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目錄 第一章 緒論 ..........................................................1 1.1 引言 ..............................................................1 12 機械加工工藝規(guī)程的作用 ...........................................1 13 研究方法及技術(shù)路線 ...............................................2 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 ................................................3 第二章 變速叉的加工工藝規(guī)程 ...........................................4 2.1 變速叉的作用 ......................................................4 2.2 變速叉的工藝分析 ..................................................4 2.3 基面的選擇 ........................................................4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 ................................................4 2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ................................................5 2.4 制定工藝路線 ......................................................5 2.5 確定各工序的加工余量 ..............................................6 2.6 確定切削用量及基本工時 ............................................7 第三章 專用夾具設(shè)計 ..................................................14 3.1 專用夾具的提出 ...................................................14 3.2 定位基準(zhǔn)選擇 .....................................................14 3.3 切削力和夾緊力的計算 .............................................14 3.4 定位誤差分析 .....................................................15 3.5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 .............................................17 3.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 ...........................................19 結(jié)束語 ...............................................................20 參 考 文 獻(xiàn) ..........................................................21 0 第一章 緒論 1.1 引言 制造技術(shù)的重要性是不言而喻的，它與當(dāng)今的社會發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)代制造 技術(shù)是當(dāng)前世界各國研究和發(fā)展的主題，特別是在市場經(jīng)濟(jì)的今天，它更占有十 分重要的地位。人類的發(fā)展過程是一個不斷制造的過程，在人類發(fā)展的初期，為 了生存，制造了石器以便于狩獵，此后，出現(xiàn)了陶器，銅器，鐵器，和一些簡單 的機械，如刀，劍，弓，箭等兵器，鍋，壺，盆，罐等用具，犁，磨，碾，水車 等農(nóng)用工具，這些工具和用具的制造過程都是簡單的制造過程，主要圍繞生活必 需和存亡征戰(zhàn)，制造資源，規(guī)模和技術(shù)水平都非常有限。隨著社會的發(fā)展，制造 技術(shù)的范圍，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平的不斷提高，向文化，藝術(shù)，工業(yè)發(fā)展， 出現(xiàn)了紙張，筆墨，活版，石雕，珠寶 ，錢幣金銀飾品等制造技術(shù)。到了資本主 義和社會主義社會，出現(xiàn)了大工業(yè)生產(chǎn)，使得人類的物質(zhì)生活和文明有了很大的 提高，對精神和物質(zhì)有了更高的要求，科學(xué)技術(shù)有了更快更新的發(fā)展，從而與制 造工藝的關(guān)系更為密切。蒸汽機的制造技術(shù)的問世帶來了工業(yè)革命和大工業(yè)生產(chǎn)， 內(nèi)燃機制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展形成了現(xiàn)代汽車，火車和艦船，噴氣渦輪發(fā)動機制 造技術(shù)促進(jìn)了現(xiàn)代噴氣客機和超音速飛機的發(fā)展，集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步左右 了現(xiàn)代計算機的水平，納米技術(shù)的出現(xiàn)開創(chuàng)了微創(chuàng)機械的先河，因此，人類的活 動與制造密切相關(guān)，人類活動的水平受到了限制，宇宙飛船，航天飛機，人造飛 機，人造衛(wèi)星以及空間工作站等技術(shù)的出現(xiàn)，使人類活動走出了地球，走向太空 。 12 機械加工工藝規(guī)程的作用 機械加工工藝規(guī)程是指規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝 文件。 制訂工藝規(guī)程的原則是保證圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率， 技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動條件良好。 制訂工藝規(guī)程的程序： 1、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 2、 分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查 1 3、 確定毛坯種類、形狀、尺寸及精度 4、 制訂工藝路線 5、 進(jìn)行工序設(shè)計（確定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差、 選擇工藝裝備，計算時間定額等。） 13 研究方法及技術(shù)路線 1. 深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究 在深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面一些資料：工程圖紙，工藝文 件，生產(chǎn)綱領(lǐng)，制造與使用夾具情況等。 2. 制訂工藝工藝規(guī)程的程序 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型，分析產(chǎn)品裝配圖，對零件圖樣進(jìn)行工藝審查， 確定毛坯的種類，形狀，尺寸及精度，擬定工藝路線（劃分工藝規(guī)程的組成，選 擇的定位基準(zhǔn)，選擇零件表面的加工方法，安排加工順序，選擇機床設(shè)備等）， 進(jìn)行工序設(shè)計（確定各工序加工余量，切削余量，工序尺寸及工差，選擇工藝裝 備，計算時間定額等），確定工序的技術(shù)要求及檢驗方法，填寫工藝文件。 3. 確定工件的夾緊方式和設(shè)計夾緊機構(gòu) 夾緊力的作用點和方向應(yīng)符合夾緊原則。進(jìn)行夾緊力的分析和計算，以確定 加緊元件和傳動裝置的主要尺寸。 4. 確定夾具其他部分的結(jié)構(gòu)形式 如分度裝置，對刀元件和夾具體等 5. 繪制夾具總裝配圖 在繪制總裝配圖時，盡量采用 1：1 比例，主視圖應(yīng)選取面對操作者的工作位 置。繪圖時，先用紅線或雙點劃線畫出工件的輪廓和主要表面，如定位表面，夾 緊表面和被加工表面等。其中，被加工表面用網(wǎng)紋線或粗實線畫出加工余量。工 件在夾具上可看成是一個假想的透明體，按定位元件，導(dǎo)向元件，夾緊機構(gòu)，傳 動裝置等順序， 畫出具體結(jié)構(gòu)。 6. 標(biāo)注各部分主要尺寸，公差配合，和技術(shù)要求 7. 標(biāo)注零件編號及編制零件明細(xì)表 在標(biāo)注零件編號時。標(biāo)準(zhǔn)件可直接標(biāo)出國家標(biāo)準(zhǔn)代號。明細(xì)表要注明夾具名 稱，編號，序號，零件名稱及材料，數(shù)量等。 2 8. 繪制家具零件圖 拆繪夾具零件圖的順序和繪制夾具總裝配圖的順序相同。 1.4 課題背景及發(fā)展趨勢 機床夾具是在切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的 工藝裝備。它的重要作用是：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕 勞動強度，沖鋒發(fā)揮和擴(kuò)大機床的工藝性能。因此夾具在機械制造中占有重要的 地位。機床夾具的設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量 和提高勞動生產(chǎn)率的一項技術(shù)措施。我們在設(shè)計中也應(yīng)該注意一些重要方法，我 們必須深入生產(chǎn)實踐調(diào)查研究，因為，這樣有利于我們掌握一些重要資料，例如： （1）工件的圖紙詳細(xì)閱讀圖紙，了解工件被加工表面的技術(shù)要求，該件在 機械中的位置和作用，以及裝配中的特殊要求。（2）工藝文件了解工件的工 藝過程，本工序的加工要求，工件已加工面及及待加工面的狀況，基準(zhǔn)面的選擇 狀況，可用的機床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。（3） 生產(chǎn)綱領(lǐng)夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。（4）制 造與使用夾具的狀況等。我深刻明白要想做好這次夾具設(shè)計，我也要了解并注意 設(shè)計夾具出現(xiàn)的問題，對夾具最基本的要求是：工件的定位準(zhǔn)確，定位精度滿足 加工要求，工件夾緊牢固可靠，操作安全方便，成本低廉。工件夾具中的定位精 度，主要是定為基準(zhǔn)是否與工序基準(zhǔn)重合，定位基準(zhǔn)的形式和精度，定位元件的 形式和精度，定位元件的布置方式，定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況等因素有關(guān)。 這些因素所造成的誤差，可以通過數(shù)學(xué)計算求得。在采取提高定位精度的措施時， 要注意到夾具制造上的可能性。在總的定位精度滿足加工要求的條件下，不要過 高的提高工件在夾具中的定位精度。夾具在機床上的定位精度，和刀具在夾具上 的導(dǎo)向精度也不應(yīng)忽視。夾具在機床上的定位精度，主要與定位元件表面與機床 配合處的位置精度。夾具與機床連接處的配合間隙等因素有關(guān)。因此，提高夾具 制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。如果定位精度要求 很高，而通過提高夾具制造精度的措施已不可能或不合理時，應(yīng)采用調(diào)整法或就 地加工法解決，即在安裝夾具時找正定位表面的準(zhǔn)確位置，或在夾具安裝后加工 定位表面，使夾具在機床上獲得高精度定位。刀具在夾具上的導(dǎo)向精度通常利用 導(dǎo)向元件或?qū)Φ对肀ＷC。因此影響刀具在夾具上的導(dǎo)向精度的因素有：導(dǎo)套 3 中心到定位元件產(chǎn)生變形等。夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤銷多余定位定位元 件，使多余定位元件失去限制重復(fù)自由度的能力，增加過定位元件與定位基準(zhǔn)的 配合間隙等辦法來解決。 第二章 變速叉的加工工藝規(guī)程 2.1 變速叉的作用 變速叉又叫撥叉，主要是用在操縱機構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置， 實現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開的機構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn) 給。 撥叉是汽車變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動中間變速輪， 使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。 如果是機床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機構(gòu)中。就是把 2 個咬合的齒 輪撥開來再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另一個 速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速。 2.2 變速叉的工藝分析 變速叉的表面、孔進(jìn)行加工，具體要求如下： 1、變速叉 30 后端面 粗糙度 Ra6.3 2、變速叉 30 前端面 粗糙度 Ra6.3 3、變速叉 22 孔 粗糙度 Ra3.2 4、變速叉 15 端面粗糙度 Ra6.3 粗糙度 Ra6.3 5、變速叉 6 孔 粗糙度 Ra12.5 6、變速叉叉口兩端面 粗糙度 Ra3.2 7、變速叉叉口內(nèi)側(cè)端面 粗糙度 Ra6.3 2.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可 以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會 造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不 加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工 面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基 準(zhǔn)。 如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗 基準(zhǔn)。 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤 差。 由以上及零件知，選用 30 右端面及頂面作為定位粗基準(zhǔn)。 2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn) 確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用 此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面 本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精 度要求由先行工序保證。 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加 工的原則。 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu) 簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 5 2.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下，可采用通 用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此以外，還應(yīng)考 慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 最終工藝方案如下： 工序 01：金屬型澆注 工序 02：在叉口的頸口長度為 50 上高頻淬火，硬度為 45HRC-53HRC，淬硬層 深 1.2-2.5，其余硬度 229HB-269HB 工序 03：銑 30 后端面 工序 04：銑 30 前端面 工序 05：鉆、鉸 22 孔；倒 145角 工序 06：15 端面 工序 07：鉆 6 孔 工序 08：粗銑、半精銑叉口兩端面 工序 09：銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工序 10：去毛刺 工序 11：檢驗至圖紙要求 工序 12：包裝并入庫 2.5 確定各工序的加工余量 1. 30 后端面的加工余量 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，得鑄件的單邊加工余量 Z=2.0mm,鑄 件尺寸公差為 CT8 級，表面粗糙度 Ra 為 6.3。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 銑 單邊余量 Z=2.0mm 2.30 前端面的加工余量 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，得鑄件的單邊加工余量 Z=2.0mm, 鑄件尺寸公差為 CT8 級，表面粗糙度 Ra 為 6.3。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手 冊表 1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 6 銑 單邊余量 Z=2.0mm 3. 15 端面的加工余量 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，得鑄件的單邊加工余量 Z=2.0mm,鑄 件尺寸公差為 CT8 級，表面粗糙度 Ra 為 6.3。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 銑 單邊余量 Z=2.0mm 4. 叉口兩端面的加工余量 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，得鑄件的單邊加工余量 Z=2.0mm,鑄 件尺寸公差為 CT8 級，表面粗糙度 Ra 為 3.2。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量 Z=1.5mm 半精銑 單邊余量 Z=0.5mm 5、叉口內(nèi)側(cè)端面的加工余量 查機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 2.2-4，得鑄件的單邊加工余量 Z=2.0mm,鑄 件尺寸公差為 CT8 級，表面粗糙度 Ra 為 6.3。根據(jù)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊 表 1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量 Z=2.0mm 5.22 孔的加工余量 因 16 孔的尺寸不大故采用實心鑄造，，表面粗糙度 Ra 為 3.2。根據(jù)機 械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-8，兩步鉆削方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量 Z=10.9mm 鉸 單邊余量 Z=0.1mm 6.26 孔孔的加工余量 因 2- 5H11 孔的尺寸不大故采用實心鑄造，，表面粗糙度 Ra 為 12.5。根據(jù) 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表 1.4-8，一步鉆削方可滿足其精度要求。 2.6 確定切削用量及基本工時 工序 01：金屬型澆注 工序 02：在叉口的頸口長度為 50 上高頻淬火，硬度為 45HRC-53HRC，淬硬層深 1.2-2.5，其余硬度 229HB-269HB 7 工序 03：銑 30 后端面 工步一：銑 30 后端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d40min/6v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 map0.2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin478610rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/i/.59i10v 3）計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml3l0.21ml32in69.i.04752m21 ifltz 工序 04：銑 30 前端面 工步一：銑 30 前端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d40min/6v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 8 map0.2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin478610rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/i/.59i10v 3）計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml3l0.21ml32in69.i.04752m21 ifltz 工序 05：鉆、鉸 22 孔；倒 145角 工步一：鉆 21.8 孔 選用 高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表 3.16）8.21 由切削表 2.7 和工藝表 4.216 查得 0.28/fmr機 （切削表 2.15）min/35v 512r/minin/8.213501rD 按機床選取 n=545r/min mi/4.70.1dnvw 切削工時： ， ， 則機動工時為l41l9102l3in354.i8.059321 ifnlltwm 工步二：鉸 22 孔 選用 高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表 3.16）2 由切削表 2.7 和工藝表 4.216 查得 rmf/17.0機 9 （切削表 2.15）min/50v 724r/minin/2501rD 按機床選取 n=680r/min mi/.471068dnvw 切削工時： ， ， 則機動工時為ll102l3in37.i17.0684321 ifnlltwm 工步三：倒 145角 工序 06：銑 15 端面 工步一：銑 15 端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d20min/3v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 map0.2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52K 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin478310rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/i/9.2i1052v 3）計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為mll0.1ml32 10 min21.0i2.047531m21 ifltz 工序 07：鉆 6 孔 工步一：鉆 6 孔 選用 高速鋼錐柄麻花鉆（ 工藝表 3.16）6 由切削表 2.7 和工藝表 4.216 查得 0.28/fmr機 （切削表 2.15）min/10v 531r/minin/610rD 按機床選取 n=545r/min mi/3.1054dnvw 切削工時： ， ， 則機動工時為l7l02l3in86.i8.0543321 ifnlltwm 工序 08：粗銑、半精銑叉口兩端面 工步一：粗銑叉口兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.1d10min/5v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 map5. 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin4781510rdvns 11 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wnmin/ri/0.151047dv 3）計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為l.2l.1ml32in095.i4.07531m21ifltz 工步二：半精銑叉口兩端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map5.0d10min/2v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 map5.0 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/1.0fzmin637210rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 600wn/i/9.18i10v 3）計算工時 切削工時： ， ， ，則機動工時為ml5.2l5.01ml32in67.i4.6031m21ifltz 工序 09：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工步一：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 12 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2d10min/5v3z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 map0.2 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X62 型銑床說明書，其功率為為 4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fzmin4781510rdvns 按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 475wn/i/0.15i01v 3）計算工時 切削工時： ， ， ，ml43l.21ml32 則機動工時為 in0.i2.0475m21 ifltz 工序 10：去毛刺 工序 11：檢驗至圖紙要求 工序 12：包裝并入庫 13 第三章 專用夾具設(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 03：銑變速叉后端面的專用夾具。 3.1 專用夾具的提出 本夾具主要用于銑變速叉后端面，粗糙度為 Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計夾 具時主要考慮生產(chǎn)效率。 3.2 定位基準(zhǔn)選擇 選擇撥叉 30 外圓、端面和叉口一側(cè)面定位，定位分析如下： 1、撥叉端面和 30 前端面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板、浮頂銷相配合， 限制三個自由度，即 X 軸轉(zhuǎn)動、Y 軸轉(zhuǎn)動和 Z 軸移動。 2、撥叉 30 外圓作為第二定位基準(zhǔn)，與固定 V 型塊相配合，限制兩個自由 度，即 X 軸移動和 Y 軸移動。 3、撥叉叉口一側(cè)面作為第三定位基準(zhǔn)，與 A 型固定式定位銷相配合，限制一 個自由度，即 Z 軸轉(zhuǎn)動，工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位。 3.3 切削力和夾緊力的計算 1.切屑力計算 刀具： 采用端面銑刀 機床： X52K 立式銑床 由3 所列公式 得 14 FV zwqueyXpFndafC0 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) 0.1vk 6F83.FqFX z=24 5.0y.uPaFw 代入上式，可得 F=2016N 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= 4321K 其中： 為基本安全系數(shù) 1.5 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.12 為刀具鈍化系數(shù) 1.13K 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.14 所以 NF4025 2、夾緊力的確定 wk6543210kk 由機床夾具手冊表 1-2-1 ,0.1,.,.210k .,.,.1,0. 6543 kkNWk8272 由夾緊機構(gòu)的特點得： NWk 25.906.1824 由上知夾緊力滿足要求。 3.4 定位誤差分析 定位誤差是指采用調(diào)整法加工一批工件時，由于定位不準(zhǔn)確而造成某一工序 在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置要求方面的加工 誤差。 當(dāng)采用夾具加工工件時，由于工件定位基準(zhǔn)和定位元件的工作表面均有制造 15 誤差使定位基準(zhǔn)位置變化，即定位基準(zhǔn)的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基 準(zhǔn)位置誤差，而對于一批工件來講就產(chǎn)生了定位誤差。如圖 1 所示 圖 1 用 V 型塊定位加工時的定位誤差 當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤 差即工序基準(zhǔn)相對定位基準(zhǔn)理想位置的最大變動量。 定位誤差指一批工件采用調(diào)整法加工，僅僅由于定位不準(zhǔn)而引起工序尺寸或 位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差 組成。 jbwd 根據(jù)相關(guān)公式和公差確定具體變動量。如圖 2，兩個極端情況：情況 1：d1=d1 ,d2=d2 使工序基準(zhǔn)盡可能地 高得加工尺寸；情況maxin 2：d1=d1 ,d2=d2 使工序基準(zhǔn)盡可能地 低得加工尺寸。且該工序定位誤差inax 12)(PHdw 16 圖 2 定位誤差 /)/21()minaxdOHdw =O1O2+(d2-（ d2-Td2))/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45 +0.03/20 0.392 3.5 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=14mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 B L H h D 1夾具體槽形尺寸 17 2B 2h 公稱 尺寸 允差 d 允差 4 公稱 尺寸 允差 D 14 -0.013 -0.033 20 8 5 10 5.5 20 +0.021 4 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 對刀塊選用圓形對刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圓形對刀塊的規(guī)格及主要尺寸： 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 18 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 -0.014 0.25 3.6 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由螺 母、圓墊圈、彈簧、螺栓、移動壓板和帶肩六角螺母等組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。 本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 19 結(jié)束語 本次課程設(shè)計綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考 驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪 圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了 對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。 首先，我要感謝老師對畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)。本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫 助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩 的指導(dǎo)，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解， 使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我， 在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更 好的完成了畢業(yè)設(shè)計。 我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全 身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努 力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。 最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這 篇課程設(shè)計。 20 參 考 文 獻(xiàn) 1 張耀宸主編.機械加工工藝設(shè)計手冊.北京：航空工業(yè)出版社，1989 2 肖繼德，陳寧平主編. 機床夾具設(shè)計（第 2 版）. 北京：機械工業(yè)出版 社 2005 3 浦林祥主編.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊（第 2 版）.北京：機械工業(yè)出 版社，1995 4 任嘉卉主編. 公差與配合手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1993 5東北工學(xué)院機械零件設(shè)計手冊編寫組 編. 機械零件設(shè)計手冊.北京： 冶金工業(yè)出版社，1983 6江南大學(xué)鄭修本主編. 機械制造工藝學(xué)（第二版）.北京：機械工業(yè)出版 社，1999 7上海理工大學(xué)陸劍中，孫家寧主編. 金屬切削原理與刀具（第 4 版）.北 京：機械工業(yè)出版社，2005 8劉力，王冰主編 . 機械制圖（第二版）.北京：高等教育出版社，2004 9陳于萍，高曉康編著. 互換性與測量技術(shù)（第二版）.北京：高等教育出 版社，2005 10張龍勛主編. 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計知道書及習(xí)題. 北京：機械工業(yè) 出版社，1999 11孟憲棟，劉彤安主編. 機床夾具圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，1999 14江洪，酈祥林，李仲興編著. Solidworks2006 基礎(chǔ)教程（第 2 版）.北 21 京：機械工業(yè)出版社，2006