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機(jī)械制造工藝及裝備課程設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1.1零件的分析 3 1.1.1零件的用途 3 1.1.2零件的工藝分析 3 1.1.3確定零件的生產(chǎn)類型 4 1.2確定毛坯類型繪制毛坯簡圖 4 1.2.1選擇毛坯 4 1.2.2確定毛坯的外形、尺寸公差和機(jī)械加工余量 5 1.3擬定撥叉工藝路線 9 1.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 9 1.3.2表面加工方法的確定 9 1.3.3加工階段的劃分 10 1.3.4工序的集中與分散 10 1.3.5工序順序的安排 10 1.3.6確定工藝路線 11 1.3.7機(jī)床設(shè)備、工裝的選用 12 1.4 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì) 13 1.4.1工序簡圖的繪制 13 1.4.2加工余量、工序尺寸和公差的確定 14 1.4.2.1加工余量的確定 14 1.4.2.2工序尺寸和公差的確定 14 1.4.2.3撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 14 1.4.3切削用量的選擇 16 1.4.4機(jī)械加工工藝文件的填寫 17 第二章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 18 2.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 18 2.1.1專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 18 2.1.2專用夾具設(shè)計(jì)的一般步驟和需要完成的任務(wù) 18 2.2撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 19 2.2.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 19 2.2.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 19 2.2.3畫夾具裝配圖 20 2.2.4確定夾具裝配圖上的標(biāo)注尺寸及技術(shù)要術(shù) 20 2.2.5繪制夾具零件圖 20 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1零件的分析 1.1.1零件的用途 撥叉應(yīng)用在某車床變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳移動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動換檔位，從而改變車床主軸轉(zhuǎn)速。 1.1.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為ZG45。撥叉在改換檔位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、韌性。 撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48～58HRC；叉腳兩端面對叉軸孔的中心線與插孔中心線的垂直度要求為0.15mm。 分析零件圖可知，撥叉兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 綜上所述，該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、撥叉腳內(nèi)表面和叉軸孔mm(H7)在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時應(yīng)重點(diǎn)子以保證。 該撥叉的技術(shù)要求如表1所示。 表1 撥叉零件技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及 精度等級 表面粗糙度Ra（μm） 形位公差（mm） 撥叉頭上端面 28 IT12 12.5 撥叉頭下端面 28 IT12 12.5 撥叉腳內(nèi)表面 IT8 1.6 撥叉腳兩端面 IT9 6.3 相對叉軸孔垂直度為0.15 孔 IT9 3.2 1.1.3確定零件的生產(chǎn)類型 依據(jù)設(shè)計(jì)題目知：撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 1.2確定毛坯類型繪制毛坯簡圖 1.2.1選擇毛坯 根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及材料等選擇毛坯的制造方式和精度。 1.毛坯的類型選擇 ①零件的材料及力學(xué)性能 當(dāng)零件的材料選定后,毛坯的類型就大致確定了。例如，材料為鑄鐵，就選擇鑄造毛坯；材料是鋼材且力學(xué)性能要求高時，可選鍛件等。鍛造材料主要是各種碳鋼與合金鋼。 ②零件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸 形狀復(fù)雜的毛坯常用鑄造方法，如箱體、機(jī)架、底座等。用于鑄造的材料有灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、有色金屬合金等。形狀比較簡單的零件毛坯，如軸類、套類、盤類、板類、長條類等零件，一般采用型材。型材的種類主要有圓、方、六方棒料，板材，管材，角鋼，工字鋼等。 薄壁零件不可用砂型鑄造；常見的一般用途的鋼質(zhì)階梯軸零件，如各臺階的直徑相差不大，可用棒料；如各臺階的直徑相差較大，宜用鍛件等。 2.毛坯的制造方法 ①生產(chǎn)類型 大量生產(chǎn)時應(yīng)選精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造、精密鑄造、模鍛、冷沖壓、粉末冶金等，使毛坯的形狀更接近于零件的形狀。在單件小批生產(chǎn)中，一般采用木模手工砂型鑄造和自由鍛造。 ②生產(chǎn)條件 ③充分考慮使用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。 綜合考慮為滿足技術(shù)要求決定采用鑄造成型制造毛坯。 1.2.2確定毛坯的外形、尺寸公差和機(jī)械加工余量 1、毛坯外形確定 根據(jù)任務(wù)書，車床拔叉零件是以一條中心線為對稱的一半，并且拔叉內(nèi)表面的粗糙度要求為1.6，比較高，而側(cè)面要求為25，比較低。而零件為半圓，如果采用鉸刀加工，加工時會因?yàn)閮蓚?cè)受力不均達(dá)不到精度要求，所以考慮將對稱的另一半也同時鑄造，等加工好后，用切割機(jī)床從中間切斷，就可以一次性獲得兩件成品。這樣加工工藝更簡便，并且滿足批量生產(chǎn)的要求。另外除了撥叉腳兩端面、撥叉腳內(nèi)表面和叉軸孔精度要求較高，其他部分都可以直接通過鑄造成型，所以毛坯效果圖1設(shè)計(jì)如下。 2、尺寸公差和機(jī)械加工余量確定 毛坯余量是指同一表面上毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差。零件表面的加工總余量不僅與表面各工序加工余量有關(guān)，而且與毛坯的制造方法和精度有關(guān)。 （1）鑄件毛坯的尺寸公差、加工余量 鑄件尺寸公差由高到低分為CT1～CT16共16個等級（GB/T 6414—1999），其公差帶數(shù)值如下表2所示，鑄件尺寸公差一般對稱分布如95±4.5（CT13），非對稱分布需要在基本尺寸后面標(biāo)注偏差，如（CT13）。 成批和大量生產(chǎn)的鑄件，毛坯的公差等級按表3選??；單件和小批生產(chǎn)的鑄件，毛坯的公差等級按表4選取。 要求的鑄件機(jī)械加工余量分10個等級（GB/T 6414—1999）如表5所示，由小到大分別為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K級，用代號RMA表示。鑄件的機(jī)械加工余量等級主要與生產(chǎn)類型、鑄造工藝方法、鑄造公差等級和鑄造材料有關(guān)。推薦用于各種鑄造合金和鑄造方法的RMA等級按表6選取。 鑄件的機(jī)械加工余量分單側(cè)（單面）和雙側(cè)（雙面），雙側(cè)加工余量與加工要求的關(guān)系 表2 鑄件的尺寸公差（帶）數(shù)值（GB/T 6414-1999） mm 表3 成批和大量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級 mm 方法 公差等級CT 鑄件材料 鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 銅合金 鋅合金 輕金屬合金 鎳基合金 鈷合金 砂型鑄造 手工造型 11～14 11～14 11～14 11～14 10～13 10～13 9～12 11～14 11～14 砂型鑄造機(jī)器 造型和殼型 8～12 8～12 8～12 8～12 8～10 8～10 7～9 8～12 8～12 金屬型鑄造（重力鑄造或低壓鑄造） —— 8～10 8～10 8～10 8～10 7～9 7～9 —— —— 壓力鑄造 —— —— —— —— 6～8 4～6 4～7 —— —— 熔模鑄造 水玻璃 7～9 7～9 7～9 —— 5～8 —— 5～8 7～9 7～9 硅溶膠 4～6 4～6 4～6 —— 4～6 —— 4～6 4～6 4～6 注： 1.表中所列出的公差等級是指在大批量生產(chǎn)下、且影響鑄件尺寸精度的生產(chǎn)因素已得到充分改進(jìn)時鑄件通常能夠達(dá)到的公差等級。 2.本標(biāo)準(zhǔn)還適用于本表未列出的由鑄造廠和采購方之間協(xié)議商定的工藝和材料。 表4 要求的鑄件機(jī)械加工余量（RMA） mm 表5 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級 所以鑄件各加工余量的如下表6 序號 基本尺寸mm 加工余量等級 加工余量mm 選擇理由和過程 1 撥叉頭上端面 H 單側(cè)余量 查表《加工余量等級和數(shù)值》，單側(cè)為3.6mm，即28+3.6=31.6，查表2得公差0.7mm，該尺寸及公差為（31.6±0.35）mm。 2 撥叉頭下端面 H 單側(cè)余量 查表《加工余量等級和數(shù)值》，單側(cè)為3.6mm，即28+3.6=31.6，查表2得公差0.7mm，該尺寸及公差為（31.6±0.35）mm。 3 撥叉腳上下表面 H 雙側(cè)余量 10+2×0.7=11.4mm，查表2得公差1mm，該尺寸及公差為（11.4±0.5）mm。 4 叉軸孔Φ14mm J 雙側(cè)余量 孔的加工余量等級比底面和側(cè)面的加工余量等級低一級（J級），查《加工余量等級和數(shù)值》表，雙側(cè)加工余量（一半）為5.5mm，即Φ14-2×1=Φ12，查表2得公差1.4mm，該尺寸及公差為Φ（12±0.7）mm。 5 撥叉腳孔Φ40mm J 雙側(cè)余量 孔的加工余量等級比底面和側(cè)面的加工余量等級低一級（J級），查《加工余量等級和數(shù)值》表，雙側(cè)加工余量（一半）為6.5mm，即Φ40-2×1.4=Φ37.2，查表2得公差3.6mm，該尺寸及公差為Φ（37.2±1.8）mm。 毛坯尺寸圖2 注：毛坯尺寸,其余未標(biāo)尺寸與設(shè)計(jì)尺寸相同 1.3擬定撥叉工藝路線 擬訂工藝路線是設(shè)計(jì)工藝規(guī)程最為關(guān)鍵的一步，需順序完成以下幾個方面的工作：選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面加工方法，劃分加工階段，確定工序集中和分散程度，確定工序順序以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。 在擬定工藝路線時，需同時提出幾種可能的加工方案，然后通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的對比分析，最后確定一種最為合理的工藝方案。 1.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)選擇是擬定零件加工工藝路線的關(guān)鍵，應(yīng)將粗、精基準(zhǔn)的選擇原則結(jié)合被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求靈活運(yùn)用，并加以論證。以撥叉為例: 1.精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭下端面和叉軸孔的軸線作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊力可作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。 2.粗準(zhǔn)基的選擇 選擇變速叉軸孔Φ14mm的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用Φ14mm外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 1.3.2表面加工方法的確定 依據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再考慮各粗、精加工階段的加工方法。決定各表面加工方法時還應(yīng)對照每種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度，先主要表面，后次要表面。 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表確定加工件各表面的加工方案，如表7所示。 表7 撥叉零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra（μm） 加工方案 備注 撥叉頭上端面 IT13 12.5 粗銑 撥叉頭下端面 IT13 12.5 粗銑 撥叉腳內(nèi)表面(ф40mm孔) IT7 1.6 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸 撥叉腳兩端面 IT9 6.3 粗銑—精銑 ф14mm孔 IT9 3.2 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸 1.3.3加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時，一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工3個階段：如果零件的加工精度要求特別高，表面粗糙度要求特別小時，還要經(jīng)過精整和光整加工階段。在安排加工順序時將各表面的粗加工集中在一起首先加工，再依次集中各表面的半精加工和精加工工作。 該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工3個階段。在粗加工階段，首先要將精基準(zhǔn)(撥叉頭左端面和叉軸孔)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工；然后粗銑撥叉頭右端面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。在精加工階段，進(jìn)行撥叉腳兩端面的磨削加工。 1.3.4工序的集中與分散 本例選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)減少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各個表面之間的相對位置精度要求。 1.3.5工序順序的安排 1.機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——撥叉頭下端面和叉軸孔。遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——撥叉頭下端面和叉軸孔及撥叉腳兩端面，后加工次要表面——操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面。 遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔ф14mm。 表8 撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬） 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 10 粗銑撥叉頭上下端面 先基準(zhǔn)后其他、先面后孔、先主后次 20 擴(kuò)、鉸兩個ф14mm孔（主要表面） 先面后孔、先主后次 30 粗銑撥叉腳兩端面（主要表面） 先粗后精（粗加工結(jié)束） 40 精銑撥叉腳兩端面 先粗后精 50 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸ф40mm孔內(nèi)表面（次要表面） 先主后次，先粗后精 60 用切割機(jī)床將零件按尺寸切成兩半 2.熱處理工序 模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241～285HBS，并進(jìn)行酸洗、噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機(jī)械加工帶來的不利影響；叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，提高耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。 3.輔助工序 粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——熱處理——主要表面精加工。 1.3.6確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，確定撥叉的工藝路線如下表16所示。 表9 撥叉機(jī)械加工工序安排（修改后） 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 粗銑撥叉頭上下端面 端面、兩個ф14mm孔 20 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸ф14mm孔 上端面、兩個ф14mm孔 30 粗銑撥叉腳兩端面 40 精銑撥叉腳兩端面 50 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸ф40mm孔內(nèi)表面 下端面、兩個ф14mm孔 60 沿對稱線按尺寸切成兩半 70 粗銑撥叉腳端面 上端面、ф14mm孔、撥叉腳內(nèi)表面 80 去毛刺 90 中檢 100 熱處理(撥叉腳兩端面局部淬火) 110 校正撥叉腳 120 磨削撥叉腳兩端面 上端面、ф14mm孔 130 清洗 140 終檢 150 入庫 1.3.7機(jī)床設(shè)備、工裝的選用 針對大批生產(chǎn)的工藝特征，選用設(shè)備及工藝裝備按照通用、專用相結(jié)合的原則，所使用的夾具均為專用夾具。各工序使用的機(jī)床設(shè)備、工裝及工藝路線如表17所示。 表10 加工設(shè)備及工藝裝備 工序號 工序內(nèi)容 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 10 粗銑撥叉頭上下端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 20 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸ф14mm孔 立式鉆床525 麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 40 粗銑撥叉腳兩端面ф40mm 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 50 精銑撥叉腳兩端面ф40mm 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 60 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸ф40mm孔內(nèi)表面 立式鉆床525 復(fù)合鉆頭、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 70 用切割機(jī)床將零件沿對稱線按尺寸切成兩半 線切割機(jī)床 80 粗銑撥叉腳端面 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 90 去毛刺 鉗工臺 平銼 100 中檢 卡尺、塞規(guī)、百分表 110 熱處理(撥叉腳兩端面局部淬火) 淬火機(jī) 120 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘 130 磨削撥叉腳兩端面 M7120A平面磨床 砂輪 游標(biāo)卡尺 150 清洗 清洗機(jī) 160 終檢 卡尺、塞規(guī)、百分表 以上工藝過程詳見附表1“機(jī)械加工工藝過程卡片” 1.4 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì) 1.4.1工序簡圖的繪制 工序簡圖的繪制原則： ①工序簡圖以適當(dāng)?shù)谋壤钌俚囊晥D，表示出工件在加工時所處的位置狀態(tài)，與本工序無關(guān)的部位可不必表示。一般以工件在加工時正對操作者的實(shí)際位置為主視圖。 ②工序簡圖上應(yīng)標(biāo)明定位、夾緊符號，以表示出該工序的定位基準(zhǔn)、定位點(diǎn)、夾緊力的作用及作用點(diǎn)。 ③本工序的各加工表面用粗實(shí)線表示，其他部位用細(xì)實(shí)線表示。 ④加工表面上應(yīng)標(biāo)注出相應(yīng)的尺寸、形狀、位置精度要求和表面粗糙度要求。與本工序加工無關(guān)的技術(shù)要求一律不標(biāo)。 ⑤定位與夾緊符號按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選用。（JB/T5061-2006） 例：工序50——粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸ф40mm孔內(nèi)表面的工序簡圖 圖10 鉆、倒角、粗鉸、精鉸ф8mm孔的工序簡 1.4.2加工余量、工序尺寸和公差的確定 1.4.2.1加工余量的確定 毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。某加工表面上切除金屬層的總厚度，稱為該表面的總余量。每道工序切除金屬層的厚度，稱為工序余量。確定工序余量的方法有計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法、查表法。實(shí)際加工中常用后兩種方法。 一般按查表法確定工序間的加工余量。其選用的原則如下： ①應(yīng)采用最小的加工余量。 ②加工余量應(yīng)保證得到圖樣上規(guī)定的精度和表面粗糙度。 ③要考慮零件熱處理時引起的變形。 ④要考慮所采用的加工方法、設(shè)備以及加工過程中零件可能產(chǎn)生的變形。 ⑤要考慮被加工零件尺寸，尺寸越大，加工余量越大。 ⑥要考慮被加工零件工序尺寸公差的選擇。 ⑦本道工序余量應(yīng)大于上道工序留下的表面缺陷層厚度。 ⑧本道工序余量應(yīng)大于上道工序尺寸公差和幾何形狀公差。 1.4.2.2工序尺寸和公差的確定 1.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時工序尺寸與公差的計(jì)算 　　只要確定了各工序的加工余量和各工序所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度之后，就可以計(jì)算出各工序的尺寸及公差。步驟： ①先訂工藝路線。 ②查工藝手冊，得出加工余量。 ③確定經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度，查表。 ④由最后一道工序向前推算出各工序尺寸、公差等。 2.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時工序尺寸與公差的計(jì)算 需要解算尺寸鏈。 1.4.2.3撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 各表面加工工序 撥叉頭上下端面的加工工序見表11-1。 表11-1撥叉頭上下端面表面加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差(mm) 粗銑 7.2 IT13 35.2-28=7.2 28mm 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸ф14mm孔的加工工序見表11-2 表11-2Φ14表面加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差(mm) 粗?jǐn)U 1.2 IT12 12+1.2=13.2 Φ13.2 精擴(kuò) 0.5 IT10 13.2+0.5=13.7 Φ13.7 倒角 0 IT9 鉸 0.3 IT9 13.7+0.3=14 Φ14 銑撥叉腳兩端面的加工工序見表11-3。 表11-3銑撥叉腳兩端面加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差(mm) 粗銑 1 IT11 11.4-1=10.4 11.4 精銑 0.4 IT9 10.4-0.4=10 10 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸ф20mm孔內(nèi)表面的加工工序見表11-4。 表11-4 ф40mm孔內(nèi)表面的加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差（mm） 粗?jǐn)U 1.5 IT11 37.2+1.5=38.7 ф38.7 精擴(kuò) 1 IT9 38.7+1=39.7 ф39.7 鉸 0.2 IT8 39.7+0.3=40 ф40 沿對稱線按尺寸切成兩半加工工序見表11-5。 表11-5 沿對稱線按尺寸切成兩半的加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差（mm） 切 3 IT11 60.5 60.5 粗銑撥叉腳端面的加工工序見表11-6。 表11-6粗銑撥叉腳端面的加工工序 工序名稱 工序余量（mm） 經(jīng)濟(jì)等級 工序基本尺寸 工序尺寸及公差(mm) 銑 0.5 IT11 60 60 1.4.3切削用量的選擇 首先選取盡可能大的被吃刀量；其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性限制條件或加工表面粗糙度的要求，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后利用切削用量手冊選取或者用公式計(jì)算確定切削速度。 1.工序10——粗銑撥叉頭兩端面 該工序分兩個工步，工步1是以右端面B定位，粗銑A面；工步2是以A面定位，粗銑B面。由于這兩個工步是在一臺機(jī)床上經(jīng)過一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度ｖｃ和進(jìn)給量ｆ是一樣的，只有背吃刀量ap不同。 （1）背吃刀量的確定：工步1的背吃刀量ap1取Z1，Z1等于A面的毛坯總余量減去工序2的余量Z3，即Z1=7.2mm-4mm=3.2mm；而工步2的背吃刀量ap2取為Z2，則ap2=Z2=3.2mm。 （2）進(jìn)給量的確定：X51型立式銑床功率為4.5 kW，按機(jī)床功率為5～10kW，工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度的計(jì)算：按鑲齒銑刀、dw=80mm、齒數(shù)z=10的條件選取，切削速度vc可取44.9m/min。由公式n=1000vc/πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為 X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min，故實(shí)際切削速度vc為 2.工序20——粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸ф14mm孔 （1）粗?jǐn)U孔工步 背吃刀量的確定：取ap=13.2mm。 進(jìn)給量的確定：選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.20mm/r。 切削速度的計(jì)算：按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度vc=20m/min。則 Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=680r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計(jì)算，求出該工序的實(shí)際鉆削速度為 （2）精擴(kuò)孔工步 背吃刀量的確定：取ap=0.5mm。 進(jìn)給量的確定：選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.2mm/r。 切削速度的計(jì)算：按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度vc=20m/min。則 Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=680r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計(jì)算，求出該工序的實(shí)際鉆削速度為 （3）鉸工步 背吃刀量的確定：取ap=0.2mm。 進(jìn)給量的確定：選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.5mm/r。 切削速度的計(jì)算：切削速度vc=3m/min，則 Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計(jì)算，可求得該工序的實(shí)際切削速度為 1.4.4機(jī)械加工工藝文件的填寫（見附件） 將上述撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果填入工藝規(guī)程文件 第二章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 2.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1.1專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 （1）保證被加工要素的加工精度。 （2）提高勞動生產(chǎn)率。 （3）具有良好的使用性能。 （4）經(jīng)濟(jì)性。 2.1.2專用夾具設(shè)計(jì)的一般步驟和需要完成的任務(wù) 1.明確設(shè)計(jì)要求，收集和研究有關(guān)資料 在接到夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書后，首先要仔細(xì)閱讀加工件的零件圖和與之有關(guān)的部件裝配圖，了解零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求；其次，要認(rèn)真研究加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內(nèi)容和加工要求，了解本工序使用的機(jī)床和刀具，研究分析夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書上所選用的定位基準(zhǔn)和工序尺寸。 2.擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案,繪制夾具草圖 擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案時，主要解決以下問題： ①確定工件的定位方式，設(shè)計(jì)定位裝置； ②確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置； ③確定對刀或?qū)蚍绞剑x擇或設(shè)計(jì)對刀塊或?qū)蛟? ④確定其他元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式，例如分度裝置、定位鍵等。 ⑤確定夾具的總體結(jié)構(gòu)及夾具在機(jī)床的安裝方式。在確定夾具結(jié)構(gòu)方案的過程中，應(yīng)提出幾種不同的方案進(jìn)行比較分析，選取其中最為合理的結(jié)構(gòu)方案。 3.方案審查 必要的加工精度分析計(jì)算，必要的夾緊力分析計(jì)算，必要的零部件強(qiáng)度和剛度分析計(jì)算，請相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行審查，方案優(yōu)化。 4.繪制夾具總圖 應(yīng)按國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)繪制，盡量采用1：1的比例，工件用雙點(diǎn)劃線繪制，并把工件視為透明體，盡量清楚表明夾具的定位原理及各元件的位置關(guān)系。夾具總圖繪制順序?yàn)椋汗ぜㄎ辉鷮?dǎo)引元件→夾緊裝置→其它裝置→夾具體→標(biāo)注必要尺寸公差及技術(shù)要求→編制夾具明細(xì)表及標(biāo)題欄。對于夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件要按總圖提出要求，畫出零件圖，并標(biāo)注出全部尺寸，表面粗糙度、尺寸和形位公差、材料及熱處理和技術(shù)要求。 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸與公差： 在夾具總圖上標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求的目的是為了便于繪制零件圖、裝配和檢驗(yàn)。應(yīng)有選擇地標(biāo)注以下內(nèi)容： ①夾具的外形輪廓尺寸； ②與夾具定位元件、導(dǎo)向元件以及夾具安裝甚而有配合尺寸、位置尺寸及公差； ③夾具定位元件與工件的配合尺寸； ④夾具引導(dǎo)元件與刀具的配合尺寸； ⑤夾具與機(jī)床的聯(lián)接尺寸及配合尺寸； ⑥其它主要配合尺寸。 5.繪制夾具零件圖 夾具中非標(biāo)準(zhǔn)零件都必須繪制零件圖，在確定這些零件尺寸、公差或技術(shù)要求時，應(yīng)注意使其滿足夾具總圖的要求。 2.2撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 2.2.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。為工序20鉆擴(kuò)孔設(shè)計(jì)鉆床夾具，所用機(jī)床為立式鉆床525鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。 2.2.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 (1)確定定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置 根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用兩面一銷定位方案。從基準(zhǔn)的重合原則和定位的穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，選擇撥叉腳兩端面為主要定位基準(zhǔn)面，并選擇撥叉腳側(cè)面另外兩個定位基準(zhǔn)面。 定位元件采用帶肩長定位銷與工件定位孔配合，限制4個自由度，定位銷軸肩小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個自由度。定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，定位誤差為零。實(shí)現(xiàn)工件完全定位。 (2) 確定夾緊機(jī)構(gòu) 鋼套的軸向剛度比徑向剛度好，用一個環(huán)形壓塊壓力緊。 (3) 確定導(dǎo)向裝置 孔要求進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸3個工步的加工，生產(chǎn)批量大，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。 2.2.3畫夾具裝配圖 夾具裝配總圖，在圖上應(yīng)將定位心軸、鉆模板與夾具體的連接結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚。其中定位心軸與夾具體采用過渡配合，用鎖緊螺母固定。鉆模板與夾具體用兩個銷釘、兩個螺釘連接。夾具裝配時，待鉆模板的位置調(diào)整準(zhǔn)確后再擰緊螺釘，然后配鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘。 2.2.4確定夾具裝配圖上的標(biāo)注尺寸及技術(shù)要術(shù) 1.夾具體最大輪廓尺寸 夾具體最大輪廓尺寸為（160×160×77）mm。 2.確定定位元件之間的尺寸 定位銷與削邊削中心距公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3，偏差對稱標(biāo)注。 3.確定導(dǎo)向元件與定位元件之間的尺寸。 鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的尺寸及公差取保證零件相應(yīng)工序尺寸的平均尺寸，偏差對稱標(biāo)注。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的位置度公差取工件相應(yīng)位置度公差的1/3，即0.03mm。 4.確定定位元件與夾具體之間的尺寸 定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取0.02mm。 2.2.5繪制夾具零件圖 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 三周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，課程設(shè)計(jì)之前，我充分分析了車床拔叉零件圖。通過分析零件的材料，加工要求，設(shè)計(jì)出初步加工工序，并對其加工工序進(jìn)行分析，證明此加工過程的可行性。這樣，才確定了加工工藝過程。設(shè)計(jì)開始后，認(rèn)真分析每一道加工工序，查找資料，查找出加工余量，切削速度，主軸轉(zhuǎn)速，切削速度，進(jìn)給量，切削深度，選擇加工余量，加工設(shè)備，加工所使用的刀具，檢驗(yàn)設(shè)備。通過以上的數(shù)據(jù)的確定，就可以確定出零件毛坯的尺寸。最后，設(shè)計(jì)出加工所需的夾具，其中包括加緊力、切削力，定位銷長度的計(jì)算，及夾具體的設(shè)計(jì)過程。 這段時間里，在課程設(shè)計(jì)過程中,我們戰(zhàn)勝了碰到了種種困難?，F(xiàn)在終于完成，極大的鼓舞了我們，鍛煉了我們。通過這次裝備課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多東西。我知道了怎么設(shè)計(jì)一個簡單零件的加工工藝，及其特定工序的組合夾具設(shè)計(jì)。這些對我以后的學(xué)習(xí)和工作將會有很大的幫助。這次實(shí)訓(xùn)我覺得對我的意義很重大。 參考文獻(xiàn) [1]馮之敬. 機(jī)械制造工程原理,清華大學(xué)出版社,1999. 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