機械制造技術課程設計撥叉3零件加工工藝及銑撥叉頭右端面夾具設計【全套圖紙UG三維】

提供各專業(yè)全套設計 機械制造技術基礎課程設計說明書 題目：撥叉-3零件機械加工工藝過程設計及 銑撥叉頭右端面面夾具設計系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制作及其自動化 學 號 6011201144 姓 名 指導教師 2014年 9 月10日設計任務書設計題目：撥叉零件批量生產機械加工工藝過程設計及 撥叉-3 撥叉頭右端面 夾具設計設計內容與要求：1. 制定 撥叉-3 零件機械加工工藝規(guī)程，編制機械加工工藝過程卡片，選擇所用機床、夾具、刀具、量具、輔具；2. 對所制定的工藝進行必要的分析論證和計算；3. 確定毛坯制造方法及主要表面的總余量；4. 確定主要工序的工序尺寸、公差和技術要求；5. 對兩道主要工序進行工序設計，編制機械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量；6設計撥叉-3 撥叉頭右端面夾具，繪制夾具裝配圖；7對 同學的設計進行校對；8編寫設計說明書。車間設備（與設計有關的設備）：普通車床C6125，CM6125，C6132，C6140；數控車床CK6125，CK6132，CK6140；立式銑床X51K，X52K；臥式銑床X61W，X62W；工具銑床X8120；立式鉆床Z5125；臺式鉆床Z4115；設計小組：組長：成員： 指導教師簽字年月日成績：工作態(tài)度（滿分20）設計質量（滿分60）答辯（滿分10）校對質量（滿分10）總評 摘 要機械制造技術基礎課程設計是以切削理論為基礎、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術基本設計能力培養(yǎng)的實踐課程；是綜合運用機械制造技術的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機械制造技術基礎”知識及相關知識的一次全面應用訓練。全套圖紙UG三維，加153893706這是對我們各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是我們在走進社會工作崗位前的一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。本設計的內容是制訂撥叉加工工藝規(guī)程。詳細討論撥叉從毛坯到成品的機械加工工藝過程，分析總結操縱手柄的結構特點、主要加工表面，并制定相應的機械加工工藝規(guī)程；針對撥叉零件的主要技術要求，設計銑端面用的銑床夾具。本著力求與生產實際相結合的指導思想，本次畢業(yè)設計達到了綜合運用基本理論知識，解決實際生產問題的目的。由于個人能力所限、實踐經驗少、資料缺乏，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。關鍵詞：撥叉；工藝設計；工序設計；夾具設計4目 錄第一章 零件分析及工藝規(guī)劃11.1 零件分析11.2 工藝規(guī)劃2第二章 工序設計42.1 毛坯的確定及尺寸公差42.2 撥叉總余量的確定42.3 機床及刀具的選擇42.4 工序參數的計算4第三章 專用夾具的設計63.1 設計專用夾具零件圖63.2 定位誤差分析與計算73.3 夾具的用途和原理73.4 定位方式的選擇83.5 夾緊裝置83.6 夾具體及定位鍵選擇83.7 切削力和夾緊力的計算8第四章 校對說明10第五章 設計總結111參考文獻13附錄142天津大學仁愛學院機械工程系2011級機械制造課程設計第一章 零件分析及工藝規(guī)劃1.1 零件分析1.1.1零件圖 圖1-1撥叉-3二維圖 圖1-2撥叉-3三維圖1.1.2 零件的結構特點 該零件是車床的撥叉，它位于車床主運動變速機構中，撥動滑移齒輪移動，使主軸獲得不同速度，撥叉的20H7孔與操作機構的軸相連，叉腳的60mm圓弧與叉頭兩端面是與所撥動滑移齒輪的槽接觸，通過操作機構的力撥動下方滑移齒輪移動到不同的嚙合位置，實現(xiàn)變速。 1.1.3 零件毛坯與生產綱領零件材料為QT400-18，大批生產，撥叉的輪廓尺寸不大，且有較多不需要切削加工的表面，所以毛坯選用金屬模砂型機器制造型鑄造成形。查表得總體毛坯余量為單邊1.7mm。1.2 工藝規(guī)劃1.2.1 零件各加工表面及技術要求表1-1各加工表面及技術要求序號加工表面基本尺寸（mm）公差等級（mm）尺寸公差（mm）位置公差（mm）表面粗糙度（）1撥叉頭左右端面40未注公差3.22撥叉口左右端面20IT100-0.10.13.23撥叉口內表面60IT13+0.6+0.13.24撥叉腳底面2IT120-0.13.2520內孔20IT7+0.02101.668內孔8未注公差 1.2.2定位基準的選擇根據“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則,以撥叉頭的外圓及端面為粗基準，以20H7孔及其端面為精基準。1.2.3擬定機械加工工藝路線根據各加工表面的加工精度和表面粗糙度，參考機械加工工藝手冊，得到各表面的加工方案，根據加工順序的安排原則，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序號工序名稱工序內容設備01鑄造兩件合鑄02熱處理退火03粗銑撥叉左端面粗銑合鑄件左端面銑床04粗銑撥叉右端面粗銑撥叉頭、撥叉口右端面05半精銑撥叉左端面精銑合鑄件左端面06半精銑撥叉右端面精銑撥叉頭、撥叉口右端面07鉆，擴，鉸孔20內孔鉆床08粗車撥叉口粗車撥叉口60內圓面銑床09半精車撥叉口半精車撥叉口60內圓面10銑斷合鑄件將合鑄件從中間銑斷11粗銑撥叉口右端面12半精銑撥叉口右端面13精銑撥叉腳底面精銑撥叉腳底面14鉆，擴，鉸孔撥叉頭8通孔鉆床15去毛刺16中檢17校正撥叉腳18清洗19終檢20入庫 1.2.4工藝過程卡（見附錄）第二章 工序設計2.1 毛坯的確定及尺寸公差毛坯材料QT40018，為球墨鑄鐵，零件批量生產。查表毛坯鑄件公差等級812級，選擇10級，對應尺寸公差2.82.2 撥叉總余量的確定因為撥叉3最大尺寸位于63mm100mm范圍內，且球墨鑄鐵機器造型加工余量等級為EG，選擇F。查機械制造技術基礎課程設計指導教程表2-3及表2-4計算得總加工余量為1.7mm。2.3 機床及刀具的選擇根據毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需經濟精度等級IT12，選用立式銑床X51，根據所加工右端面，高速鋼套氏面銑刀。2.4 工序參數的計算2.4.1 背吃刀量的確定 根據查表得粗車加工余量為1mm，即粗車背吃刀量為1mm且總加工余量為1.7mm，所以半精車加工余量為0.7mm，即半精車背吃刀量為0.7mm。2.4.2 進給量的選擇 根據加工方法和機床選擇以及刀具參數，查表5-4和表4-2選擇粗車進給量f=0.71mm/r2.4.3 計算主軸轉速根據 ，查表5-2，選v=40m/min,算得n=159r/min，查表4-2取n=160r/min2.4.4 車削速度的計算 根據上式公式得v=40.2m/min。2.4.5 時間定額的確定 根據 , 根據零件尺寸得l=20mm，l2取3mm，l1取5,n=160r/min。算得tj=10.9s。因為tf選取等于0.2倍的tj,故tf=1.635s。且tb+tx取0.06(tj+tf),故tb+tx=0.75 求得t=13.29s第三章 專用夾具的設計3.1 設計專用夾具零件圖圖3-1夾具二維圖圖3-2夾具三維圖3.2 定位誤差分析與計算在本次設計中采用一面兩孔組合定位。采用幾何方法計算定位誤差通常要畫出定位簡圖，并在途中畫出工件變動的極限，然后運用幾何知識，求出工序基準在工序尺寸方向上的最大變動量，即為所求定位誤差。本次設計的50工件孔為定位基準，并且孔與心軸采用配合，孔的尺寸為，軸的尺寸為， 孔： 軸： 由公式 ，采用固定單邊接觸設計基準與定位基準重合，定位誤差為0.026mm。這時計算出來的定位誤差小于保證工序尺寸公差的1/3-1/5，所以該定位合理。3.3 對刀裝置的確定根據工序8銑操縱槽的規(guī)格，查1p174表9-3取矩形對刀塊，國標JB/T8031.3-1999。3.4 夾具的用途和原理3.4.1 夾具的用途該夾具是車撥叉口外表面夾具，用來大批量生產時加工銑撥叉頭右端面。3.4.2 工作原理鑄造一個夾具體，采用一面兩孔進行定位，定位銷于夾具體過盈配合，采用V形塊進行夾緊，夾具體與過渡盤配合，實現(xiàn)加工銑撥叉頭右端面。3.5 定位方式的選擇本工序是工序2，粗銑撥叉頭右端面；因為工件是合鑄件，工件分別以兩個撥叉頭20孔實現(xiàn)1點定位和2點定位，又以撥叉頭左端面實現(xiàn)3點定位，限制6個自由度，完全定位。3.6 夾緊裝置 根據生產率的要求，運用手動壓緊即可滿足要求，如圖3-2所示，撥叉頭采用一個固定V形塊與一個活動V形塊以內六角螺釘緊固。3.7 夾具體及定位鍵選擇3.7.1 夾具體設計根據工件、定位元件、夾緊裝置、對刀-導向元件以及其他輔助機構和裝置在總體上的配置，確定夾具體的外形尺寸。夾具體材料選用HT150，經鑄造，在加工成所需條件，其零件圖如圖3-23.7.2 定位鍵的選擇根據立式銑床X51工作臺U形槽寬B=14mm。選擇定位鍵規(guī)格為B14h6 JB/T8016-1999。3.8 切削力和夾緊力的計算3.8.1切削力的計算刀具：硬質合金端銑刀 do=25mm z=3切削用量:銑削力計算：由經驗公式 ： 查表 9.48 得其中： 修正系數 d0=30 ap=4 z=3 代入上式，可得 F=159.42N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數 K=其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 F=F*K=1520.63N3.8.2 夾緊力的計算工件以外圓定位夾緊力計算公式Q1=KMsin(a/2)/(2Rf1) Q2=KP(sina/2)/2f2 f1 和f2為摩擦系數，f1=0.2，K安全系數 P軸向力 M轉矩 R=30mm,由于Q1小于Q2且小于夾緊力所以符合。使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。第四章 校對說明本人對徐亮同學進行設計任務的校對，指出其中的不當之處，并讓其改正之處有：1、 夾具體定位設計中，不能使用螺紋緊固件當成定位元件使用；2、 心軸定位時，心軸需為標準件；3、 應選用標準尺寸連接螺釘；第五章 設計總結這次的課程設計對于我來說有著深刻的意義，這種意義不光是自己能夠完成設計任務，更重要的是在這段時間內使自己深刻感受到設計工作的那份艱難。而且設計工作不是我所想象中的那樣，設計師想怎么設計就怎么設計的，設計的標準還是得按國標規(guī)定的來設計。開始的時候感覺設計對我們這些剛剛入門的人來說,無非就是按照條條框框依葫蘆畫瓢的過程，有的時候感覺挺無聊的，反正按照步驟一定可以完成設計任務。其實不然，設計過程中有許多內容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。各種設計參數、規(guī)格、國標規(guī)定需要我們一個個的，去查找。課程設計是機械設計當中的非常重要的一環(huán)，本次課程設計時間僅有三周，但是通過本次每天都過得很充實的課程設計，收獲頗多。本次機械制造課程設計的任務分配中，我的任務是銑槽。通過對銑床專用夾具設計實訓，使我對機械制造技術基礎這門課有了更進一步的了解。我們現(xiàn)在對機械設計只不過是一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們去學習，在這三周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對其產生了濃厚的興趣。在這次課程設計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。在這段時間的不懈努力下，我了解了在課程設計中應注意的問題：1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設計應和工序設計統(tǒng)一所需設計的夾具絕大多數用于零件加工的某一特定工序。在工藝設計環(huán)節(jié)中，對該工序的設計已要求設計其定位與夾緊方案，因此夾具設計的具體內容應與工序設計保持一致，不能相互沖突。2）設計時要有整體觀念夾具設計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設計前是分開考慮的，設計后期通過夾具體的設計將各種元件聯(lián)系為一個整體。3）設計中應學習正確運用標準與規(guī)范對于國家標準的規(guī)范要嚴格要求和執(zhí)行。夾具設計過程中選擇各種功能元件時應注意盡可能選用標準件，減少非標準件的設計制造工作量，降低夾具成本?？傮w來說，通過這次設計我受益匪淺。培養(yǎng)了我的設計思維，增加了實際操作能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。在讓我體會到了搞設計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。在此，我由衷的感謝老師的教導與栽培，再次感謝！參考文獻1鄒青主編.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.2張世昌，李旦，高航主編.機械制造技術基礎M.北京：高等教育出版社，2007. 3劉長青主編.機械制造技術課程設計指導M.武漢：華中科技大學出版社，2007. 4崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南M.北京：化學工業(yè)出版社，2006.5王啟平主編.機床夾具設計M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005.6徐海枝主編.機械加工工藝編制M.北京：北京理工大學出版社，2009.7李洪主編.機械加工藝手冊M.北京：北京出版社，1990.附錄附錄一 機械加工工藝過程卡附錄二 機械加工工序卡附錄三 夾具體裝配圖14