [4]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 劉友才，肖繼德 主編 [5]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 吳宗澤，羅圣國主編 [6]《金屬切削機(jī)床夾具圖冊》 南京市機(jī)械研究所主編 [7]《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》 冶金工業(yè)出版社 11