K41-撥叉零件加工工藝規(guī)程及鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì)

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機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 題目：撥叉的工藝規(guī)程及鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)題目　　 撥叉的工藝規(guī)程及鉆M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)） 三、上交材料 1．繪制零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3．編制機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1套 4．編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計(jì)夾具對應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套 5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張 6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張 7．編寫課程設(shè)計(jì)說明書（約5000-8000字）。 1份 四、進(jìn)度安排 本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。 1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。 2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。 3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。 4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。 5．第14～15天，零件圖的繪制。 6．第16～18天，整理并完成設(shè)計(jì)說明書的編寫。 7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。 8．第20～21天，答辯 五、指導(dǎo)教師評語 該同學(xué)在課程設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線 夾具設(shè)計(jì)方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合 評定其成績?yōu)? 。 成 績： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘 要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測量等多方面的知識。 撥叉加工工藝規(guī)程及其鉆孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 Abstract This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 錄 一. 零件分析 ……………………………………………………1 1.1 零件作用 ………………………………………………1 1.2零件的工藝分析 ………………………………………… 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)…………………………………………………2 2.1確定毛坯的制造形式 …………………………………2 2.2基面的選擇………………………………………………3 2.3制定工藝路線 ……………………………………………4 2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………4 2.5確定切削用量及基本工時………………………………5 三 夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………9 3.1問題的提出………………………………………………9 3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………9 3.3切削力及夾緊力計(jì)算……………………………………9 3.4定位誤差分析……………………………………………10 3.5夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明………………………………10 總 結(jié)………………………………………………………………13 致 謝………………………………………………………………14 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………15 一、 零件的分析 1.1 零件的作用 ?題目所給的零件是車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)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φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50半孔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。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： 2.2.1小頭孔以及與此孔相通的的螺紋孔 2.2.2大頭半圓孔Ф50 2.2.3撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm。 ? ? ? ?由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 ? ?已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》（后稱《指導(dǎo)手冊》）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。 2.2 基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則 （即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。 我們采用Φ40端面和外圓 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一 工序Ⅰ：鑄造。 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑左端各個端面 工序Ⅳ：銑右端各個端面? 工序Ⅴ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ25孔 工序Ⅵ：銑M8端面 工序Ⅶ：鉆M8螺紋孔 工序Ⅷ：車R25內(nèi)圓 工序Ⅸ：去毛刺 工序X：終檢，入庫。 方案二 工序Ⅰ：鑄造。 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑左端各個端面 工序Ⅳ：銑右端各個端面? 工序Ⅴ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ25孔 工序Ⅵ：車R25內(nèi)圓 工序Ⅶ：銑M8端面 工序Ⅷ：鉆M8螺紋孔 工序Ⅸ：去毛刺 工序X：終檢，入庫。 方案一和方案二的區(qū)別在于，方案一我們加工Φ25孔端面及孔后，然后加工R25內(nèi)圓，這樣我們可以以加工好的Φ25孔和R25內(nèi)圓作為定位基準(zhǔn)，加工其余的面和孔。這樣就為后續(xù)的加工提供了基準(zhǔn)，保證了加工的質(zhì)量。 具體的加工路線如下 工序Ⅰ：鑄造。 工序Ⅱ：時效處理 工序Ⅲ：銑左端各個端面 工序Ⅳ：銑右端各個端面? 工序Ⅴ：鉆，擴(kuò)，鉸Φ25孔 工序Ⅵ：車R25內(nèi)圓 工序Ⅶ：銑M8端面 工序Ⅷ：鉆M8螺紋孔 工序Ⅸ：去毛刺 工序X：終檢，入庫。 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. ?25mm的孔 鉆孔Φ24 擴(kuò)孔： ?24.8mm 鉸孔：Φ25 2. 叉口側(cè)面 銑： 2Z=3mm 2.5 確定切削用量及基本工時 工序III：鉆，擴(kuò)，絞φ25孔 工步一鉆孔至φ24 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工Φ24孔時屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機(jī)床說明書，取，故實(shí)際切削速度為 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步二：擴(kuò)孔 利用鉆頭將孔擴(kuò)大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機(jī)床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實(shí)際切削速度為 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工步3：鉸孔 根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻(xiàn)Ⅴ表4.2-2，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，，實(shí)際切削速度。 切削工時：，，，則機(jī)動工時為 工序：鉆M8螺紋孔 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） 按機(jī)床選取 基本工時： min 攻螺紋M8mm： 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機(jī)床選取 基本工時： 三、 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)鉆M8螺紋孔的鉆床夾具。 3.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆M8螺紋孔，精度要求不高，我們需要鉆，螺紋底孔和攻絲兩個工步加工來完成，為此我們主要考慮提高加工效率和保證加工質(zhì)量上。 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(jì)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(qiáng)度，提高加工精度。我們采用Φ40端面和Φ25孔作為定位基準(zhǔn)，采用心軸和削邊銷定位，端面限制3個自由度，心軸限制2個自由度，削邊銷限制1個自由度，這樣空間的六個自由度就限制完全了，同時采用開口墊圈壓緊工件即可滿足要求。 3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2） 鉆削力矩 式（5-3） 式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 3.4 定位誤差分析 (1)移動時基準(zhǔn)位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉(zhuǎn)角誤差 （式5-6） 式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差 ———— 圓柱銷孔的最小偏差 ———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 削邊銷孔的最大偏差 ———— 削邊銷孔的最小偏差 ———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 經(jīng)檢驗(yàn)合格 3.5 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)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(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了開口墊圈夾緊方式。因?yàn)殂@削力和夾緊力方向相同，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 13 頁 共 20 頁 機(jī)械加工工藝卡片 工件名稱 撥叉 工序號 零件名稱 撥叉 零件號 零件重量 同時加工件數(shù) 1 材料 毛坯 牌號 硬度 型號 重量 鋼板 鑄件 設(shè)備 夾具 輔助工具 名稱 型號 專用夾具 立式鉆床 Z525 安裝 工步 安裝及工步說明 刀具 量具 走刀長度mm 走刀次數(shù) 背吃刀量mm 進(jìn)給量mm/r 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 基本工 時min 1 鉆M8螺紋孔至Φ7.94~7.98mm 麻花鉆，絲錐 游標(biāo)卡尺 10 1 2 0.25 375 16.8 1.52 2 絞M8螺紋孔 至Φ8mm 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 游標(biāo)卡尺 10 1 2 0.25 375 16.8 1.52 設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)老師 劉宏梅 共 1 頁 1 頁 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 撥叉 零件名稱 撥叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 精鑄件 毛坯外形尺寸 92.5*40 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工序號 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 Ⅰ 鑄造 Ⅱ 時效處理 Ⅲ 銑左端各個端面 立式銑床X51 高速鋼端銑刀 Ⅳ 銑右端各個端面 立式銑床X51 高速鋼端銑刀 Ⅴ 鉆，擴(kuò)，鉸Φ25孔 立式鉆床Z525 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀 Ⅵ 銑M8端面 立式銑床X51 高速鋼端銑刀 VII 鉆M8螺紋孔 立式鉆床Z525 麻花鉆，絲錐 VIII 車R25內(nèi)圓 臥式車床CA614 內(nèi)圓車刀 IX 質(zhì)檢 X 入庫 設(shè)計(jì) （日期） 審核 （日期） 標(biāo)準(zhǔn)化 （日期） 會簽 （日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期