工藝夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)-傘形撥叉的工藝過程設(shè)計(jì)及專用銑床夾具設(shè)計(jì)

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撥叉的工藝過程設(shè)計(jì)及專用銑床夾具設(shè)計(jì) ——機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)  目錄 一、 撥叉的分析 2 1.撥叉的用途 2 2.撥叉的技術(shù)要求 2 3.撥叉的工藝性 2 4.撥叉的生產(chǎn)類型 2 二、 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2 1.選擇毛坯 2 2.確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量 3 3.毛坯鍛件圖 3 三、 擬定工藝路線 3 1.定位基準(zhǔn)的選擇 4 2.各表面的加工方案 4 3.確定工藝路線 4 四、 計(jì)算加工余量、切削用量和時(shí)間定額 5 工序05——粗銑撥叉叉爪內(nèi)側(cè)面 5 1.確定加工余量 4 2.確定切削用量 5 3.計(jì)算時(shí)間定額 5 五、 專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 5 1. 確定定位元件 5 2. 確定對(duì)刀裝置 5 3. 確定夾緊機(jī)構(gòu) 6 4. 確定定位鍵 6 5. 繪制裝配圖 6 6. 標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 7 六、 專用銑床夾具裝配圖 一、 撥叉的分析 1.撥叉的用途 撥叉零件用在機(jī)器變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。撥叉通過φ30孔安裝在變速叉軸上，銷釘經(jīng)撥叉上φ9孔與變速叉軸連接作軸向固定，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，就能通過帶動(dòng)撥叉來使雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)改變檔位，從而改變轉(zhuǎn)速。 撥叉在換當(dāng)時(shí)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、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。撥叉的主要工作表面是撥叉腳兩端面，變速叉軸孔φ30H7和鎖銷孔φ8H7，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)保證此處精度。 2.撥叉的技術(shù)要求 加工表面 基本尺寸 偏差 精度等級(jí) 表面粗糙度Ra 形位公差 上偏差 下偏差 撥叉頭左/右面 70 0 -0.19 IT11 Ra6.3/12.5 ↗0.15 撥叉腳兩端面 36 0 -0.15 IT9 Ra3.2 撥叉爪內(nèi)側(cè)面 R68 +0.46 0 IT13 Ra12.5 螺紋孔臺(tái)階面 30 ±0.17 IT13 Ra12.5 φ30通孔 φ30 +0.033 0 IT8 Ra3.2 螺紋孔M16 M16 6H Ra3.2 φ9錐銷孔 φ9 +0.015 0 IT7 Ra1.6 3.撥叉的工藝性 分析撥叉零件圖可知，撥叉頭兩端面和撥叉腳兩端面在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積也提高了換擋時(shí)撥叉腳面的接觸剛度。 而且該零件除了主要工作表面（撥叉腳兩端面、φ30孔、φ9錐銷孔）外，其余表面加工精度的都較低，通過一次粗加工或者粗加工之后半精加工即可達(dá)到加工要求。而主要工作表面雖然精度較高，但也可以是在正常生產(chǎn)條件下保證質(zhì)量的加工出來。 由此可見，零件的加工工藝性良好。 4.撥叉的生產(chǎn)類型 Q=3000臺(tái)/年，m=1件/臺(tái)；結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，被頻率a%和廢品率b%分別取3%和5%。代入公式計(jì)算。 N=Qm(1+a%)(1+b%)=10815 根據(jù)質(zhì)量查表，屬于大量生產(chǎn)類型。 二、確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 1.選擇毛坯 由于撥叉在換當(dāng)時(shí)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、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。所以撥叉零件材料選為45號(hào)鋼鍛造，因?yàn)閾懿娴妮喞叽绮淮?，宜選用普通模鍛方法制毛坯。毛坯的起模斜度為5°，模鍛成型后切邊，調(diào)質(zhì)熱處理，硬度≤229HBW。 2.確定毛坯的尺寸和機(jī)械加工余量 鍛件質(zhì)量/kg 包容體質(zhì)量/kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級(jí) 2.68 9.63 0.278 M1 普通級(jí) 毛坯尺寸/mm 機(jī)械加工總余量 公差（上偏差） 公差（下偏差） 毛坯基本尺寸 高度70 2.2（雙邊余量） +1.5 -0.7 74 高度36 2.2（雙邊余量） +1.5 -0.7 40 φ30孔 2.5 +1.5 -0.5 φ25 R68表面 2 +1.9 -0.6 R70 中心距218 ±0.2 218 3.毛坯鍛件圖  三、擬定工藝路線 1.定位基準(zhǔn)的選擇 （1）精基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于撥叉頭和撥叉腳的兩端面，根據(jù)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選左側(cè)同高的面為精基準(zhǔn)定位。 對(duì)于φ30孔，因?yàn)橐笃淇字行呐c撥叉爪內(nèi)側(cè)面的圓心之間的中心距在定的尺寸公差范圍內(nèi)，而其他外表面均為粗基準(zhǔn)，所以根據(jù)自為基準(zhǔn)原則，以預(yù)鍛出的孔自身為精基準(zhǔn)。 撥叉爪內(nèi)側(cè)面以φ30孔為精基準(zhǔn)定 （2）粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或者其他表面缺陷，如φ30孔的外圓表面。而且零件的粗基準(zhǔn)應(yīng)保證非加工表面相對(duì)于加工表面具有一定的位置精度原則，故選取φ30孔的外圓表面作為粗基準(zhǔn)。 2.各表面的加工方案 加工表面 加工經(jīng)濟(jì)精度 表面粗糙度Ra 加工方案 撥叉頭左右端面 IT11 6.3 粗銑—半精銑 撥叉腳左右端面 IT9 3.2 粗銑—精銑 撥叉叉爪內(nèi)側(cè)面 IT13 12.5 粗銑 螺紋孔臺(tái)階面 IT13 12.5 粗銑 φ30通孔 IT8 3.2 粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸 螺紋孔M16 6H 3.2 鉆—攻螺紋 φ9錐銷孔 IT7 1.6 鉆—粗鉸—精鉸 3.確定工藝路線 序號(hào) 工序名稱 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 粗銑撥叉頭右端面 X51 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 2 粗銑撥叉投左端面 粗銑撥叉腳左端面 X51 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 3 粗銑撥叉腳右端面 X51 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 4 粗?jǐn)U、精擴(kuò)、鉸φ30孔 搖臂鉆床 Z535 錐柄擴(kuò)孔鉆 錐柄錐面锪鉆 錐柄機(jī)用鉸刀 游標(biāo)卡尺 內(nèi)徑千分尺 5 去毛刺 鉗工臺(tái) 手錘 6 粗銑撥叉叉爪內(nèi)側(cè)面 X51 高速鋼圓柱銑刀 卡規(guī) 7 粗銑撥叉頭端平面 X51 硬質(zhì)合金立銑刀 8 中檢 塞規(guī)、卡尺等 9 半精銑撥叉頭左側(cè)面 X51 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 10 精銑撥叉腳左側(cè)面 X51 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 11 精銑撥叉腳右側(cè)面 鑲齒套式面銑刀 游標(biāo)卡尺 12 鉆左右φ9錐銷孔 搖臂鉆床 Z535 硬質(zhì)合金直柄麻花鉆 硬質(zhì)合金直柄鉸刀 專用量具 13 鉆孔、倒角、攻螺紋M16 Z535 麻花鉆、機(jī)用絲錐 卡尺、螺紋塞尺 14 去毛刺 鉗工臺(tái) 平銼 15 淬火撥叉腳 淬火機(jī)等 16 校直 鉗工臺(tái) 手錘 17 清洗 清洗機(jī) 18 終檢 塞規(guī)、卡尺等 四、計(jì)算加工余量、切削用量和時(shí)間定額 1.確定加工余量 由于撥叉叉爪內(nèi)側(cè)面的要求加工精度和粗糙度都不高，僅一步粗銑即能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所以只需一個(gè)工步即可。而加工R68的側(cè)面，如果用定尺寸刀具加工，即可直接保證尺寸以及形位公差要求。所以，這一個(gè)工步的加工余量等于鍛件的總機(jī)械加工余量2mm。 2.確定切削用量 因?yàn)榧庸し绞竭x用立式銑床上圓柱銑刀銑削，所以背吃刀量=36mm，切削深度=2mm。而立式銑床X51的功率P=4.5kW，根據(jù)機(jī)床功率、背吃刀量、切削深度和刀具尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表選擇單齒進(jìn)給量=0.12。繼續(xù)查表得刀具壽命T=120min，v=27m/min。 n=1000v/(πd)=63.2r/min，以此計(jì)算數(shù)值去貼近X51機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速，取n=65r/min。 即v=27.76m/min f=zn=78，貼近X51的水平進(jìn)給量，取f=80，即=f/zn=0.123mm/z 即切削用量：=36mm =2mm =0.123mm/z n=65r/min v=27.76m/min 3.計(jì)算時(shí)間定額 基本時(shí)間=（L+）i/f L=2，=3~5=5，i=2，f=78 即=10.5 s 輔助時(shí)間=0.15=1.575 s 布置工作地時(shí)間=3%*(+) 休息和生理需要時(shí)間=3%*(+) 準(zhǔn)備與中介時(shí)間/m=4%*((+) 則單件定額時(shí)間=+/m=13.285 s 五、夾具裝配圖的繪制 1.確定定位元件 根據(jù)工序見圖確定定位基準(zhǔn)，選用平面銷加上可調(diào)支撐的定位方式。其中兩支撐板組成一個(gè)支撐面，限制了三個(gè)自由度，短銷限制兩個(gè)自由度，可調(diào)支撐作用于粗基準(zhǔn)面，限制一個(gè)自由度。 其中，定位孔與定位銷的配合尺寸選φ30H7/f7。 2.確定對(duì)刀裝置 加工撥叉腳內(nèi)側(cè)面只需要在一個(gè)方向上確定刀具的加工位置。在內(nèi)側(cè)面的高度方向上不需要確定刀具位置，因?yàn)榈毒邥?huì)在上下兩個(gè)方向上大于撥叉尺寸，而在中心距方向上靠機(jī)床的行程開關(guān)控制。故對(duì)刀塊選取平面對(duì)刀塊，塞尺厚度去2mm。 3.確定夾緊機(jī)構(gòu) 采用雙鉤形壓板同時(shí)加緊撥叉腳。 4.確定定位鍵 銑床夾具采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定位鍵，使其固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。由于選用的是立式銑床X51，可知T型槽槽寬為14mm，槽中心距為50mm。為保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺(tái)T型槽的寬度匹配，查表確定采用基本尺寸為14的A型定位鍵。 5.繪制裝配圖 通過夾具體把夾具的各個(gè)組成部分連接起來，并根據(jù)設(shè)計(jì)的夾具選擇正確的視圖表達(dá)方式。左耳結(jié)構(gòu)需要選定機(jī)床和定位鍵相匹配，查表繪制。 6.標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 1）對(duì)刀塊的位置尺寸 對(duì)刀塊工作表面到工作元件定位表面的基本尺寸為：塞尺的厚度2mm和圓柱銑刀的半徑68mm。 則基本尺寸L=2+68=70mm 本道工序只通過粗銑即可達(dá)到加工要求，可知該尺寸的精度等級(jí)為IT13 查表可得公差T=0.46mm 其公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3，又由于中心距尺寸為自由公差 即尺寸L的公差為±(T/2)/3 即±0.077 2）定位銷與可調(diào)支撐的位置尺寸 定位銷與可調(diào)支撐的位置基本尺寸應(yīng)為零件的設(shè)計(jì)尺寸，B=23mm。 零件的該表面為未加工表面，其公差應(yīng)為上偏差+1.5，下偏差-0.7。 定位元件的公差值應(yīng)取零件公差的1/3，并按對(duì)稱標(biāo)注。 即公差為±0.37。 3）形位公差確定 查表可確定： 對(duì)刀塊工作面相對(duì)于夾具體底面以及定位鍵側(cè)面的垂直度為0.03 定位銷中心線對(duì)于夾具體底面的垂直度是φ0.02，對(duì)定位鍵側(cè)面的平行度是0.02 支撐板工作面相對(duì)于夾具體底面的平行度是0.02，對(duì)定位鍵側(cè)面的垂直度是0.02 4）關(guān)鍵件的配合尺寸分別為： 定位銷與夾具體：φ30H7/h6 定位鍵與夾具體：18 H7/h6 六、專用銑床夾具裝配圖