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機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定撥叉零件的加工工藝，設計銑平面C的銑床夾具 專 業(yè)： 機械電子工程 班 級： 12-3 學 號： 1230120324 姓 名： 王添添 指導教師： 張中然 機械工程系 2015年11月20日 哈爾濱理工大學課程設計說明書 目 錄 序言 - 1 - 一 零件的分析 - 2 - 1.1 零件的作用 - 2 - 1.2 零件的工藝分析 - 2 - 二 工藝方案的分析及確定 - 3 - 2.1 確定毛坯的制造形式 - 3 - 2.2 基面的選擇的選擇 - 3 - 2.3 制定工藝路線 - 4 - 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 5 - 2.5 確定切削用量及基本工時 - 7 - 三 夾具設計 - 21 - 3.1 問題的提出 - 21 - 3.2 定位基準的選擇 - 21 - 3.3 切削力和夾緊力的計算 - 21 - 3.4 定位誤差分析 - 23 - 3.5 夾具操作的簡要說明 - 24 - 總結 - 25 - 致謝 - 26 - 參考文獻 - 27 - - 0 - 序言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 撥叉零件的加工工藝規(guī)程及其銑平面C的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 一 零件的分析 1.1 零件的作用 撥叉零件主要用在操縱機構中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速，或者應用于控制離合器的嚙合、斷開的機構中，從而控制橫向和縱向進給。 1.2 零件的工藝分析 撥叉零件有6個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。 1、 基準面A 2、 基準面B 3、 基準面C 4、 Φ12孔 5、 Φ25孔 6、 Φ10孔 二 工藝方案的分析及確定 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，鍛造精度為2級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。 2.2 基面的選擇的選擇 1、粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取基準面A面作為定位基準。 2、 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。 （5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以基準面A及另外兩側面作為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 工序01：鑄造 工序02：冷作 工序03：熱處理 工序04：油漆 工序05：銑平面A,B 工序06：銑平面C 工序07：鉆，鉸Φ12，Φ25孔 工序08：鉆、鉸Φ10孔 工序09：檢驗至圖紙要求 工序10：入庫 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 支架材料為HT200、 由于零件不算是比較的復雜，所以這里采用鑄件，中大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型。這對于提高生產(chǎn)率、保證加工質量也是有利的。 1、 基準面A的加工余量 基準面A的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級CT7，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過銑能滿足其精度要求。 銑 單邊余量Z=1.5mm 2、B面的加工余量 B面的表面粗糙度Ra6.3，尺寸公差等級CT9，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方能滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5mm 半精銑 單邊余量Z=0.5mm 3、C面的加工余量 C面的表面粗糙度Ra6.3，尺寸公差等級CT9，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，需要經(jīng)過粗銑——半精銑方能滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5mm 半精銑 單邊余量Z=0.5mm 4、 Φ12H7孔的加工余量 Φ12H7孔的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級CT7，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊加工余量Z=1.5mm，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，需要經(jīng)過鉆，鉸能滿足其精度要求。 5、 Φ10H8孔的加工余量 Φ10H8孔的表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差等級CT8，加工余量等級MA-E，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4得，單邊加工余量Z=1.5mm，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7知，需要經(jīng)過鉆，鉸能滿足其精度要求。 6、 不加工表面的加工余量 不加工表面，直接鑄造即可滿足其精度要求。 2.5 確定切削用量及基本工時 工序01：鑄造 工序02：冷作 工序03：熱處理 工序04：油漆 工序05：銑 工步一：銑基準面A 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?00 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：銑基準面B 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝400 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序06：銑平面C 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?00 3）計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序07：鉆、鉸Φ12H7孔Φ25H7孔 工步一：鉆鉸Φ12H7孔 選用麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步二：鉆鉸Φ25H7孔 選用麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工序08： 鉆、鉸Φ10H8孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按機床選取n=500r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工序11：檢驗至圖紙要求 工序12：入庫 三 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配工序銑平面C的銑床夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑平面C，精度等級7級，表面粗糙度Ra3.2。 3.2 定位基準的選擇 本道工序加工銑平面C，采用基準面A及Φ25外輪廓作為定位基準。 3.3 切削力和夾緊力的計算 （1）刀具：采用X52銑刀 機床：X52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 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(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）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 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=10mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。 3.4 定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結果符合。 3.5 夾具操作的簡要說明 基準面A作為第一定位基準，Φ25外輪廓作為第二定位基準屬于完全定位。 總結 這次的課程設計是艱難充滿挑戰(zhàn)的，同時也是鞏固所學知識，熟練掌握機械原理的一次難得機會。為期三周的撥叉零件的夾具設計用到了以前所學的許多知識。比如刀具選擇、互換性問題、自由度問題等等。這次課程設計碰到許許多多的難題，但是在老師的悉心教導，同學的相互幫助，自己的勤奮努力下，所有問題都迎刃而解。 這一次的課程設計不光鞏固了所學知識，更加磨礪了我的意志，增加我對未來的信心。讓我在以后的道路上不怕挑戰(zhàn)，更加勇敢。 致謝 三周的課程設計終于到了尾聲，這三周讓我學到了不少東西，對以前所學知識更加的了解和掌握。成功完成本次課程設計，離不開張老師的悉心教導，在我有不明白的問題時，從原理到畫圖，都有老師的耐心指導，感謝指導老師對我的耐心和幫助。同時感謝一起學習，一起畫圖，一起研究原理的一幫同學們，祝大家前途似錦。 參考文獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 - 16 -