撥叉機械加工工藝及銑槽夾具設計

撥叉機械加工工藝及銑槽夾具設計,機械,加工,工藝,夾具,設計 設計說明書 題目：撥叉的工藝規(guī)程及銑槽的夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)： 班 級： 指導老師： 目 錄 序 言 1 第一章 零件的工藝分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2零件的工藝分析 2 第二章 工藝路線的擬定 3 2.1毛坯的選擇 3 2.2 定位基準的選擇 3 2.1.1粗基準選擇 3 2.1.2 精基準的選擇 4 2.3 表面加工方法的選擇 5 2.4 工藝路線的擬定 6 第三章 主要工序設計 9 3.1工序1設計 9 3.2工序2設計 9 3.3工序3設計 9 3.4工序4設計 10 3.5工序5設計 11 3.6工序7設計 13 第四章 夾具設計 15 4.1 任務與要求 15 4.2 定位方案設計 15 4.2.1定位基準的選擇 15 4.2.2定位元件的布置 16 4.2.3定位誤差分析與計算 16 4.3 切削力及夾緊力計算 17 4.3.1夾緊力計算 17 4.3.2夾緊元件 20 4.4夾具設計及操作簡要說明 20 總 結(jié) 21 致 謝 23 參 考 文 獻 24 序 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)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(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)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 撥叉的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(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，并設計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 第一章 零件的工藝分析 1.1 零件的作用 撥叉的作用：定位和支撐的作用。 1.2零件的工藝分析 撥叉的工藝有2組加工面的分別為 1：以Φ56的上端面和側(cè)面為基準的加工面，這組加工面包括，銑Φ56的下端面，鉆擴鉸Φ28的孔。 2：以Φ56的下端面和Φ28的孔為基準的加工面，這組加工面主要是其他的孔和端面。 第二章 工藝路線的擬定 2.1毛坯的選擇 撥叉零件的材料HT200，HT200的可鑄性好，因此可用鑄造的方法　因為是成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造的方法生產(chǎn)鑄件毛坯，既可以提高生產(chǎn)率，又可以提高精度而且加工余量小等優(yōu)點。 2.2 定位基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 2.1.1粗基準選擇 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取上端面和側(cè)端面為定位基準，利用V型塊為定位元件。 2.1.2 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： 1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為精基準。 　2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應選與加工面的相對位置要求高的不加工面為精基準。 　3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。 　4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鑄造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 　5) 精基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一精基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產(chǎn)生較大的相互位置誤差。 以Φ56的下端面和Φ28的孔為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 2.3 表面加工方法的選擇 序號 工序 工序內(nèi)容 加工方式 1 鑄造 鑄造 鑄造 2 處理 時效處理 時效處理 3 銑 銑Φ56的左端面 銑 4 銑 銑Φ56的右端面 銑 5 鉆 鉆擴鉸Φ28的孔 鉆-擴-鉸 6 銑 銑56×45的端面 銑 7 銑 銑寬25mm的槽 銑 8 銑 銑Φ24的端面 銑 9 鉆 鉆擴鉸Φ12的孔 鉆-擴-鉸 10 鉆 鉆擴鉸Φ4的孔 鉆-擴-鉸 11 拉 拉鍵槽 拉 12 檢驗 檢驗 檢驗 13 入庫 入庫 入庫 2.4 工藝路線的擬定 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當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。通過仔細考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下兩種工藝方案： 方案一 1 鑄造 鑄造 2 處理 時效處理 3 銑 銑Φ56的左端面 4 銑 銑Φ56的右端面 5 鉆 鉆擴鉸Φ28的孔 6 銑 銑56×45的端面 7 銑 銑寬25mm的槽 8 銑 銑Φ24的端面 9 鉆 鉆擴鉸Φ12的孔 10 鉆 鉆擴鉸Φ4的孔 11 拉 拉鍵槽 12 檢驗 檢驗 13 入庫 入庫 方案二 1 鑄造 鑄造 2 處理 時效處理 3 鉆 鉆擴鉸Φ28的孔 4 銑 銑Φ56的左端面 5 銑 銑Φ56的右端面 6 銑 銑56×45的端面 7 銑 銑寬25mm的槽 8 銑 銑Φ24的端面 9 鉆 鉆擴鉸Φ12的孔 10 鉆 鉆擴鉸Φ4的孔 11 拉 拉鍵槽 12 檢驗 檢驗 13 入庫 入庫 工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案二先鉆擴鉸孔，再銑端面，違背了先面后孔的原則，后方案一先面后孔，先大孔后小孔，遵循了安排工藝的基本原則，更好地保證了工件的加工精度，綜合考慮我們選擇方案一。 具體的工藝路線如下 1 鑄造 鑄造 2 處理 時效處理 3 銑 銑Φ56的左端面 4 銑 銑Φ56的右端面 5 鉆 鉆擴鉸Φ28的孔 6 銑 銑56×45的端面 7 銑 銑寬25mm的槽 8 銑 銑Φ24的端面 9 鉆 鉆擴鉸Φ12的孔 10 鉆 鉆擴鉸Φ4的孔 11 拉 拉鍵槽 12 檢驗 檢驗 13 入庫 入庫 第三章 主要工序設計 3.1工序1設計 鑄造 3.2工序2設計 時效處理 3.3工序3設計 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51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 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 3.4工序4設計 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51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 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 3.5工序5設計 工步一鉆孔至φ27 確定進給量的確定：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ27孔時屬于低剛度零件，故進給量的確定應乘以系數(shù)0.75，則 根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)Z525立式鉆床說明書，取，因此實際切削速度計算為 切削工時計算：，，，則機動工時為 工步二：擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步3：鉸孔 根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量的確定和實際轉(zhuǎn)速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 3.6工序7設計 1.選擇刀具 刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 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 8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51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 按機床標準選?。?450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 第四章 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計工序銑槽的銑床夾具。 4.1 任務與要求 本夾具主要用于銑槽，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 4.2 定位方案設計 4.2.1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擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設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。我們采用外圓和底面為定位基準，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)。 4.2.2 定位元件的布置 此夾具采用心軸和定位擋銷為定位元件，心軸限制5個自由度，分別為X，Y，Z方向的自由度，X，Y旋轉(zhuǎn)的自由度，定位擋銷限制一個自由度，即為Z旋轉(zhuǎn)的自由度，精基準定位合理。如上圖序號5,6。 4.2.3 定位誤差分析與計算 用調(diào)整法加工一批工件時，工件在定位過程中，由于工件的定位基準與工序基準不重合，以及工件的定位基準面與夾具定位元件的定位表面存在制造誤差，都會引起工件的工序基準偏離理想位置，而使工序尺寸產(chǎn)生加工誤差，稱為定位誤差，常用表示。其數(shù)值大小為工件的工序基準沿工序尺寸方向上發(fā)生的最大偏移量。它由定位基準與工序基準不重合誤差和定位副制造不準確引起工序基準的位移誤差兩部分組成，其大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)之和，即 當工序基準位置與多個定位基準有關時，以上兩個誤差方向和工序尺寸方向便可能不一致，定位誤差的計算則比較復雜，需要具體情況具體分析。一般按最不利的情況找出定位時一批工件中工序基準的兩個極端位置，然后把工序基準的最大變動量折算到工序尺寸方向上，即可得到定位誤差。 使用夾具安裝工件時，應盡量減少定位誤差，在保證該工序加工要求的前提下，留給其他工藝系統(tǒng)誤差的比例大一些，以便能較好地控制加工誤差。根據(jù)加工誤差計算不等式，定位誤差應不超過零件公差的1/5-1/3。 定位心軸垂直放置： =0.019+0.007+0.002=0.028 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 4.3 切削力及夾緊力計算 4.3.1 夾緊力計算 （1）刀具： 采用端銑刀 φ31mm z=24 機床： x51立式銑床 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=12mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 [s]=3.5~4 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 4.3.2夾緊元件 如上圖7,8，使用開口墊圈和螺母，配合心軸夾緊工件。 4.4夾具設計及操作簡要說明 使用心軸定位，開口墊圈的壓緊力即可指定可靠的卡緊力。本工序為銑床加工，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)。 總 結(jié) 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鑄煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結(jié)合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鑄煉與提高；再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 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.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上海科學技術(shù)出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 24 頁 共 26 頁