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一、序言 - 2 -
二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 - 2 -
1 零件的作用 - 2 -
2 零件的工藝分析 - 2 -
3 零件的生產(chǎn)類(lèi)型 - 3 -
三、毛坯的選擇與設(shè)計(jì) - 4 -
1 選擇毛坯 - 4 -
2 確定機(jī)械加工余量 - 4 -
3 設(shè)計(jì)毛坯圖 - 5 -
四、加工方法和工藝路線(xiàn)的設(shè)計(jì) - 6 -
1 定位基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
（2）精基準(zhǔn)的選擇 - 7 -
2 零件表面加工方法的選擇 - 7 -
3 制訂工藝路線(xiàn) - 8 -
五、工序設(shè)計(jì) - 10 -
1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 - 10 -
（1）選擇機(jī)床 - 10 -
（3）選擇量具 - 11 -
2 確定工序尺寸 - 11 -
（1）φ24端面加工余量 - 11 -
（2）鉆13、擴(kuò)14H9孔 - 12 -
（3）面加工余量 - 12 -
（3）鉆孔 - 13 -
六、確定切削用量及基本時(shí)間 - 13 -
1工序3 - 13 -
2 工序4 - 14 -
2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。 - 14 -
2.2確定擴(kuò)φ14H9孔的切削用量。 - 14 -
2.3基本時(shí)間 - 14 -
3工序6 - 15 -
3.1確定銑開(kāi)擋底面圓柱面R15的切削用量 - 15 -
3.2 確定銑開(kāi)擋底面圓柱面R19的切削用量 - 15 -
3.3確定開(kāi)擋腳面的切削用量 - 16 -
4工序7 - 16 -
5 、工序8 - 17 -
七、夾具設(shè)計(jì) - 17 -
八、設(shè)計(jì)小結(jié) - 18 -
九、參考資料 - 19 -
- 19 -
一、序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)和大部分專(zhuān)業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，在老師和同學(xué)的幫助下，我還對(duì)夾具，機(jī)床，刀具的的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深的了解，不知不覺(jué)中我的圖紙分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在結(jié)束了《機(jī)械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)課程的學(xué)習(xí)后，通過(guò)本次的設(shè)計(jì)使我們所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學(xué)會(huì)全面綜合地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，去分析和解決機(jī)械制造中的問(wèn)題的能力。
由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，希望老師多加指教。
二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1 零件的作用
題目所給的零件為倒擋撥叉，是與操縱機(jī)構(gòu)零件結(jié)合用與撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)輸出軸的倒轉(zhuǎn)。故對(duì)配合面、14H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆?
2 零件的工藝分析
通過(guò)對(duì)該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。
從零件圖上看，該零件是典型的叉架類(lèi)零件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，其軸軸要保證直線(xiàn)度M級(jí)0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開(kāi)擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線(xiàn)的垂直度為0.25；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為48~53HRC；下爪總長(zhǎng)公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線(xiàn)尺寸18的公差尺寸為±0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線(xiàn)到開(kāi)擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為±0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對(duì)稱(chēng)度為0.4，內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5，內(nèi)表面滿(mǎn)足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長(zhǎng)為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔24端面、開(kāi)擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過(guò)分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但加工要求比較容易保證，我們通過(guò)專(zhuān)用夾具可保證其加工要求，整個(gè)圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小，符合要求。
3 零件的生產(chǎn)類(lèi)型
依設(shè)計(jì)題目，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。
三、毛坯的選擇與設(shè)計(jì)
1 選擇毛坯
該零件材料為ZG310-570，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用鑄件成型。
2 確定機(jī)械加工余量
鑄件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復(fù)雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。
根據(jù)GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級(jí)。加工余量等級(jí)為F~H。所以，可取CT=9級(jí)。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數(shù)值。
零件尺寸
公差CT
端面46
2
腳面圓柱面15
1.6
腳面圓柱面19
1.7
兩腳面尺寸6
1.5
14H13槽面尺寸14
1.6
槽底面14
1.6
叉腳開(kāi)擋尺寸23
1.7
3 設(shè)計(jì)毛坯圖
撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm）
零件表面
總余量
毛坯尺寸
公差CT
端面46
2
50
2
腳面圓柱面15
2
13
1.6
腳面圓柱面19
2
17
1.7
兩腳面尺寸6
2
10
1.5
14H13槽面尺寸14
2
10
1.6
槽底面14
2
12
1.6
叉腳開(kāi)擋尺寸23
2
19
1.7
下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請(qǐng)看毛坯圖）：
四、加工方法和工藝路線(xiàn)的設(shè)計(jì)
1 定位基準(zhǔn)的選擇
（1）粗基準(zhǔn)的選擇
工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí)，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這個(gè)是粗基準(zhǔn)，該零件選用肋板6的左端面作為粗基準(zhǔn)來(lái)加工φ14H9孔。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，以及當(dāng)零件有不加工表面應(yīng)該以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)的原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過(guò)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，加工φ14H9孔，保證其軸線(xiàn)的直線(xiàn)度，并作為以后工序的定位基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。
（2）精基準(zhǔn)的選擇
在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠，為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。
2 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為ZG310-570。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。
（1）φ24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿(mǎn)足要求。
（2）φ14H9孔：公差等級(jí)為9級(jí)，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級(jí)按IT9，可以先鉆后擴(kuò)孔來(lái)滿(mǎn)足要求。
（3）開(kāi)擋φ15內(nèi)圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標(biāo)注公差等級(jí)，故粗銑即可滿(mǎn)足要求。
（4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
（4）開(kāi)擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
（5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級(jí)13，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
（6）槽14H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
（7）孔φ：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)按IT11，采用鉆孔即可達(dá)到要求。
3 制訂工藝路線(xiàn)
工藝路線(xiàn)的擬定為保證達(dá)到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線(xiàn)。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機(jī)床配以專(zhuān)用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。現(xiàn)有工藝路線(xiàn)如下：
工藝路線(xiàn)一
工藝路線(xiàn)二
精鑄退火
精鑄退火
工序
工序
銑端面
鉆孔
鉆孔
粗銑腳面
擴(kuò)孔
銑端面
倒角
擴(kuò)孔
粗銑腳面
倒角
銑開(kāi)擋
銑開(kāi)擋
銑槽
銑槽
鉆孔
鉆孔
精銑腳面
方案的比較選擇：
方案2先銑腳面雖然滿(mǎn)足了先面后孔的原則，但是對(duì)于后面工序的基準(zhǔn)選定卻不夠方便，所以不合理，根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性級(jí)工序內(nèi)容的簡(jiǎn)便性可選擇方案一，并制定出詳細(xì)的工序內(nèi)容。
毛坯為精鑄件，拿到毛坯后應(yīng)該先退火處理下，消除掉鑄件在鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及誤差。并在毛坯車(chē)間調(diào)整好毛坯的機(jī)械性能以達(dá)到技術(shù)要求，然后送到機(jī)械加工車(chē)間加工，具體工序如下：
鑄造
熱處理
銑端面
鉆13孔、擴(kuò)14H9孔
倒角
銑腳面、開(kāi)擋
銑槽
鉆8.7
去毛刺
檢驗(yàn)
根據(jù)工序安排編出機(jī)械加工工序卡，共6張。
五、工序設(shè)計(jì)
1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
（1）選擇機(jī)床
1-1工序4鉆13孔、擴(kuò)14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8.7，工步不多，選用立式鉆床就能滿(mǎn)足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。
1-2工序3、6、7是粗銑和精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿(mǎn)足要求，選用X62臥式銑床即可。
選擇刀具（參考《指南》）
1-1工序3銑端面
1-2工序4鉆13孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為13mm，工作長(zhǎng)度101mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長(zhǎng)182mm。
1-3工序4擴(kuò)14H9孔。選擇14 GB/T 1141-1984。其直徑為14mm，工作長(zhǎng)度108mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長(zhǎng)189mm。
1-4工序5倒角。
1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數(shù)z=12。
1-6工序8鉆8.7孔?？讖綖?.7mm無(wú)通用刀具，故可制造專(zhuān)用刀具，方便制造及經(jīng)濟(jì)效益，可做成直柄麻花鉆。
（3）選擇量具
本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊(cè)資料，選擇量具如下表：
工序
工序名稱(chēng)
量具
3
銑端面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
4
鉆13孔擴(kuò)、14H9孔
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
5
倒角
游標(biāo)卡尺
6
銑腳面、開(kāi)擋
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
7
銑槽
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
8
鉆8.7
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
2 確定工序尺寸
（1）φ24端面加工余量
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
粗銑
粗銑
端面50
4
46
Ra25
（2）鉆13、擴(kuò)14H9孔
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉆擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
13
1
——
Ra6.3
（3）面加工余量
加工表面
工序余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
精銑
粗銑
精銑
粗銑
精銑
R15圓柱面
2
——
15
——
Ra25
——
R19圓柱面
2
——
——
Ra12.5
——
腳面
1.6
0.4
Ra12.5
Ra6.3
14H13槽底面
2
——
10
——
Ra25
——
14H13槽
1.6
0.4
14.4
Ra25
Ra12.5
（3）鉆孔
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
孔
8.7
Ra25
六、確定切削用量及基本時(shí)間
1工序3
切削用量：本工序?yàn)榇周?chē)端面，已知加工材料為ZG310-570，表面淬火處理后HRC40-50。
確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
2 工序4
切削用量：本工序?yàn)殂@φ13mm、擴(kuò)φ14H9。
2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。
所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆，其直徑為13mm，工作長(zhǎng)度101mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長(zhǎng)182mm。
確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==514.19r/min,故取n=545r/min，此時(shí)v==22.26m/min。
2.2確定擴(kuò)φ14H9孔的切削用量。
所選刀具為14 GB/T 1141-1984，其直徑為14mm，工作長(zhǎng)度108mm，莫氏錐度為1號(hào)，總長(zhǎng)189mm。
確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進(jìn)給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，此時(shí)v==42.2m/min。
2.3基本時(shí)間
確定鉆φ13mm孔的基本時(shí)間
=
確定擴(kuò)φ14H9孔的基本時(shí)間
=
3工序6
切削用量：本工序是銑腳面、開(kāi)擋，先粗銑，后半精銑。
3.1確定銑開(kāi)擋底面圓柱面R15的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
3.2 確定銑開(kāi)擋底面圓柱面R19的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為
。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
3.3確定開(kāi)擋腳面的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
4工序7
本工序?yàn)殂姴郏却帚姴鄣?，再銑槽?
4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對(duì)稱(chēng)度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。
校核機(jī)床功率： 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。
5 、工序8
本工序?yàn)殂@8.7，并锪平12。
確定鉆8.7孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆，其直徑為8.7mm，工作長(zhǎng)度80mm，，總長(zhǎng)122mm。
確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進(jìn)給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此時(shí)v==26.24m/min。
七、夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。并設(shè)計(jì)工序——銑槽14。兩夾具將分別用于X61銑床，刀具為立式銑刀。
(一)問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)銑槽14，在加工時(shí)應(yīng)保證和槽14的垂直度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。精度不是主要考慮的問(wèn)題。
(二)夾具設(shè)計(jì)
1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知, ,相對(duì)于槽14孔有0.15的垂直度要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇孔中心為定位基準(zhǔn)保證該垂直度。
2、切削力及夾緊力計(jì)算
根據(jù)《切削手冊(cè)》查得，。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36查得，?。海蕦?shí)際切削速度：
當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說(shuō)明書(shū)，取
計(jì)算切削基本工時(shí)：
因此，
3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開(kāi)夾緊螺母扣，拔下固定V型塊，實(shí)現(xiàn)工件的快換。
八、設(shè)計(jì)小結(jié)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課以及專(zhuān)業(yè)課后進(jìn)行的。這是進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，和一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ).
由于能力有限、時(shí)間有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)
九、參考資料
[1]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》 秦凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社
[2]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 王光斗 王春福主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社
[3]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社
[4]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社