目 錄前 言 .11 概述發(fā)展 21.1 機床夾具簡介 21.1.1 機床夾具的主要功能 21.1.2 機床夾具的組成 21.1.3 夾具設(shè)計的步驟和基本要求 22 加工工藝規(guī)程設(shè)計 82.1 零件的作用 82.2 零件的工藝分析 82.3 基面的選擇 82.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 82.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 92.4 制定工藝路線 92.5 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 .102.6 確定切削用量及基本工時 .123 專用夾具設(shè)計 .253.1 問題提出 .253.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .253.3 定位元件的設(shè)計 .253.4 定位誤差分析 .253.5 切削力的計算與夾緊力分析 .263.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 .27結(jié)束語 .28謝辭 .29參 考 文 獻(xiàn) 300前 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(jì)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(chǔ)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(jì)綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。動力輸出變速撥叉及其銑動力輸出變速撥叉寬 14 槽的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)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(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本設(shè)計選用動力輸出變速撥叉來進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計，以說明書、繪圖為主，設(shè)計手冊與國家標(biāo)準(zhǔn)為附來進(jìn)行詳細(xì)說明。11 概述發(fā)展1.1 機床夾具簡介1.1.1 機床夾具的主要功能機床夾具已成為機械加工時的重要裝備，同時是機械加工不可缺少的部件，在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機床夾具的主要功能是使工件定位夾緊，使工件相對于刀具及機床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā)生位置改變。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。安裝方法有找正法和用專用夾具，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專用夾具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時。1.1.2 機床夾具的組成1）定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。2）夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動。3）對刀或?qū)蛟?保證刀具與工件加工表面的正確位置。4）夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對位置關(guān)系。1.1.3 夾具設(shè)計的步驟和基本要求一：夾具設(shè)計的基本要求夾具在機械加工中起著重要的作用，它直接影響機械加工的質(zhì)量、工人的勞動強度、生產(chǎn)率和加工成本。因此對設(shè)計的夾具，提出以下幾點基本要求。1）能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求。若工件達(dá)不到加工技術(shù)要求，成為廢品，則夾具設(shè)計是失敗的，該夾具不能用與生產(chǎn)。2）操作簡單，便于工件安裝，減輕工人的勞動強度，節(jié)省工件安裝時間，降低輔助工時，保證高的生產(chǎn)效率。3）具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分?jǐn)傇诠ぜ?上的加工成本。為保證上述基本要求，夾具的生產(chǎn)過程應(yīng)按下面程序進(jìn)行：夾具生產(chǎn)任務(wù)書—夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計—使用、制造部門會簽——夾具制造——夾具驗收——生產(chǎn)使用。夾具生產(chǎn)任務(wù)書是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時，根據(jù)生產(chǎn)需要而提出的。任務(wù)書中包含內(nèi)容有設(shè)計理由、使用車間、使用設(shè)備，該夾具所使用工件工序的工序圖并在工序圖上要標(biāo)明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準(zhǔn)、夾緊點。這是設(shè)計夾具的依據(jù)，也是驗收制造夾具的依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計人根據(jù)夾具設(shè)計任務(wù)書的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進(jìn)行誤差計算，以確定出合理方案，進(jìn)行設(shè)計。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，要會同使用部門、制造部門就夾具的結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行審核、會簽、交付制造。制成的夾具要同設(shè)計人員。工藝人員、使用部門、制造部門共同進(jìn)行驗證。當(dāng)確認(rèn)夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產(chǎn)率、操作方便、安全，就可交付生產(chǎn)車間使用。二:夾具的設(shè)計步驟當(dāng)接到夾具設(shè)計任務(wù)書后，按下面 6 個步驟，逐步設(shè)計。1）明確設(shè)計任務(wù)，收集研究設(shè)計的原始資料。原始資料包括如下內(nèi)容。A：加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過程，所設(shè)計夾具應(yīng)有的工序圖，并了解該工序所使用的設(shè)備、刀具、量具、其他輔具以及該工序的加工余量、切削用量、加工要求、生產(chǎn)節(jié)拍等參數(shù)。B：了解零件的生產(chǎn)類型，就是決定夾具采用簡單結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的依據(jù)。若屬大批量生產(chǎn)，則力求夾具結(jié)構(gòu)完善、生產(chǎn)率高 或是單件小批量生產(chǎn)或急于應(yīng)付生產(chǎn)，則夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，以便迅速制造交付使用。C：收集該夾具所用機床的資料，主要指與夾具連接部分的安裝尺寸。如銑床夾具要安裝在工作臺上，要收集工作如大小，工作如 T 形槽及槽距，以及機床的技術(shù)參數(shù)。D：收集所使用刀具的資料如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術(shù)條件等。E：收集國內(nèi)外同類型夾具資料，吸收其中先進(jìn)而又能結(jié)合本廠情況的合理部分。F：了解本廠制造夾具的能力和使用的條件，如夾具制造的條件及精度水平，有3無壓縮空氣壓值等。G：收集有關(guān)夾具部件的標(biāo)準(zhǔn)（包括國標(biāo)、部標(biāo)、企標(biāo)、廠標(biāo)），典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊等。2）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖，其主要內(nèi)容如下。A：根據(jù)工件加工尺寸、要求和開關(guān)，確定工件的定位方式，選擇或設(shè)計定位元件，計算定位誤差。B：確定刀具的引導(dǎo)方式及引導(dǎo)元件（指鉆夾具、銑夾具）。C：確定工件夾緊方式 ，選擇或設(shè)計夾緊機構(gòu)，計算夾緊力。D：確定其他裝置（如分度裝置、頂出裝置）的結(jié)構(gòu)型式。E：確定和設(shè)計其他結(jié)構(gòu)，如銑床夾具與機床的連接裝置、對刀裝置。在確定夾具結(jié)構(gòu)的各組成部分時，可提出幾種不同方案，分別畫出草圖，進(jìn)行分析比較，從中選擇出合理方案。3）繪制夾具總圖。應(yīng)注意以下幾點。A：繪制夾具總圖，盡量按 1：1 繪制，以保證直觀性。B：主視圖盡量符合操作者的正面位置。C：工件輪廓用雙點畫線繪制，并視為假想透明體，不影響其他元件的繪制。D：繪圖順序為：工件——定位元件——引導(dǎo)元件——夾緊裝置——其他裝置——夾具體。4）標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后，需標(biāo)注五類尺寸和四類技術(shù)條件。5）編寫零件明細(xì)表。明細(xì)表應(yīng)包括零件序號、名稱、代號（指標(biāo)準(zhǔn)件代號或通用件代號 ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。6）繪制總圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。三：夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注在夾具設(shè)計中，對于初設(shè)計者，在夾具總圖上如何標(biāo)注尺寸及技術(shù)條件，往往是難點之一，以下對此作簡要闡述。1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類尺寸A：夾具外形輪廓尺寸——指夾具在長、寬、高三個方向上的最大極限尺寸。若有可動部分，則指運動部件在空間達(dá)到的極限位置的尺寸。標(biāo)注夾具外形尺寸的目的是避免夾具與機床或刀具在空間發(fā)生干涉。4B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸——主要指工件定位面與定位元件工作面的配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它們直接影響工件加工精度，是計算工件定位誤差的依據(jù)。C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸——主要指對刀元件或引導(dǎo)元件與夾具定位元件之間的位置尺寸、引導(dǎo)元件之間的位置尺寸或引導(dǎo)與導(dǎo)向部分的配合尺寸。D：夾具與機床的連接部分尺寸——這類尺寸主要指夾具與機床主軸或工作如必須固定連接的平俱。如車床夾具要安裝在車床主軸上，要標(biāo)注與車床主軸的連接尺寸，銑床夾具要安裝在工作臺上，要標(biāo)注與工作如 T 形槽相配的定位鍵尺寸。E：夾具內(nèi)容的配合尺寸——中心軸與夾具體孔的配合尺寸，鉆套與襯套、襯套與夾具體的配合尺寸，此類尺寸必須標(biāo)注尺寸、配合性質(zhì)及配合精度，否則夾具精度無法保證。2） 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的四類技術(shù)條件夾具中的技術(shù)條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。A：定位元件之間的相互位置要求——這是指組合定位時多個定位元件之間的相互位置要求或多件裝夾時相同定位元件之間的相互位置要求。如兩端頂尖頂軸兩端中心孔，要求兩頂尖軸線同軸度，兩 V 形塊對稱線的同軸度。B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求——夾具的連接元件或夾具體底面是夾具與機床的連接部分，它決定了夾具與機床的相對位置，也就是決定了定位元件相對機床，或刀具的位置，即決定了工件相對機床或刀具的位置。C：引導(dǎo)元件與連接元件或夾具體底面的位置要求D：引導(dǎo)元件與定位元件之間的相互位置要求3）五類尺寸、四類技術(shù)條件的分類五類尺寸、四類技術(shù)條件根據(jù)是否與工序加工要求相關(guān)而分為兩類，其精度值大小和取法不同。A：與工件加工要求無直接關(guān)系的① 尺寸公差與配合 這類尺寸公差與配合應(yīng)按照元件在夾具中的功用和裝配要求，根據(jù)公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn)或參閱有關(guān)資料來制定。② 技術(shù)條件 與工件加工要求無直接關(guān)系的夾具上技術(shù)條件。B： 與加工要求直接相關(guān)的 這類尺寸和技術(shù)條件與工件上相應(yīng)尺寸和技術(shù)5條件直接對應(yīng)，直接根據(jù)工件相應(yīng)尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值選取。一般工件允差小，取大系數(shù)，工件允差大，則取小系數(shù)。制定這類夾具尺寸公差時，要注意下列問題。① 應(yīng)經(jīng)工件的平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，極限偏差按對稱雙向標(biāo)注。② 應(yīng)以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設(shè)計依據(jù)。4）夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注當(dāng)夾具設(shè)計完成，按要求標(biāo)注尺寸后，對有些夾具如銑夾具，往往還要標(biāo)注調(diào)刀尺寸（調(diào)刀尺寸一般是指夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)到對刀元件工作表面的位置尺寸），即刀具相對基準(zhǔn)的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關(guān)，也是夾具總圖上關(guān)鍵尺寸要求。四：夾具體設(shè)計夾具總體設(shè)計中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎(chǔ)件、組成夾具的各種元件、機構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過程中，它還要承受切削力、夾緊、慣性力及由此而產(chǎn)生的振動和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個設(shè)計、制造勞動量大，耗費材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比重較大，制造周期也長，設(shè)計時，應(yīng)給以足夠的重視。（1）夾具體和毛坯結(jié)構(gòu)實際生產(chǎn)中所用夾具體常用的有三種結(jié)構(gòu)。A：鑄造結(jié)構(gòu)鑄造結(jié)構(gòu)夾具體的優(yōu)點如下：① 可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀。② 鑄件抗壓強度大、抗振性好，特別適用于加工時振動大、切削負(fù)荷大的場合。③ 鑄件易于加工，價格低廉，成本低。但鑄件生產(chǎn)周期長，因存在鑄內(nèi)應(yīng)力，易引起變形，影響夾具精度的保持性，因此，夾具體必須進(jìn)行時效處理。B：焊接結(jié)構(gòu)其優(yōu)點如下：① 容易制造，周期短。② 采用鋼板、型材，如結(jié)構(gòu)合理，布置得當(dāng)，可減小質(zhì)量。由于上述兩優(yōu)點，特別適用于新產(chǎn)品試制或臨時急用的場合，以縮短生產(chǎn)周期。此外，一些結(jié)構(gòu)簡6單的小型夾具，如翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、可缷式鉆模，采用焊接式結(jié)構(gòu)十分有利，因為這些夾具要頻繁拆缷翻轉(zhuǎn)，力求結(jié)構(gòu)輕巧耐磨。但焊接結(jié)構(gòu)夾具體在焊接過程中的熱變形和殘余應(yīng)力對夾具精度會有不得影響，因此，焊完后要進(jìn)行退火處理；另外，為提高剛性需加加強筋。C：裝配結(jié)構(gòu)裝配夾具體是選用夾具專用標(biāo)準(zhǔn)毛坯或標(biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)使用要求組裝而成，可得到精確的外形和空間位置尺寸。標(biāo)準(zhǔn)毛坯和標(biāo)準(zhǔn)零件可組織專業(yè)化生產(chǎn)，這樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。要使裝配夾具體在生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實行夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。（2）對夾具體的基本要求A：一定的形狀和尺寸夾具的外形，取決于安裝在夾具上的各種元件、機構(gòu)、裝置的形狀及它們之間的布置位置。設(shè)計時，只要將組成該夾具的所有元件、機構(gòu)和裝置的結(jié)構(gòu)尺寸都設(shè)計好并布置好它們在圖紙上的位置，就可以由此勾畫出夾具體的大致外形輪廓尺寸。因為是單件生產(chǎn)，一般不作復(fù)雜計算設(shè)計。通常參照類似的夾具結(jié)構(gòu)，按經(jīng)驗類比法估計確定。確定夾具體尺寸時，可參考下面數(shù)據(jù)。① 鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，壁厚取 15～40mm，過厚處挖空。② 焊接結(jié)構(gòu)用鋼板取 10～15mm，剛度不夠時加筋板。③ 夾具體上不加工表面與工件表面之間應(yīng)有一定間隙，以保證工件與夾具體之間不發(fā)生干涉。間隙大小按以下規(guī)定選?。篴:夾具體、工件都是毛面，間隙取 8～15mm.b:夾具體是毛面，工件是光面，間隙取 4～10mm.B：足夠的強度和剛度目的是減小在加工過程中因受切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動。當(dāng)剛度不夠時，可增設(shè)加強筋或用框形結(jié)構(gòu)。若用加強筋，其壁厚取 0.7～0.9 倍壁厚，高度不大于壁厚 5 倍。C：良好的結(jié)構(gòu)工藝性以便于制造、裝配、并減少加工工時。如夾具體上大平面上要局部加工，可鑄出 3～5mm 凸臺；各加工表面，最好在同一平面內(nèi)或在同一回轉(zhuǎn)表面上，以便于7加工；盡量減少加工表面面積。另外，對于切削量大的工件所使用夾具，要注意應(yīng)能方便排屑，以免影響安裝精度；對于大而重的夾具體，要考慮起吊裝置，如吊環(huán)螺釘或起重螺栓。2 加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的作用題目所給的零件是動力輸出變速撥叉。它位于機床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 φ16 孔與操縱機構(gòu)相連，二下方叉口則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。2.2 零件的工藝分析零件的結(jié)構(gòu)的工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性。零件結(jié)構(gòu)工藝性審查如下所述：1、避免內(nèi)表面、內(nèi)凹面的加工，利于提高效率，保證精度。2、加工螺紋時應(yīng)留有退刀槽，或具有螺紋尾扣，以方便退刀。3、磨削時各表面間的過渡部分，應(yīng)留有越程槽。4、加工多聯(lián)齒輪或插鍵槽時應(yīng)留有空刀。5、將支承面改為臺階式，將加工面鑄出凸臺、保留精加工面的必要長度，以減少加工面，提高效率，保證精度。6、避免在斜面上鉆孔，避免鉆頭單刃切削，防止刀具損壞和孔中心偏斜。7、避免深孔加工，改善排屑和冷卻條件。8、刀具應(yīng)易于加工切削部位，避免采用接長鉆頭等非標(biāo)準(zhǔn)刀具。2.3 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會8造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：1）用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。2）當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。3）當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。5）有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。92.4 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。最終工藝方案如下：工序 01：金屬性澆鑄工序 02：正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力，正火硬度 180-229HRC工序 03：高頻淬火，淬火硬度不低于 50HRC，深度 1.2-2工序 04：銑 Φ16H9 前端面工序 05：銑 Φ16H9 后端面工序 06：鉆、鉸 Φ16H9 孔；倒角 1×45°工序 07：銑寬 14 槽工序 08：銑叉口兩端面工序 09：銑叉口內(nèi)側(cè)面；倒角 0.5×45°工序 10：鉆 Φ10H12 孔工序 11：鉆 Φ4 孔工序 12：去毛刺工序 13：檢驗至圖紙要求并入庫2.5 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差工件毛坯為鑄件，查相關(guān)資料知，采用金屬模機械砂型鑄造，鑄造精度等級IT8，加工余量等級 MA-G。1、Φ16H9 前端面的加工余量由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=2.0mm，再由零件圖知，表面粗糙度 Ra25，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 知，一步銑削即可滿足其精度要求。2、Φ16H9 后端面的加工余量由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查《機械制造工藝10設(shè)計簡明手冊》表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=2.0mm，再由零件圖知，表面粗糙度 Ra25，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 知，一步銑削即可滿足其精度要求。3、Φ16H9 孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，表面粗糙度Ra3.2，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.3-9 知，需經(jīng)鉆、鉸方可滿足其精度要求。首先鉆孔至 Φ15，后再鉸 Φ15 孔至 Φ16。4、寬 14 槽的加工余量因表面的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，表面粗糙度Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 知，一步銑削即可滿足其精度要求。5、叉口兩端面的加工余量由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=2.0mm，再由零件圖知，表面粗糙度 Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 知，一步銑削即可滿足其精度要求。6、叉口內(nèi)側(cè)面的加工余量由上述知，鑄造等級 IT8，加工余量等級 MA-G，查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.2-4 知，單邊加工余量 Z=2.0mm，再由零件圖知，表面粗糙度 Ra6.3，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 1.4-8 知，一步銑削即可滿足其精度要求。7、Φ10H12 孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，表面粗糙度Ra12.5，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.3-9 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。8、Φ4 孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，表面粗糙度Ra12.5，根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 2.3-9 知，一步鉆削即可滿足其精度要求。112.6 確定切削用量及基本工時工序 01：金屬性澆鑄工序 02：正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力，正火硬度 180-229HRC工序 03：高頻淬火，淬火硬度不低于 50HRC，深度 1.2-2工序 04：銑 Φ16H9 前端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d20?min/30v4?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 map0.2?2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù) X51 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/25.0mfz?in49310rdvns ????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝490wn/min/8.30120vw??當(dāng) ＝490r/min 時nrzfwm /49025.??按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf3）計算工時切削工時： ， ，l16?l0.2ml3?則機動工時為in17.i25.049321 ????fnltwm12工序 05：銑 Φ16H9 后端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金端面銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d20?min/30v4?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra25，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 map0.2?2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù) X51 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/25.0mfz?in49310rdvns ????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝490wn/min/8.30120vw??當(dāng) ＝490r/min 時nrzfwm /49025.??按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf3）計算工時切削工時： ， ，l361?l0.2ml3?則機動工時為in5.i125.04921 ????fnltwm工序 06：鉆、鉸 Φ16H9 孔；倒角 1×45°工步一：鉆孔至 Φ15選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）15?13由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）min/25v?531r/minin/15201rD???按機床選取 n=545r/minmi/7.041dnvw?切削工時： ， ，l351l52?l3則機動工時為 min29.0i128.0547321 ?????ifnlltwm工步二：鉸 Φ15 孔至 Φ16 孔選用 高速鋼錐柄鉸刀（《工藝》表 3.1－6）16?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 rmf/1.0?機（《切削》表 2.15）min/50v?995r/minin/16501rD???按機床選取 n=960r/minmi/3.48091dnvw?切削工時： ， ，l51l502?l3則機動工時為 min402.i1.096321 ?????ifnlltwm工步三：倒角 1×45°工序 07：銑寬 14 槽1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.7?d80?min/120v6?z142. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra63，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 map0.7?2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/25.0mfz?in478110rdvns ????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/min/4.190581vw??3）計算工時切削工時： ， ，l81l0.72?ml3則機動工時為in6.i125.047321 ?????fnltwm工序 08：銑叉口兩端面1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d80?min/120v6?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 map0.2?2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/25.0mfz?15min/47801210rdvns ????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wnin/4.190581vw??3）計算工時切削工時： ， ，ml7.31l0.2?ml3則機動工時為in6.i425.04721 ?????fnltwm工序 09：銑叉口內(nèi)側(cè)面；倒角 0.5×45°1、選擇刀具刀具選取硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map0.2?d80?min/120v6?z2. 決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工余量不大，且表面粗糙 Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀內(nèi)銑完， 則 map0.2?2）決定每次進(jìn)給量及切削速度根據(jù) X52K 型立式銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則齒/25.0mfz?in478110rdvns ????按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝475wn/min/4.190581vw??3）計算工時切削工時： ， ，l71l0.2?l3則機動工時為16min203.i25.047321 ????fnltwm工步二：倒角 0.5×45°工序 10：鉆 Φ10H12 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）10?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）min/8v?573r/minin/10810rD???按機床選取 n=545r/minmi/2.75410dnvw?切削工時： ， ，l31l0?l3則機動工時為 min295.0i128.0547321 ?????ifnlltwm工序 11：鉆 Φ4 孔選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）10?由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機（《切削》表 2.15）min/7v?557r/minin/4710rD???按機床選取 n=545r/minmi/9.6105dnvw?切削工時： ， ，l4l02?l3則機動工時為 min18.0i28.054321 ????ifnlltwm工序 12：去毛刺17工序 13：檢驗至圖紙要求并入庫3 專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計銑寬 14 槽的專用夾具。3.1 問題提出本夾具主要用來銑寬 14 槽，表面質(zhì)量 Ra6.3，精度要求不高。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度。3.2 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?；鶞?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)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。由零件圖和工藝過程得，選銑寬 14 槽的作為定位基準(zhǔn)。3.3 定位元件的設(shè)計選擇已加工好的 Φ16H9 后端面、叉口內(nèi)側(cè)面和 Φ16H9 孔及工件一側(cè)來定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是定位銷和調(diào)節(jié)支承及 A 型固定式定位銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對定位銷和調(diào)節(jié)支承及 A 型固定式定位銷，夾緊則是在定位銷的螺桿上用螺母進(jìn)行夾緊來完成。1、Φ16H9 后端面與定位銷相配合，限制三個自由度，即 X 軸移動、Y 軸轉(zhuǎn)動和 Z 軸轉(zhuǎn)動。2、Φ16H9 孔與定位銷相配合，限制兩個自由度，即 Y 軸移動和 Z 軸移動。3、叉口內(nèi)側(cè)面與 A 型固定式定位銷相配合，限制一個自由度，即 X 軸轉(zhuǎn)動。184、工件一側(cè)與調(diào)節(jié)支承相配合，起到一個浮動支承的作用工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計合理。3.4 定位誤差分析1、 基準(zhǔn)位移誤差 Y?由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用 表示。Y?工件以 Φ16H9 后端面和 Φ16H9 孔及工件一側(cè)來定位，銑叉口內(nèi)側(cè)面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算)(21minaxminaxYdD????式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm——孔的最大直徑，mmmaxD——軸的最小直徑，mmind=0.017mmm15.984-0.62)(21minaxY ）（?????2、基準(zhǔn)不重合誤差 B加工尺寸 h 的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用 表示。基準(zhǔn)不重合誤差為 =B?B?d?21式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mmB?——工件的最大外圓面積直徑公差，mmd?=Bm09.18.021???193.5 切削力的計算與夾緊力分析查表 4 得切削力計算公式： ppf Kfa7.031F?式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(??p=736MPa, 即 = =1547N?1p pf Kfa7.013F117.03.?所需夾緊力，查表 5 得， ，安全系數(shù) K=Wk 654320K式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：60~KK= =1.872，當(dāng)計算 K2.5 時，取 K=2.50.13.121??孔軸部分由 M6 螺母鎖緊，查表得夾緊力為 12360N= =30900NWK?k5.60由上計算得 》 ，因此采用該夾緊機構(gòu)工作是可靠的。kfF3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(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。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇在定位銷的螺桿上用螺母進(jìn)行夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。20結(jié)束語本設(shè)計中是對動力輸出變速撥叉加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決。通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。21謝 辭這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。22參 考 文 獻(xiàn)[1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1．[2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1．[3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．[4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000．[5] 徐鴻本．機床夾具設(shè)計手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10．[6] 都克勤．機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4．[7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5．[8] 馮 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