機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-拖拉機2-3擋撥叉工藝和鉆銑夾具設(shè)計[2套]【全套圖紙】

《機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-拖拉機2-3擋撥叉工藝和鉆銑夾具設(shè)計[2套]【全套圖紙】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-拖拉機2-3擋撥叉工藝和鉆銑夾具設(shè)計[2套]【全套圖紙】（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、鎮(zhèn)鎮(zhèn) 江江 高高 專專 ZHENJIANG COLLEGE 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）計（論文） 撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計 Technology and Fixture Design of the Fork 題 目： 撥叉的工藝工裝及夾具設(shè)計 系 名： 機械工程系 專業(yè)班級： 機電 W072 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 副教授 二一二 年 二 月 十五 日 撥叉工藝工裝及夾具設(shè)計撥叉工藝工裝及夾具設(shè)計 專業(yè)班級：機電 W072 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱： 副教授 摘要摘要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、 公差

2、配合與測量等多方面的知識。 撥叉鉆 5 孔及銑寬 7 撥叉腳的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、 工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進(jìn)行分析， 了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計出零 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，選擇設(shè)計出夾具 的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接 部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤

3、差。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 Technology and Fixture Design of the Fork Abstract the design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge. Fork milling with 5 K

4、ong Jixi 7 wide fork of fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design a rough structure, and choose the good parts processing base,

5、 design parts of the process route; and then the various parts of the process step size calculation, is the key to decide the process equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping element

6、s, a guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error analysis, fixture structure rationality and deficiency, and later in the design of improved. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioni

7、ng, error. 目目 錄錄 序言序言1 第一章第一章 零件分析零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 第二章第二章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計3 2.1 確定毛坯的制造形式 3 2.2 基面的選擇傳 4 2.3 制定工藝路線 5 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2.5 確定切削用量及基本工時 7 第三章第三章 夾具設(shè)計夾具設(shè)計 14 3.1 鉆 5 孔的夾具設(shè)計 14 3.1.1 問題的提出 14 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 14 3.1.3 定位方案的確定 14 3.1.4 定位誤差分析 16 3.1.5 鉆套的設(shè)計 16 3.1.6 夾具設(shè)計

8、及操作簡要說明 17 3.2 銑叉腳兩端面的夾具設(shè)計 18 3.2.1 問題的提出 18 3.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 18 3.2.3 切削力及夾緊力計算 18 3.2.4 定位誤差分析 20 3.2.5 定向鍵和對刀裝置設(shè)計 21 3.2.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 22 總總 結(jié)結(jié)25 致致 謝謝26 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 27 第 1 頁 共 27 頁 序序 言言 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

9、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)。 撥叉鉆 5 孔及銑寬 7 撥叉腳的夾具設(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)行課程設(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)

10、實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第 2 頁 共 27 頁 第一章第一章零件的分析零件的分析 1.11.1零件的作用零件的作用 變速器換擋叉的作用就是撥動同步器的齒環(huán)，以達(dá)到各檔位的分離和結(jié)合， 實現(xiàn)換擋。 1.21.2 零件的工藝分析零件的工藝分析 從撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也 有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以15H8mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：15H8孔的右端面，15H8mm孔以及對其倒角。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的兩端面，銑叉口內(nèi)側(cè)面

11、，其中兩端面和 15H8孔有垂直度要求，這就要求我們要以15H8內(nèi)孔定位加工這兩端面， 以保證端面和15H8孔的垂直度。 第 3 頁 共 27 頁 第二章第二章 工藝規(guī)程設(shè)計工藝規(guī)程設(shè)計 2.12.1 確定毛坯的制造形式確定毛坯的制造形式 零件材料為 35，零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料 零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用 鍛造，鍛造精度為 2 級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加 工精度上考慮也是應(yīng)該的。 撥叉零件材料為 35，硬度選用180HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批 生產(chǎn)，采用鍛造， 2級精度組。 根據(jù)上述原始資料及

12、加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛 坯初步設(shè)計如下： 1. 15H8的右端面 15H8的右端面的粗糙度為12.5,進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機 械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm 2. 15H8mm的孔 因為孔僅有15mm，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計時， 不宜設(shè)計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。 2. 叉口兩側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進(jìn)行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根 據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為2.0mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面

13、的圓弧半徑為R28.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來， 查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級， 4.叉口的內(nèi)側(cè)面 叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機械 工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm 5.寬13的槽 因其寬度只有13，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心 其它表面均為不加工表面，而且鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度 要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 第 4 頁 共 27 頁 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸， 這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸見圖.2 “撥叉” 零件毛

14、坯簡圖。 2.22.2 基面的選擇的選擇基面的選擇的選擇 基面選擇是工藝規(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。從零件圖上可以看出，撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。 為了保證15H8mm孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和15H8的左端面 作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及15H8mm 孔軸心線的垂直度，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)

15、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。 工件被放在支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在一 個削邊銷的外圓柱面上，限制兩個自由度；12 30面與一個圓柱銷配合，限 第 5 頁 共 27 頁 制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 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算，此處不再重復(fù)。 2.32.3 制定工藝路線制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)

16、已確定為成批生產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，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 1：鍛造。 工序 2：調(diào)質(zhì)處理 工序 3：銑 15H8 右端面 工序 4：鉆，擴，鉸 15H8 孔，倒角 工序 5：銑寬 13 的槽 工序 6：鉆、鉸 5H14 孔 工序 7：銑叉口的寬 7 的兩端面 工序 8：銑叉口寬 50H12 的面 工序 9：去毛刺 工序 10：質(zhì)檢、入庫 方案二 工序 1：鍛造。 工序 2：調(diào)質(zhì)處理 工序 3：銑 15H8 右端面 工序 4：銑叉口的寬 7 的兩端面 工序 5：鉆，擴，鉸 15H8 孔，

17、倒角 工序 6：銑寬 13 的槽 工序 7：鉆、鉸 5H14 孔 工序 8：銑叉口寬 50H12 的面 工序 9：去毛刺 第 6 頁 共 27 頁 工序 10：質(zhì)檢、入庫 對方案一和方案二進(jìn)行比較，可知方案二將15H8孔的加工放在銑叉口 的兩端面后面，由零件圖我們知道，15H8孔和銑叉口的兩端面有垂直 度要求，為了保證他們之間的垂直度要求，應(yīng)將15H8孔的加工放到前 面，這樣不但可以保證他們之間的垂直度要求，而且為后面工序的加工， 提供了定位基準(zhǔn)，節(jié)省了時間，進(jìn)而提高了效率，所以我們選擇方案一。 具體的加工路線如下 工序 1：鍛造。 工序 2：調(diào)質(zhì)處理 工序 3：銑 15H8 右端面 工序 4

18、：鉆，擴，鉸 15H8 孔，倒角 工序 5：銑寬 13 的槽 工序 6：鉆、鉸 5H14 孔 工序 7：銑叉口的寬 7 的兩端面 工序 8：銑叉口寬 50H12 的面 工序 9：去毛刺 工序 10：質(zhì)檢、入庫 2.42.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工余量、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. 15H8的右端面 15H8的右端面的粗糙度為12.5,進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機 械工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表2-12，知Z=2.5mm 2. 15H8mm的孔 因為孔僅有15mm，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的

19、設(shè)計時， 不宜設(shè)計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。 2. 叉口兩側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是6.3，進(jìn)行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根 據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。 第 7 頁 共 27 頁 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為2.0mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R28.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來， 查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級， 4.叉口的內(nèi)側(cè)面 叉口的內(nèi)側(cè)面，粗造度為12.5，進(jìn)行一次粗銑即可滿足要求，查機械 工藝學(xué)及夾具設(shè)計指導(dǎo)表3-3知Z=3.5mm 5.寬13的槽

20、因其寬度只有13，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心 其它表面均為不加工表面，而且鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度 要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 2.52.5 確定切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時 工序 1：鍛造。 工序 2：調(diào)質(zhì)處理 工序 3：銑 15H8 右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, ，。mmap5 . 2mmd25 0 min/125mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 mmap5 . 2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為

21、為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2 . 0 mmfz min/ 4 . 318 25 2510001000 r d v ns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r 第 8 頁 共 27 頁 min/ 6 . 21 1000 27525 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時 w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計算工時 切削工時：，則機動工時為mml35mml5 . 2 1 mml3 2 min736 . 0 2 . 0275 35 . 235 21 Xfn lll t w m 工序 4：鉆，擴，鉸

22、 15H8 孔，倒角 工步一鉆孔至 12 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的，fMPa b 800 時，。由于本零件在加工 12 孔時mmd12 0 rmf/47 . 0 39 . 0 屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則 rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取rmmf/25 . 0 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18mv min/ 7 . 477 12 1810001000 r d v n w s 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為min/475rn

23、w min/9 .17 1000 47512 1000 m nd v ww 切削工時：，則機動工時為mml30mml6 1 mml3 2 min328 . 0 25 . 0 475 3630 21 fn lll t w m 第 9 頁 共 27 頁 工步二：擴孔mm 8 . 14 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆mm12mm 8 . 14 的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 rmm ff /87 . 0 585 . 0 75 . 0 65 . 0 8 . 12 . 18 . 12 . 1 鉆 根據(jù)機床說明書，選取rmmf/57 . 0 min/4612 3 1 2 1 3 1 2 1

24、 mvv 鉆 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取min/34 6 . 51rn ，實際切削速度為min/68rnw min/2 . 3 1000 68 8 . 14 1000 m nd v ww 切削工時：，則機動工時為mml30mml4 . 1 1 mml3 2 min888 . 0 57 . 0 68 34 . 130 21 fn lll t w m 工步三：鉸孔mm8H15 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25，rmmf/4 . 02 . 0min/128mv 得 min/65.254 8 . 169rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，實際切削速度。rmmf/35 . 0

25、 min/198rnwmin/33 . 9 mv 切削工時：，則機動工時為mml30mml1 . 0 1 mml3 2 min478 . 0 35 . 0 198 31 . 030 21 fn lll t w m 工步四：倒角 工序 5：銑寬 13 的槽 第 10 頁 共 27 頁 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ，。mmap0 . 2mmd80 0 min/125mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在 7 次走刀內(nèi)銑完，則 mmap0 . 2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X51 型銑床說明書，其功率為為 7.

26、5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2 . 0 mmfz min/ 5 . 318 25 2510001000 r d v ns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/ 6 . 21 1000 27525 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時 w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計算工時 切削工時：，則機動工時為mml22mml2 1 mml3 2 min4909 . 0 2 . 0275 3222 21 Xfn lll t w m 總的工時：T=7t=3.436min 工序 6：鉆 5H14 孔 工

27、步一鉆孔至 4.8 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-7，當(dāng)鋼的，fMPa b 800 時，。由于本零件在加工 4.8 孔時mmd8 . 4 0 rmf/47 . 0 39 . 0 第 11 頁 共 27 頁 屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則 rmmf/35 . 0 29 . 0 75 . 0 47 . 0 39 . 0 根據(jù) Z525 機床說明書，現(xiàn)取rmmf/25 . 0 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/8mv min/ 8 . 530 8 . 4 810001000 r d v n w s 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為m

28、in/475rnw min/2 . 7 1000 4758 . 4 1000 m nd v ww 切削工時：，則機動工時為mml12mml4 . 2 1 mml3 2 min147 . 0 25 . 0 475 34 . 212 21 fn lll t w m 工步二：鉸孔mm14H5 根據(jù)參考文獻(xiàn)表 2-25，rmmf/4 . 02 . 0min/128mv 得 min/65.254 8 . 169rns 查參考文獻(xiàn)表 4.2-2，按機床實際進(jìn)給量和實際轉(zhuǎn)速，取 ，實際切削速度。rmmf/35 . 0 min/198rnwmin/33 . 9 mv 切削工時：，則機動工時為mml12mml1

29、 . 0 1 mml3 2 min218 . 0 35 . 0 198 31 . 012 21 fn lll t w m 工序 7：銑叉口的寬 7 的兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ，。mmap0 . 2mmd100 0 min/125mv 4z 第 12 頁 共 27 頁 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 mmap0 . 2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62W 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2 . 0 mmfz min/8 .238 100 751000100

30、0 r d v ns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/ 4 . 86 1000 275100 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時 w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200 3）計算工時 切削工時： ，則機動工時為mml20 1 mml5 2 (min)4545 . 0 2 . 0275 520 21 Xfn ll t w m 總的工時：T=2t=0.909min 工序 8：銑叉口寬 50H12 的面 臥式銑床 X62W 選擇刀具 刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ，。mmap0 . 2mmd100

31、0 min/75mv 4z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 第 13 頁 共 27 頁 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則 mmap5 . 3 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62W 型銑床說明書，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2 . 0 mmfz min/8 .238 100 7510001000 r d v ns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取275 w nmin/r min/4 .86 1000 275100 1000 m dn v w 當(dāng)275r/min 時 w n rmmznff wzm /22027542 . 0 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取rmmfm/200

32、3）計算工時 切削工時： ，則機動工時為mml20 1 mml5 . 6 2 min4818 . 0 2 . 0275 5 . 620 21 fn ll t w m 總的工時：T=2t=0.964min 工序 9：去毛刺 工序 10：質(zhì)檢、入庫 第 14 頁 共 27 頁 第三章第三章 夾具設(shè)計夾具設(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。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計工序 6：鉆 5 孔的夾具設(shè)計； 工序 7：銑叉口的寬 7 的兩端面。 3.13.1 鉆、鉸鉆、鉸 55 孔的夾具設(shè)計孔的夾具設(shè)計 3.1.1 問題的提出 5H14 孔為銷孔，用于圓錐銷連接撥叉頭和

33、軸。本工序的加工要求為： 孔徑 5H14（+ 0 . 1 80）mm，表面粗糙度為 Ra12.5m，孔的軸線在操縱槽對 稱面上，對孔 15H8 軸線的位置度允差為 0.2mm。 本工序的加工條件為：Z515 鉆床，5 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆。工件上撥叉頭端 面、對孔 15H8 孔、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面均已加工，達(dá)設(shè)計圖樣要求， 撥叉腳端面已粗加工。 未淬硬鋼實心毛胚上鉆孔的經(jīng)濟(jì)精度為 IT1112,表面粗糙為 Ra12.5m，在鉆夾具上加工時適當(dāng)控制切削用量，可以保證孔的尺寸精度 要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要應(yīng)考慮如何保證孔軸 線與 15H8 軸線的位置度要求。 3.1.2 定位基準(zhǔn)的

34、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。基準(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。15H8 的孔已加工好， 且與 5H14 孔有位置度要求，為了使定位誤差減小，選擇 15H8 孔和其端 面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計本道工序的夾具，

35、以一削邊塊和 15H8 孔及其端 第 15 頁 共 27 頁 面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的偏心輪 作為夾緊機構(gòu)。 3.1.3 定位方案及定位元件選擇、設(shè)計 定位方案的選擇 根據(jù)工件加工要求，工件在夾具中的定位有兩種方案 可供選擇。 方案一：以 15H8 孔為主要定位基準(zhǔn)，限制 4 個自由度，以操縱槽為止 推基準(zhǔn)，限制 1 個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制 1 個自由度。 夾緊操縱槽。 方案二：以 15H8 孔為主要定位基準(zhǔn)，限制 4 個自由度，15H8 孔端面 為止推基準(zhǔn)，限制一個自由度，以撥叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制 1 個自由 度，夾緊 15H8 的

36、另一端面。 方案一是按照基準(zhǔn)重合原則確定的，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，有利于保證 加工精度，而且加緊點靠近加工面，夾緊力方向與切削力方向相反，可以抵 消部分切削力，有利于提高夾緊剛度。缺點是，夾緊力過大容易引起定位元 件變形。 方案二是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計制造，夾緊力方向 指向定位元件剛度較大的方向。缺點是不容易保證孔的軸線與操縱槽對稱面 重合，鉆頭進(jìn)給的軸向力完全由定位元件承受，會引起定位元件變形。 本工序加工的 5H14 孔是穿過 15H8 孔的通孔，在定位銷上必須開一個 直徑大于 5mm 的徑向孔，以便加工鉆頭通過定位銷，而定位銷的直徑僅為 15mm，開孔后定位銷軸向的強

37、度較小，定位銷不宜承受夾緊力。另外鉆孔 加工的切削力主要是鉆頭進(jìn)給的軸向力和鉆削扭矩，沿工件軸向幾乎沒有切 削力，所需要的夾緊力不大。綜合考慮兩個方案的優(yōu)缺點，及本工序加工的 具體情況，采用方案一。 3.1.4 定位誤差分析 定位元件設(shè)計 根據(jù)定位方案一，設(shè)計定位元件的結(jié)構(gòu)如圖所示， 15H8 孔采用圓柱心軸定位，操縱槽采用偏心輪式的定心夾緊裝置，撥叉腳 內(nèi)側(cè)面采用圓柱擋銷定位。圓柱心軸的直徑及公差為 15f7(-0.016-0.034 ) 第 16 頁 共 27 頁 mm。 定位誤差計算 圓柱心軸與工件 15H8 孔的配合為 15H8/f7,影響位 置度的定位誤差為:D= Dmax dmin

38、=（15+0.027）-（15-0.034） =0.061(mm) 此件小于工件相應(yīng)位置度公差的三分之一，即: D=0.0611/30.2（mm） 所以定位方案能夠滿足加工要求。 3.1.5 鉆套設(shè)計 5H14 的加工需鉆，然后鉸，因為鉆后還要鉸為了我們鉆后能及時的鉸。 故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工 藝要求：。即先用 4.8 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB114184 的規(guī)定鉆頭上偏 差為零，故鉆套孔徑為 4.8。再用鉸刀加工至 5H14。 3.1.6 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，

39、降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具 選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，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。為了提高生產(chǎn)力，使用偏心輪夾緊機構(gòu)。 夾具裝配圖附圖如下夾具裝配圖附圖如下 第 17 頁 共 27 頁 夾具體附圖如下夾具體附圖如下 第 18 頁 共 27 頁 3.23.2 銑撥叉腳的兩個端面的夾具設(shè)計銑撥叉腳的兩個端面的夾具設(shè)計 第 19 頁 共 27 頁 3.2.1 問題的提出 本夾具主要用于銑叉口的寬 7 的兩端面的夾具設(shè)計，精度要求不高，為 此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，

40、精度則不予考慮。 3.2.2 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。銑叉口 寬 7 的兩端面，采用 15H8 的孔及其端面做為定位基準(zhǔn)，限制工件五個自 由度，工件的另一個自由度用一擋塊即可限制，但為了防止工件在銑削時轉(zhuǎn) 動，所以在其對應(yīng)的面用一固定擋銷。 3.2.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 100mm z=24 機床： X62W 型臥式銑床 由3 所列公式 得 F V FzF w q u e y z X pF nd zafaC F 0 查表 9.48 得其中： 修正系

41、數(shù)0 . 1 v k 30 F C83 . 0 F q0 . 1 F X z=24 65 . 0 F y83 . 0 F u8 P a0 F w 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 4321 KKKK 第 20 頁 共 27 頁 其中：為基本安全系數(shù) 1.5 1 K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1 2 K 為刀具鈍化系數(shù) 1.1 3 K 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1 4 K 所以 NKFF7 .1775 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由FKffN 21 其中 f 為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取25 . 0 21 ff F=+G G 為工件自重 z

42、P N ff F N 4 . 3551 21 夾緊螺釘： 公稱直徑 d=6mm，材料 45 鋼 性能級數(shù)為 6.8 級 MPa B 1006MPa B s 480 10 8 螺釘疲勞極限： MPa B 19260032 . 0 32 . 0 1 極限應(yīng)力幅：MPa k kkm a 76.51 1lim 第 21 頁 共 27 頁 許用應(yīng)力幅： MPa Sa a a 3 . 17 lim 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s s s=3.54 取s=4 得 MPa120 滿足要求 8 . 2 2 4 2 c H d F MPa d N c 15 43 . 1 2 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安

43、全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指 定可靠的夾緊力 3.2.4 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面，一心軸，一擋塊、一擋銷。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，心軸的孔徑為最小時， 孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與心軸配合的最大間隙量。 本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的心軸保持固 定接觸。此時可求出孔心在接觸點與心軸中心連線方向上的最大變 動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與 固定接觸點和心軸中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一

44、心軸，一擋板定位，工件始終靠近擋板的一面，而 心軸的會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此， 工件不在心軸正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于 第 22 頁 共 27 頁 加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 3.2.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置 的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺 T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作 表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù) GB220780 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： o 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.

45、1 定向鍵數(shù)據(jù)表 夾具體槽形尺寸 B 2 B 2 h 公稱 尺寸 允差 d允差 4 d LHhD 1 h 公稱尺寸 允 差 D 18-0.014-0.04525125116.813 +0 .0 23 6 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 第 23 頁 共 27 頁 標(biāo)記 四周倒圓 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸 H允差 d C 2-0.0060.25 3.2.6 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 序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切

46、削余量小，切 削力小，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。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。 第 24 頁 共 27 頁 夾具裝配圖附圖如下夾具裝配圖附圖如下 第 25 頁 共 27 頁 夾具體附圖如下夾具體附圖如下 第 26 頁 共 27 頁 總總 結(jié)結(jié) 畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的， 通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而 是將理論和實踐相結(jié)合進(jìn)行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而 且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更

47、熟 練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計 打下了好的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該 更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)， 使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們 畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致致 謝謝 大學(xué)里的學(xué)習(xí)時光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對我的母校，我的老師和同 學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同 學(xué)們在學(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動，所有這些都讓我的二年充滿 了感動。 這次畢業(yè)設(shè)計我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，

48、其中我的設(shè)計指 導(dǎo)老師對我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向張老 師尋求幫助，而張老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商 量解決的辦法。 我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，設(shè)計提綱的確定，中期 設(shè)計的修改，后期設(shè)計格式調(diào)整等各個環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。在此 謹(jǐn)向張老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 同時感謝在整個畢業(yè)設(shè)計期間 對我?guī)椭耐瑢W(xué)，在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝！ 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與論文答辯的 第 27 頁 共 27 頁 各位老師表示感謝。 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn): 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994 年 2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994 年 3.機床夾具設(shè)計，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.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(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