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1、
提供各專業(yè)全套設(shè)計(jì)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)
說明書
題目： 撥叉-3 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程
（銑撥叉口兩端面）
系 名 機(jī)械工程系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制作及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào)
姓 名
指導(dǎo)教師
2014年 9月 11日
設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)題目： 撥叉 零件批量生產(chǎn)機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)及
2、撥叉-3 撥叉口兩端面 夾具設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：
1. 制定 撥叉-3 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制機(jī)械加工工藝過程卡片，選擇所用機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具；
2. 對(duì)所制定的工藝進(jìn)行必要的分析論證和計(jì)算；
3. 確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；
4. 確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求；
5. 對(duì)兩道主要工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)，編制機(jī)械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量；
6．設(shè)計(jì) 撥叉-3 撥叉口兩端面 夾具，繪制夾具裝配圖；
7．對(duì) 同學(xué)的設(shè)計(jì)進(jìn)行校對(duì)；
8．編寫設(shè)計(jì)說明書。
車間設(shè)備（與設(shè)計(jì)有關(guān)的設(shè)備）：
普通車床C6125，CM
3、6125，C6132，C6140；數(shù)控車床CK6125，CK6132，CK6140；立式銑床X51K，X52K；臥式銑床X61W，X62W；工具銑床X8120；立式鉆床Z5125；臺(tái)式鉆床Z4115；外圓磨床MG1416，MG1432；內(nèi)圓磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；臥式鏜床T6150；鋸床G605
設(shè)計(jì)小組：組長：
成員：
指導(dǎo)教師簽字
年 月 日
成績：
工作態(tài)度
（滿分20）
設(shè)計(jì)質(zhì)量
（滿分60）
答辯
（滿分10）
校對(duì)質(zhì)量
4、
（滿分10）
總評(píng)
摘 要
本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專門設(shè)計(jì)夾具：銑床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。
本設(shè)計(jì)銑床夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于撥叉零件撥叉口兩端面工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從
5、而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。因此，對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)新式的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來。
全套圖紙，加153893706
關(guān)鍵詞：銑床夾具；設(shè)計(jì)；高效
目 錄
第一章 零件分析 …………………………………………… 1
1.1 零件圖……………………………………………………… 1
1.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)……………………
6、……………………… 2
1.3 零件毛坯及生產(chǎn)綱領(lǐng)……………………………………… 2
1.4 零件各加工表面及技術(shù)要求……………………………… 2
1.5 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………… 2
1.6 擬定機(jī)械加工工藝路線…………………………………… 3
第二章 工藝規(guī)劃設(shè)計(jì) ……………………………………… 3
2.1 毛坯的確定及尺寸公差…………………………………… 4
2.2 撥叉總余量確定…………………………………………… 4
2.3 機(jī)床及刀具的選擇………………………………………… 4
2.4 工序參數(shù)的計(jì)算………
7、…………………………………… 4
第三章 夾具設(shè)計(jì) …………………………………………… 6
3.1 設(shè)計(jì)專用夾具零件圖……………………………………… 6
3.2 夾具的用途和原理………………………………………… 6
3.3 定位方式的選擇…………………………………………… 6
3.4 加緊方式…………………………………………………… 7
3.5 夾具體……………………………………………………… 7
3.6 銑削力和夾緊力計(jì)算……………………………………… 7
3.7 定位鍵的選擇……………………………………………… 8
3.8 定位誤差分析…
8、…………………………………………… 8
3.9 夾具操作的簡要說明……………………………………… 8
第四章 校驗(yàn) ………………………………………………… 9
第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) ……………………………………………10
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………11
附錄 ……………………………………………………………11
1
天津大學(xué)仁愛學(xué)院機(jī)械工程系2011級(jí)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)
第一章 零件分析及工藝規(guī)劃
1.1 零件圖
圖1
9、-1 撥叉-3二維圖
圖1-2 撥叉-3三維圖
1.2 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
該零件是車床的撥叉，它位于車床主運(yùn)動(dòng)變速機(jī)構(gòu)中，撥動(dòng)滑移齒輪移動(dòng)，使主軸獲得不同速度，撥叉的Φ20H7孔與操作機(jī)構(gòu)的軸相連，叉腳的Φ60mm圓弧與叉頭兩端面是與所撥動(dòng)滑移齒輪的槽接觸，通過操作機(jī)構(gòu)的力撥動(dòng)下方滑移齒輪移動(dòng)到不同的嚙合位置，實(shí)現(xiàn)變速。
1.3 零件毛坯與生產(chǎn)綱領(lǐng)
零件材料為QT400-18，大批生產(chǎn)，撥叉的輪廓尺寸不大，且有較多不需要切削加工的表面，所以毛坯選用金屬模砂型機(jī)器制造型鑄造成形。
查表得總體毛坯
10、余量為單邊1.7mm。
1.4 零件各加工表面及技術(shù)要求
表1-1各加工表面及技術(shù)要求
序號(hào)
加工表面
基本尺寸（mm）
公差等級(jí)（mm）
尺寸公差（mm）
位置公差（mm）
表面粗糙度（）
1
撥叉頭左右端 面
40
未注公差
——
——
3.2
2
撥叉口左右端面
20
IT10
0
-0.1
0.1
3.2
3
撥叉口內(nèi)表面
Φ60
IT13
+0.6
+0.1
——
3.2
4
撥叉腳底面
2
IT12
0
-0.1
——
3.2
5
Φ20內(nèi)孔
Φ20
11、
IT7
+0.021
0
——
1.6
6
Φ8內(nèi)孔
Φ8
未注公差
——
——
——
1.5定位基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則,以撥叉頭的外圓及端面為粗基準(zhǔn)，以φ20H7孔及其端面為精基準(zhǔn)。
1.6擬定機(jī)械加工工藝路線
根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)，得到各表面的加工方案，根據(jù)加工順序的安排原則，制定如下加工方案：
表1-2加工方案
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
01
鑄造
兩件合鑄
02
熱處理
退火
03
粗銑撥叉頭左端面
粗銑撥叉頭左端面
銑床
12、04
粗銑撥叉頭右端面
粗銑撥叉頭右端面
05
半精銑撥叉頭左端面
精銑撥叉頭左端面
06
半精銑撥叉頭右端面
精銑撥叉頭右端面
07
鉆，擴(kuò)，鉸孔
Φ20內(nèi)孔
鉆床
08
粗車撥叉口
粗車撥叉口Φ60內(nèi)圓面
銑床
09
半精車撥叉口
半精車撥叉口Φ60內(nèi)圓面
10
銑斷
將合鑄件從中間銑斷
10
粗銑撥叉口左右端面
11
半精銑撥叉口左右端面
13
精銑撥叉腳底面
精銑撥叉腳底面
14
鉆，擴(kuò)，鉸孔
撥叉頭Φ8通孔
鉆床
15
去毛刺
16
中檢
17
校正撥叉腳
1
13、8
清洗
19
終檢
20
入庫
工藝過程卡見附錄
第2章 工序設(shè)計(jì)
2.1毛坯的確定及尺寸公差
毛坯材料QT400—18，為球墨鑄鐵，零件批量生產(chǎn)。查表毛坯鑄件公差等級(jí)8—12級(jí)，選擇10級(jí)，對(duì)應(yīng)尺寸公差2.8
2.2撥叉總余量的確定
因?yàn)閾懿妗?最大尺寸位于63mm—100mm范圍內(nèi)，且球墨鑄鐵機(jī)器造型加工余量等級(jí)為E—G，選擇F。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-3及表2-4計(jì)算得總加工余量為1.8mm。
2.3機(jī)床及刀具的選擇
根據(jù)毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)I
14、T12，選用臥式銑床X61W，根據(jù)所加工兩端面，選用高速套式面銑刀。
2.4工序參數(shù)的計(jì)算
2.4.1 背吃刀量的確定
根據(jù)查表得粗銑加工余量為1mm，即粗銑背吃刀量為1mm且總加工余量為1.8mm，所以半精銑加工余量為0.8mm，即半精銑背吃刀量為0.8mm。
2.4.2 進(jìn)給量的選擇
根據(jù)加工方法和機(jī)床選擇以及刀具參數(shù)，查表5-9和表4-19選擇粗車進(jìn)給量f=0.2mm/r
2.4.3 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速
根據(jù)
，查表5-9，選v=40m/min,
算得n=159r/min，查表4-19取n=160r/min
2.4.4 銑削速度的計(jì)算
15、 根據(jù)上式公式得v=40.2m/min。
2.4.5 時(shí)間定額的確定
根據(jù)
t=tj+tf+tb+tx,
tj=1+l1+l2,
根據(jù)零件尺寸得l=36mm，l2取1mm，n=160r/min。算得tj=12s。
因?yàn)閠f選取等于0.15倍的tj,故tf=1.8s。且tx+tb,取0.06(tj+tf),
求得tx+tb=0.324s，故t =14.6s
第三章 夾具設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)專用夾具零件圖
16、圖3-1夾具二維圖
3.2夾具的用途和原理
3.2.1 夾具的用途
該夾具是銑撥叉口兩端面夾具，用來大批量生產(chǎn)時(shí)加工撥叉口厚度20mm。
3.2.2 工作原理
鑄造一個(gè)夾具體，圓柱心軸于夾具體過盈配合，采用偏心壓板進(jìn)行夾緊，實(shí)現(xiàn)加工撥叉口兩端面。
3.3 定位方式的選擇
本工序是工序10，粗銑撥叉口兩端面，所以采用撥叉頭左端面1點(diǎn)定位，Φ20孔4點(diǎn)定位，以及兩撥叉腳1點(diǎn)定位，限制6個(gè)自由度，完全定位。
3.4夾緊裝置
根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運(yùn)用手動(dòng)壓緊即可滿足要求，如圖3-1所示，扳動(dòng)手柄即可實(shí)現(xiàn)加緊。
3.5 夾具體
夾具體屬于一體鑄造，其作
17、用將各定位夾緊元件有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)定位、夾緊、的作用。
3.6 銑削力和夾緊力的計(jì)算
刀具：高速鋼套式面銑刀(見《切削手冊(cè)》表3.28)
其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0， d0=40，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=12
∴F=54.54.50.90.180.742812/(402550)≈166.1(N)
水平分力：FH=1.1F實(shí)≈182.7(N)
垂直分力：FV=0.3F實(shí)≈49.8(N)
在計(jì)算銑削力時(shí)，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù):K=K1K2K3K
18、4。（查表 9.4—8 ）
其中：K1=1.5K2=1.1K3=1.1K4=1.1
∴F／=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8(N)
實(shí)際加緊力為F加=KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6(N)
其中U1和U2為夾具定位面和加緊面上的摩擦系數(shù)，U1=U2=0.025
圓偏心在任一夾緊位置等效于一直線楔，所以夾緊力計(jì)算與斜楔夾緊相似。
又從斜楔夾緊力計(jì)算公式知，角越大，產(chǎn)生的夾緊力越小，所以當(dāng)α→ɑ maxa時(shí)，夾緊力最?。?FW)min=2FQL/D〔tg（maxa+2j）+tg1j〕
(FW)min——最小夾緊力(N)；
19、
FQ——原始作用力(N)
L——手柄至偏心的距離(mm)；
1圓偏心與工件的摩擦角()；
2圓偏心與轉(zhuǎn)軸的摩擦角()；
D——圓偏心輪直徑(mm)；
代入式中求出(FW)min=2160.1(N)>729.6(N)
計(jì)算結(jié)果符合夾緊力要求，故本夾具可安全工作。
心軸取材料為Q235
查表得Q235的許用彎曲應(yīng)力為：158Mpa
彎曲應(yīng)力=M/Wz=32FL/3.14d3=99.4320.028/[3.14(0.022)2]=2.67Mpa
遠(yuǎn)小于許用彎曲應(yīng)力158Mpa
3.7 定位鍵的選擇
根據(jù)X61臥式銑床工作臺(tái)T形槽寬B=14mm。選擇定位鍵規(guī)格為B14h
20、6 JB/T8016-1999。
3.8定位誤差分析
由于左端面是靠著夾具體上的，在誤差允許的情況下，肯定會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差，所以應(yīng)該盡量底面與垂直面提高垂直度，以減小誤差。
3.9夾具操作的簡要說明
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)采用開口墊圈，以便裝卸。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。
第四章 校對(duì)說明
本人對(duì)許超同學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的校對(duì)，指出其中的不當(dāng)之
21、處，并讓其改正之處有：
1.固定手柄壓緊螺釘應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸去畫。
2.粗實(shí)線和細(xì)實(shí)線應(yīng)明顯區(qū)分開
3.字號(hào)應(yīng)該按照國標(biāo)去設(shè)置
4.部分剖面圖過于雜亂或不完整
第五章 自我總結(jié)
在經(jīng)過三周的設(shè)計(jì)之后，使我們了解到了有關(guān)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的一些知識(shí)，切身地體會(huì)到了從毛坯到成品的一個(gè)工藝設(shè)計(jì)過程，從而對(duì)于本課程有一個(gè)較為清晰的輪廓印象，以及我們小組之間一起討論研究，得出結(jié)論的過程，都是
22、非常難得的，更是加深了同學(xué)之間的友誼。
課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．
通過這次夾具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次夾具設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次輸出軸夾具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了輸出軸夾具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握輸出軸夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握輸出軸夾具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂
23、得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了夾具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。
在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己單獨(dú)設(shè)計(jì)夾具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。
在此感謝我們的老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣.這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。
同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。
由于本人的設(shè)計(jì)能力有
24、限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬分感謝。
參考文獻(xiàn)
[1]鄒青主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
[2]張世昌，李旦.高航主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007.
[3]劉長青主編.機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.
[4]崇凱主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006
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[6]徐海枝主編.機(jī)械加工工藝編制[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.
[7]李洪主編.機(jī)械加工藝手冊(cè)[M].北京：北京出版社，1990.
附錄：
1.工藝過程卡
2.工序卡
3.夾具裝配圖
12
機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)撥叉3零件加工工藝及銑撥叉口兩端面夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】
