批量生產(chǎn)K048-副變速撥叉加工工藝及銑叉腳兩側(cè)面夾具設(shè)計
批量生產(chǎn)K048-副變速撥叉加工工藝及銑叉腳兩側(cè)面夾具設(shè)計,批量,生產(chǎn),K048,變速,加工,工藝,銑叉腳兩,側(cè)面,夾具,設(shè)計
1 副變速撥叉銑叉腳外側(cè)面夾具設(shè)計
設(shè)計工序：副變速撥叉銑叉腳外側(cè)面夾具設(shè)計
2.1 問題的提出
本夾具要用于副變速撥叉銑叉腳外側(cè)面夾具設(shè)計夾具精度等級為IT12級，粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應(yīng)首先考慮保證副變速撥叉銑叉腳外側(cè)面夾具設(shè)計的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。
2.2 夾具設(shè)計
2.2.1 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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?；鶞蔬x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。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。Φ25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔和其端面作為定位精基準，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ25孔的端面作為定位夾具。
為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。
2.2.2切削力和夾緊力計算
（1）刀具： YG6立式銑刀
機床： 萬能銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
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=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
（2）夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=2.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，
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
2.2.3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和一定位銷，孔與銷間隙配合。
（2） 工件的工序基準為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角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，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
2.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明
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。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
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)。
3
機械05-6
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
姓名：何彥兵
產(chǎn)品名稱
零件名稱
副變速撥叉
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
KTH350-10
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準終
單件
1
銑
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
端銑刀、游標卡尺、專用夾具
2
擴孔
粗擴、精擴Φ14孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
3
校正
校正撥叉腳
鉗工臺
手錘、專用夾具
4
銑
粗銑、半精銑撥叉腳的兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
5
銑
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
6
鉆
鉆Φ8.7的孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
銑
粗銑14H13內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺、專用夾具
8
去毛刺
去毛刺
鉗工臺
平銼、專用夾具
9
中檢
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
10
熱處理
11
清洗
清洗
清洗機
擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院
機械05-6
機械加工工序卡片
工 序 名 稱
銑
工序 號
4
零件數(shù)量
1
零件號
零件名稱
副變速撥叉
材 料
毛 坯
牌號
硬度
形 式
重 量
KTH350-10
鍛 件
5kg
設(shè) 備
夾 具
工序工時(min)
名稱
型號
專用 夾 具
準終
單件
立式銑床
X51
工步
工 步 內(nèi) 容
工藝裝備
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
銑削速
度m/min
工步工時s
1
以操縱槽14H13右端面定位，粗銑左端面，加工余量0.5mm
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
1
0.5
0.08
160
40.2
16.9
（兩工件同時加工）
2
以操縱槽14H13左端面定位，粗銑右端面，加工余量0.5mm
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
1
0.5
0.08
160
40.2
設(shè)計者：何彥兵
指導(dǎo)老師
張興元
共1頁
第1頁
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 5
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計
題 目：副變速撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計
班 級：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：
一、設(shè)計題目
副變速撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計
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) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
四、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本次設(shè)計是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設(shè)計先加工孔后加工面。將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證它們的加工精度?；鶞蔬x擇以拔叉右面的最大的平面作為粗基準，來加工中間的通孔，然后以此加工過的孔作為精基準。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側(cè)平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工時是用鏜床鏜孔。最后以這兩個孔為基準，分別加工右側(cè)的槽和頂面的螺紋底孔。整個加工過程選用了鉆床、銑床和鏜床。工件在機床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞 加工工藝，定位，夾緊，專用夾具
Abstract
This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.
Keywords Process the craft，F(xiàn)ixed position，Clip tight，Appropriation tongs
目 錄
序言 1
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2
1.1零件的工藝分析 2
1.2零件的生產(chǎn)類型 2
2選擇毛坯，繪制毛坯圖 3
2.1選擇毛坯 3
2.2確定機械加工余量 3
2.3確定毛坯尺寸 3
2.4設(shè)計毛坯 3
3 選擇加工方法，制定工藝路線 4
3.1定位基準的選擇 4
3.2零件表面加工方法的選擇 4
3.3.制定工藝路線 4
4.工序設(shè)計 6
4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 6
4.2確定工序尺寸（工序XIV） 6
5確定切削用量及基本時間（工序4） 8
5.1切削用量的計算 8
5.2時間定額的計算 8
6夾具設(shè)計 10
6.1定位方案 10
6.2夾緊機構(gòu) 10
6.3 對刀裝置 10
6.4夾具與機床連接元件 10
6.5夾具體 10
7設(shè)計體會 11
參考文獻 12
序言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是大學(xué)必修課程，它是在學(xué)習(xí)了大部分專業(yè)課，尤其是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)以后進行的一個注重實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使我們做到學(xué)以致用。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的刀具、機床、基準定位、夾具等知識，并結(jié)合大二時生產(chǎn)實習(xí)的實踐，在老師和同學(xué)的幫助下獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題和難題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，鞏固了專業(yè)知識，提高了自主設(shè)計機械的能力，豐富了設(shè)計思維，為今后的畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)以后的設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)。
但是由于學(xué)生水平所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中存在一些毛病，希望各位老師不吝賜教。
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的工藝分析
零件的材料為KTH350-10，可鍛鑄鐵，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：
（1）撥叉左右端面粗糙度為25，通孔φ14粗糙度為3.2，此孔為加工其他孔的基準?？爪?.7粗糙度為25。
（2）撥叉頭上兩相對端面14H13,粗糙度為12.5，平行度為0.4。
（3）撥叉腳相對兩端面40B12，粗糙度為12.5，撥叉腳側(cè)面基本尺寸為6，粗糙度為6.3，垂直度為0.1。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
1.2零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：該零件的機構(gòu)尺寸較小，屬于輕型零件，產(chǎn)量4000件/年，設(shè)其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=4000*（1+4%）*(1+1%)=4201件，查表1-4屬中批量生產(chǎn).
2選擇毛坯，繪制毛坯圖
2.1選擇毛坯
該零件材料為可鍛鑄鐵，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的
2.2確定機械加工余量
根據(jù)鑄件材料，根據(jù)表2-5要求的機械加工余量等級及表2-4要求的鑄件機械加工余量（RMA）確定零件待加工部分的機械加工余量。
2.3確定毛坯尺寸
外圓面的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸加上2倍的機械加工余量，再減去鑄件公差的一半；內(nèi)腔的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸減去2倍的機械加工余量，再加上鑄件公差的一半。
2.4設(shè)計毛坯
（1） 根據(jù)鑄件的性質(zhì)和尺寸，鑄造時可不將φ14和φ8.7兩孔鑄出。
（2） 根據(jù)該撥叉的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。
3 選擇加工方法，制定工藝路線
3.1定位基準的選擇
粗基準的選擇：按有關(guān)基準的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)選擇副變速撥叉頭的右端面和φ14mm孔的外圓面為主要的定位粗基準。
精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為精基準。
3.2零件表面加工方法的選擇
1 撥叉頭兩端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行粗銑。
2 Φ14孔 IT7, 表面粗糙度為Ra3.2, 粗擴、精擴。
3 撥叉腳相對的兩端面 IT12，表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑、半精銑。
4 撥叉腳兩側(cè)面 IT10, 表面粗糙度為Ra6.3, 精銑。
5 14H13底面和內(nèi)側(cè)面 IT13, 表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑。
6 Φ8.7的孔 IT11, 表面粗糙度為Ra25。
3.3.制定工藝路線
工序1：粗銑撥叉頭兩端面。
工序2：粗擴、精擴Φ14孔。
工序3：校正撥叉腳。
工序4：粗銑、半精銑撥叉腳兩端面。
工序5：銑叉抓口內(nèi)側(cè)面。
工序6：鉆Φ8.7的孔。
工序7：粗銑14H13內(nèi)側(cè)面。
工序8：去毛刺。
工序9：中檢。
工序10：熱處理。
工序11：清洗。
工序12：終檢
4.工序設(shè)計
4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
在中批量生產(chǎn)的條件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機床，也可以選用通用設(shè)備。根據(jù)本零件加工的工序特點和工序安排，選用如下表所列的加工設(shè)備和工藝設(shè)備：
工
序
號
工 名
序 稱
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
銑
立式銑床X51
端銑刀、游標卡尺、專用夾具
2
擴孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
3
校正
鉗工臺
手錘、專用夾具
4
銑
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
5
銑
立式銑床X51
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
6
鉆
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
銑
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺、專用夾具
8
去毛刺
鉗工臺
平銼、專用夾具
9
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
10
熱處理
11
清洗
清洗機
擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
4.2確定工序尺寸（工序XIV）
由表可查得，操縱槽14H13內(nèi)側(cè)面相對兩端面的單邊余量為0.5。可確定各工步尺寸的加工精度等級為，粗銑IT13。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值均為1.1mm。
綜上所述，該工序兩個工步的工序尺寸及公差均為，粗銑：
13±0.55mm。
5確定切削用量及基本時間（工序4）
5.1切削用量的計算
（1）背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1=0.5,工步2的背吃刀量ap2=0.5mm.
（2）進給量的確定 由表5-7，按機床功率為5-10kw、工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取0.08mm/z。
（3）銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為44.9m/min。由公式（5-1）n=1000v/Πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000*44.9m/min/Π*80mm=178.65r/min,參照表4-18所列臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將次轉(zhuǎn)速帶入公式,可求出該工序的實際銑削速度v=nΠd/1000=40.2m/min。
5.2時間定額的計算
5.2.1 基本時間tm的計算￣
根據(jù)表5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出該工序的基本時間。由于該工序包括兩個工步，即兩個工件同時加工，式中L=15*2=30mm；L2=1～3mm，取L2=1mm；L1=0.5（d-√ae*ae-d*d））+1=0.5（14-6）+1=5mm；fMz=fn=fz*Z*n=128mm/min。
將上述結(jié)果代入公式tj=（L+L1+L2）/fMz，則該工序的基本時間tj=(30+5+1)mm/128mm/min=16.9s
5.2.2 輔助時間tr的計算
輔助時間tr與基本時間tj之間的關(guān)系為tr=(0.15～0.2)tj,取tf=0.15tj,則工序的輔助時間tr=0.15*16.9=2.54s.
5.2.3 其他時間tb+tx的計算
對于中批量生產(chǎn)，布置工作地的時間tb是作業(yè)時間的2%～7%，休息與勝利需要時間tx是作業(yè)時間的2%～4%，這里均取3%，則：
tb+tx=(3%+3%)*（16.9+2.54）=1.17s。
5.2.4 單件時間tdj的計算
根據(jù)上述結(jié)果得tdj=16.9s+2.54s+1.17s=20.61s。
6夾具設(shè)計
6.1定位方案
工件以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為定位基準。，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制1個自由度、長銷限制4個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位面上加一個螺釘來限制旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個自由度都被限制了。
6.2夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用結(jié)構(gòu)簡單、夾緊迅速的偏心壓板夾緊機構(gòu)，通過偏心輪實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。
6.3 對刀裝置
采用直角對刀塊進行對刀。
6.4夾具與機床連接元件
在夾具體上設(shè)計座耳，用T形螺栓固定。
6.5夾具體
見夾具體零件圖。
7設(shè)計體會
在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了該課程設(shè)計。通過該課程設(shè)計，收獲頗多。作為一名機械系，機械設(shè)計制造及自動化大三的學(xué)生，我覺得能做類似的課程設(shè)計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的大三的時間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計手冊了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級為設(shè)計。同時，我覺得應(yīng)該培養(yǎng)我們的團隊合作精神，讓幾個人一起作這樣的課程設(shè)計我想會更好的發(fā)揮我們的特長。
參考文獻
[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué) .《機床夾具設(shè)計》.上海科學(xué)技術(shù)出版社 .1990。
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[12]趙家奇 .《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書—2版》.北京:機械工業(yè)出版社.2000.10。
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[14]黃健求..《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》. 機械工業(yè)出版社 .2005。
[15]楊叔子. 《機械加工工藝師手冊》. 機械工業(yè)出版社 .2000。
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
姓名：何彥兵
產(chǎn)品名稱
零件名稱
副變速撥叉
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
KTH350-10
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每 臺 件 數(shù)
1
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準終
單件
1
銑
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
端銑刀、游標卡尺、專用夾具
2
擴孔
粗擴、精擴Φ14孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
3
校正
校正撥叉腳
鉗工臺
手錘、專用夾具
4
銑
粗銑、半精銑撥叉腳的兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
5
銑
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
6
鉆
鉆Φ8.7的孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
銑
粗銑14H13內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺、專用夾具
8
去毛刺
去毛刺
鉗工臺
平銼、專用夾具
9
中檢
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
10
熱處理
11
清洗
清洗
清洗機
擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
機械加工工序卡片
工 序 名 稱
銑
工序 號
4
零件數(shù)量
1
零件號
零件名稱
副變速撥叉
材 料
毛 坯
牌號
硬度
形 式
重 量
KTH350-10
鍛 件
5kg
設(shè) 備
夾 具
工序工時(min)
名稱
型號
專用 夾 具
準終
單件
立式銑床
X51
工步
工 步 內(nèi) 容
工藝裝備
走刀次數(shù)
切削深度mm
進給量mm/r
主軸轉(zhuǎn)速r/min
銑削速
度m/min
工步工時s
1
以操縱槽14H13右端面定位，粗銑左端面，加工余量0.5mm
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
1
0.5
0.08
160
40.2
16.9
（兩工件同時加工）
2
以操縱槽14H13左端面定位，粗銑右端面，加工余量0.5mm
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
1
0.5
0.08
160
40.2
設(shè)計者：何彥兵
指導(dǎo)老師
張興元
共1頁
第1頁
附件圖紙
零件圖
夾具體
夾具裝配圖
遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 12
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計
題 目：副變速撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計
班 級： 機械05-6班
姓 名： 何彥兵
指導(dǎo)教師： 張興元
完成日期： 2008.6.30
一、設(shè)計題目
副變速撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及加工操縱槽內(nèi)側(cè)面的工藝裝備設(shè)計
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) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機械加工工藝過程綜合卡片(參附表1) 1張
(4) 與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計說明書(5000～8000字) 1份
四、指導(dǎo)教師評語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本次設(shè)計是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計。此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設(shè)計先加工孔后加工面。將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證它們的加工精度?；鶞蔬x擇以拔叉右面的最大的平面作為粗基準，來加工中間的通孔，然后以此加工過的孔作為精基準。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側(cè)平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工時是用鏜床鏜孔。最后以這兩個孔為基準，分別加工右側(cè)的槽和頂面的螺紋底孔。整個加工過程選用了鉆床、銑床和鏜床。工件在機床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞 加工工藝，定位，夾緊，專用夾具
Abstract
This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.
Keywords Process the craft，F(xiàn)ixed position，Clip tight，Appropriation tongs
序言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是大學(xué)必修課程，它是在學(xué)習(xí)了大部分專業(yè)課，尤其是機械制造技術(shù)基礎(chǔ)以后進行的一個注重實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使我們做到學(xué)以致用。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的刀具、機床、基準定位、夾具等知識，并結(jié)合大二時生產(chǎn)實習(xí)的實踐，在老師和同學(xué)的幫助下獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題和難題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，鞏固了專業(yè)知識，提高了自主設(shè)計機械的能力，豐富了設(shè)計思維，為今后的畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)以后的設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)。
但是由于學(xué)生水平所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中存在一些毛病，希望各位老師不吝賜教。
1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1零件的工藝分析
零件的材料為KTH350-10，可鍛鑄鐵，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：
（1）撥叉左右端面粗糙度為25，通孔φ14粗糙度為3.2，此孔為加工其他孔的基準?？爪?.7粗糙度為25。
（2）撥叉頭上兩相對端面14H13,粗糙度為12.5，平行度為0.4。
（3）撥叉腳相對兩端面40B12，粗糙度為12.5，撥叉腳側(cè)面基本尺寸為6，粗糙度為6.3，垂直度為0.1。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
1.2零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：該零件的機構(gòu)尺寸較小，屬于輕型零件，產(chǎn)量4000件/年，設(shè)其備品率為4%，機械加工廢品率為1%，則零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=4000*（1+4%）*(1+1%)=4201件，查表1-4屬中批量生產(chǎn).
2選擇毛坯，繪制毛坯圖
2.1選擇毛坯
該零件材料為可鍛鑄鐵，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。這從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的
2.2確定機械加工余量
根據(jù)鑄件材料，根據(jù)表2-5要求的機械加工余量等級及表2-4要求的鑄件機械加工余量（RMA）確定零件待加工部分的機械加工余量。
2.3確定毛坯尺寸
外圓面的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸加上2倍的機械加工余量，再減去鑄件公差的一半；內(nèi)腔的毛坯基本尺寸為最終機械加工后的尺寸減去2倍的機械加工余量，再加上鑄件公差的一半。
2.4設(shè)計毛坯
（1） 根據(jù)鑄件的性質(zhì)和尺寸，鑄造時可不將φ14和φ8.7兩孔鑄出。
（2） 根據(jù)該撥叉的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。
3 選擇加工方法，制定工藝路線
3.1定位基準的選擇
粗基準的選擇：按有關(guān)基準的選擇原則，即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作粗基準?，F(xiàn)選擇副變速撥叉頭的右端面和φ14mm孔的外圓面為主要的定位粗基準。
精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為精基準。
3.2零件表面加工方法的選擇
1 撥叉頭兩端面 公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra25，需進行粗銑。
2 Φ14孔 IT7, 表面粗糙度為Ra3.2, 粗擴、精擴。
3 撥叉腳相對的兩端面 IT12，表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑、半精銑。
4 撥叉腳兩側(cè)面 IT10, 表面粗糙度為Ra6.3, 精銑。
5 14H13底面和內(nèi)側(cè)面 IT13, 表面粗糙度為Ra12.5, 粗銑。
6 Φ8.7的孔 IT11, 表面粗糙度為Ra25。
3.3.制定工藝路線
工序1：粗銑撥叉頭兩端面。
工序2：粗擴、精擴Φ14孔。
工序3：校正撥叉腳。
工序4：粗銑、半精銑撥叉腳兩端面。
工序5：銑叉抓口內(nèi)側(cè)面。
工序6：鉆Φ8.7的孔。
工序7：粗銑14H13內(nèi)側(cè)面。
工序8：去毛刺。
工序9：中檢。
工序10：熱處理。
工序11：清洗。
工序12：終檢
4.工序設(shè)計
4.1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
在中批量生產(chǎn)的條件下，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機床，也可以選用通用設(shè)備。根據(jù)本零件加工的工序特點和工序安排，選用如下表所列的加工設(shè)備和工藝設(shè)備：
工
序
號
工 名
序 稱
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
銑
立式銑床X51
端銑刀、游標卡尺、專用夾具
2
擴孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
3
校正
鉗工臺
手錘、專用夾具
4
銑
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
5
銑
立式銑床X51
三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具
6
鉆
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
銑
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標卡尺、專用夾具
8
去毛刺
鉗工臺
平銼、專用夾具
9
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
10
熱處理
11
清洗
清洗機
擴孔鉆、卡尺、塞規(guī)
12
終檢
塞規(guī)、百分表、卡尺、專用夾具
4.2確定工序尺寸（工序XIV）
由表可查得，操縱槽14H13內(nèi)側(cè)面相對兩端面的單邊余量為0.5?？纱_定各工步尺寸的加工精度等級為，粗銑IT13。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值均為1.1mm。
綜上所述，該工序兩個工步的工序尺寸及公差均為，粗銑：
13±0.55mm。
5確定切削用量及基本時間（工序4）
5.1切削用量的計算
（1）背吃刀量的確定 工步1的背吃刀量ap1=0.5,工步2的背吃刀量ap2=0.5mm.
（2）進給量的確定 由表5-7，按機床功率為5-10kw、工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取0.08mm/z。
（3）銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為44.9m/min。由公式（5-1）n=1000v/Πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=1000*44.9m/min/Π*80mm=178.65r/min,參照表4-18所列臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將次轉(zhuǎn)速帶入公式,可求出該工序的實際銑削速度v=nΠd/1000=40.2m/min。
5.2時間定額的計算
5.2.1 基本時間tm的計算￣
根據(jù)表5-43中面銑刀銑平面的基本時間計算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出該工序的基本時間。由于該工序包括兩個工步，即兩個工件同時加工，式中L=15*2=30mm；L2=1～3mm，取L2=1mm；L1=0.5（d-√ae*ae-d*d））+1=0.5（14-6）+1=5mm；fMz=fn=fz*Z*n=128mm/min。
將上述結(jié)果代入公式tj=（L+L1+L2）/fMz，則該工序的基本時間tj=(30+5+1)mm/128mm/min=16.9s
5.2.2 輔助時間tr的計算
輔助時間tr與基本時間tj之間的關(guān)系為tr=(0.15～0.2)tj,取tf=0.15tj,則工序的輔助時間tr=0.15*16.9=2.54s.
5.2.3 其他時間tb+tx的計算
對于中批量生產(chǎn)，布置工作地的時間tb是作業(yè)時間的2%～7%，休息與勝利需要時間tx是作業(yè)時間的2%～4%，這里均取3%，則：
tb+tx=(3%+3%)*（16.9+2.54）=1.17s。
5.2.4 單件時間tdj的計算
根據(jù)上述結(jié)果得tdj=16.9s+2.54s+1.17s=20.61s。
6夾具設(shè)計
6.1定位方案
工件以撥叉頭左端面和叉軸孔φ14mm作為定位基準。，采用平面和定位銷組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制1個自由度、長銷限制4個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位面上加一個螺釘來限制旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個自由度都被限制了。
6.2夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用結(jié)構(gòu)簡單、夾緊迅速的偏心壓板夾緊機構(gòu)，通過偏心輪實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。
6.3 對刀裝置
采用直角對刀塊進行對刀。
6.4夾具與機床連接元件
在夾具體上設(shè)計座耳，用T形螺栓固定。
6.5夾具體
見夾具體零件圖。
7設(shè)計體會
在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了該課程設(shè)計。通過該課程設(shè)計，收獲頗多。作為一名機械系，機械設(shè)計制造及自動化大三的學(xué)生，我覺得能做類似的課程設(shè)計是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過的大三的時間里我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)基礎(chǔ)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實踐面？如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識用到實踐中去呢？我想做類似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次大作業(yè)的過程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計手冊了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合工程標準，一次次翻閱機械設(shè)計手冊是十分必要的，同時也是必不可少的。我們是在作設(shè)計，但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有理可尋，不切實際的構(gòu)想永遠只能是構(gòu)想，永遠無法升級為設(shè)計。同時，我覺得應(yīng)該培養(yǎng)我們的團隊合作精神，讓幾個人一起作這樣的課程設(shè)計我想會更好的發(fā)揮我們的特長。
參考文獻
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