I倒擋撥叉工藝及鉆8.7mm孔夾具設計[I倒檔撥叉][含高清CAD圖紙]

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機械制造技術基礎設計是在學完了機械制造基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐教學環(huán)節(jié)。這次設計我們能綜合運用機械制造基礎中的基本理論，并結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，在老師和同學的幫助下，我還對夾具，機床，刀具的的結構和工作原理有了更深的了解，不知不覺中我的圖紙分析、結構設計能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 在結束了《機械制造基礎》及有關的學習后，通過本次的設計使我們所學的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學會全面綜合地運用所學知識，去分析和解決機械制造中的問題的能力。 由于能力有限，經驗不足，設計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類型的確定 1 零件的作用 題目所給的零件為倒擋撥叉，是與操縱機構零件結合用與撥動滑動齒輪實現(xiàn)輸出軸的倒轉。故對配合面、8.7mm孔H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆? 2 零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。 從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結構比較復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產的鑄件。其主要加工的有8.7mm孔H9表面粗糙度為Ra6.3um，其軸軸要保證直線度M級0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與8.7mm孔H9軸線的垂直度為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，其軸線到開擋前腳面的尺寸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，兩內表面歸于孔8.7的對稱度為0.4，內表面表面粗糙度為Ra12.5，內表面滿足配合8.7mm孔H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔24端面、開擋內R15面、孔8.7內表面以及槽8.7mm孔H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結構復雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 3 零件的生產類型 依設計題目，結合生產實際可知該零件的生產綱領零件是大批量生產的鑄件。 三、毛坯的選擇與設計 1 選擇毛坯 該零件材料為ZG310-570，屬于批量生產，而且零件的結構復雜，采用鑄件成型。 2 確定機械加工余量 鑄件的尺寸公差按GB/T648.7mm孔-1999確定，機械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。 根據(jù)GB/T648.7mm孔-1999查表得尺寸公差CT為8-12級。加工余量等級為F~H。所以，可取CT=9級。查表（GB/T648.7mm孔）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 8.7mm孔H13槽面尺寸8.7mm孔 1.6 槽底面8.7mm孔 1.6 叉腳開擋尺寸23 1.7 3 設計毛坯圖 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 8.7mm孔H13槽面尺寸8.7mm孔 2 10 1.6 槽底面8.7mm孔 2 12 1.6 叉腳開擋尺寸23 2 19 1.7 下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請看毛坯圖）： 四、加工方法和工藝路線的設計 1 定位基準的選擇 （1）粗基準的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用肋板6的左端面作為粗基準來加工φ8.7mm孔H9孔。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，以及當零件有不加工表面應該以這些不加工表面做粗基準的原則，在以后的工序中，則使用經過加工的表面作為定位基準，加工φ8.7mm孔H9孔，保證其軸線的直線度，并作為以后工序的定位基準，這個基準就是精基準。 （2）精基準的選擇 在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。 2 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有內孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為ZG310-570。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下。 （1）φ24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。 （2）φ8.7mm孔H9孔：公差等級為9級，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)定其公差等級按IT9，可以先鉆后擴孔來滿足要求。 （3）開擋φ15內圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標注公差等級，故粗銑即可滿足要求。 （4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （5）槽8.7mm孔H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級13，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （6）槽8.7mm孔H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （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)定其公差等級按IT11，采用鉆孔即可達到要求。 3 制訂工藝路線 工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產綱領為成批生產所采用的通用機床配以專用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產率和減少機床數(shù)量，使生產成本下降?，F(xiàn)有工藝路線如下： 工藝路線一 工藝路線二 精鑄退火 精鑄退火 工序 工序 銑端面 鉆孔 鉆孔 粗銑腳面 擴孔 銑端面 倒角 擴孔 粗銑腳面 倒角 銑開擋 銑開擋 銑槽 銑槽 鉆孔 鉆孔 精銑腳面 方案的比較選擇： 方案2先銑腳面雖然滿足了先面后孔的原則，但是對于后面工序的基準選定卻不夠方便，所以不合理，根據(jù)根據(jù)經濟性級工序內容的簡便性可選擇方案一，并制定出詳細的工序內容。 毛坯為精鑄件，拿到毛坯后應該先退火處理下，消除掉鑄件在鑄造過程中產生的內應力及誤差。并在毛坯車間調整好毛坯的機械性能以達到技術要求，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下： 鑄造 熱處理 銑端面 鉆13孔、擴8.7mm孔H9孔 倒角 銑腳面、開擋 銑槽 鉆8.7 去毛刺 檢驗 根據(jù)工序安排編出機械加工工序卡，共6張。 五、工序設計 1 選擇加工設備與工藝裝備 （1）選擇機床 1-1工序4鉆13孔、擴8.7mm孔H9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，成批生產不要求很高的生產率，故選用臥式銑床就能滿足要求，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/T8.7mm孔38.1-1996。其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 1-3工序4擴8.7mm孔H9孔。選擇8.7mm孔 GB/T 18.7mm孔1-1984。其直徑為8.7mm孔mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長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。孔徑為8.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經濟效益，可做成直柄麻花鉆。 （3）選擇量具 本零件為中批量生產，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，參考有關手冊資料，選擇量具如下表： 工序 工序名稱 量具 3 銑端面 游標卡尺、粗糙塊 4 鉆13孔擴、8.7mm孔H9孔 游標卡尺、塞規(guī) 5 倒角 游標卡尺 6 銑腳面、開擋 游標卡尺、粗糙塊 7 銑槽 游標卡尺、粗糙塊 8 鉆8.7 游標卡尺、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8.7mm孔H9孔 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉆擴孔 鉆孔 擴孔 鉆孔 擴孔 鉆孔 擴孔 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 8.7mm孔H13槽底面 2 —— 10 —— Ra25 —— 8.7mm孔H13槽 1.6 0.4 8.7mm孔.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間 1工序3 切削用量：本工序為粗車端面，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,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速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：本工序為鉆φ13mm、擴φ8.7mm孔H9。 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，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉速n==58.7mm孔.19r/min,故取n=545r/min，此時v==22.26m/min。 2.2確定擴φ8.7mm孔H9孔的切削用量。 所選刀具為8.7mm孔 GB/T 18.7mm孔1-1984，其直徑為8.7mm孔mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，此時v==42.2m/min。 2.3基本時間 確定鉆φ13mm孔的基本時間 = 確定擴φ8.7mm孔H9孔的基本時間 = 3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。 3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速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,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速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,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速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 本工序為銑槽，先粗銑槽底，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,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速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,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對稱度為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 本工序為鉆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，工作長度80mm，，總長122mm。 確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此時v==26.24m/min。 七、夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序——鉆孔Φ8.7mm孔。兩夾具將分別用于Z525立式鉆床，刀具為高速麻花鉆。 (一)問題的提出 本夾具主要用來鉆孔Φ8.7mm孔，在加工時應保證和Φ8.7mm孔孔的垂直度要求。此外，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。精度不是主要考慮的問題。 (二)夾具設計 1、定位基準選擇 由零件圖可知, ,相對于Φ8.7mm孔孔有0.15的垂直度要求，為使定位誤差為零，應該選擇孔中心為定位基準保證該垂直度。 2、切削力及夾緊力計算 根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度： 當時，工作臺每分鐘進給量應為： 查說明書，取 計算切削基本工時： 因此， 3、夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該考慮提高勞動生產率。為此，設計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母扣，拔下固定V型塊，實現(xiàn)工件的快換。 八、設計小結 機械制造技術基礎設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是進行了生產實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科一次深入的綜合性總復習，和一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎. 由于能力有限、時間有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導  九、參考資料 [1]《機械制造技術基礎設計指南》 秦凱主編 化學工業(yè)出版社 [2]《機床夾具設計手冊》 王光斗 王春福主編 上?？茖W技術出版社 [3]《機械制造技術基礎》 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社 [4]《機床夾具設計手冊》 上?？茖W技術出版社