機械制造技術(shù)課程設(shè)計撥叉1零件加工工藝及銑操縱槽夾具設(shè)計【全套圖紙UG三維】

提供各專業(yè)全套設(shè)計機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書題目：撥叉-1零件機械加工工藝過程設(shè)計及銑操縱槽夾具設(shè)計系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 2014年 9 月 10 日設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：撥叉-1零件批量生產(chǎn)機械加工工藝過程設(shè)計及銑操縱槽夾具設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容與要求：1制定 撥叉 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(shù)要求；5對兩道工序進行工序設(shè)計，編制機械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量，計算時間定額；6設(shè)計銑床夾具，繪制夾具裝配圖，進行必要的計算（如夾具元件結(jié)構(gòu)尺寸計算，切削力、夾緊力、定位誤差、導(dǎo)向誤差計算等）；7對 左鵬 同學(xué)的設(shè)計進行校對；8編寫設(shè)計說明書。車間設(shè)備（與設(shè)計有關(guān)的設(shè)備）：立式銑床X51K，X52K；臥式銑床X61W，X62W；立式鉆床Z525；立式鉆床Z515；臺式鉆床Z4115；外圓磨床MG1416，MG1432；內(nèi)圓磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；插床B5025；拉床L6106設(shè)計小組：組長：左鵬成員：仵北京、楊勤標(biāo)、孫建航、周珂瑋 指導(dǎo)教師簽字年月日 成績：工作態(tài)度（滿分20）設(shè)計質(zhì)量（滿分60）答辯（滿分10）校對質(zhì)量（滿分10）總評摘 要機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是以切削理論為基礎(chǔ)、制造工藝為主線、兼顧工藝裝備知識的機械制造技術(shù)基本設(shè)計能力培養(yǎng)的實踐課程；是綜合運用機械制造技術(shù)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(xué)環(huán)節(jié)；是對學(xué)生運用所掌握的“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”知識及相關(guān)知識的一次全面應(yīng)用訓(xùn)練。全套圖紙三維，加153893706這是對我們各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，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(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)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(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。本設(shè)計的內(nèi)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(jié)操縱手柄的結(jié)構(gòu)特點、主要加工表面，并制定相應(yīng)的機械加工工藝規(guī)程；針對撥叉零件的主要技術(shù)要求，設(shè)計銑端面用的銑床夾具。本著力求與生產(chǎn)實際相結(jié)合的指導(dǎo)思想，本次畢業(yè)設(shè)計達到了綜合運用基本理論知識，解決實際生產(chǎn)問題的目的。由于個人能力所限、實踐經(jīng)驗少、資料缺乏，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。關(guān)鍵詞：撥叉；工藝設(shè)計；工序設(shè)計；夾具設(shè)計目 錄第一章 零件分析11.1 零件的功用11.2 零件的工藝分析2第二章 工藝規(guī)劃設(shè)計32.1 毛坯的確定32.2 基準(zhǔn)的選擇32.3 機械加工工藝路線的確定32.4 編制機械加工工藝過程卡4第三章 機械加工工序設(shè)計53.1 機床及工藝裝備的選擇53.2 切削用量的選擇53.3 工時定額的制訂63.4 編制機械加工工序卡6第四章 專用夾具的設(shè)計74.1 定位方案的與定位裝置的確定74.2 定位誤差分析與計算84.3 對刀裝置的確定94.4 夾具的確定94.5 切削力與夾緊力的確定94.6 夾具體及定位鍵選擇104.7 夾具裝配圖的繪制11第五章 校對說明12第六章 設(shè)計總結(jié)13參考文獻15附錄16 19天津大學(xué)仁愛學(xué)院機械工程系2011級機械制造課程設(shè)計第一章 零件分析1.1 零件的功用1.1.1 零件圖圖1-1零件二維圖圖1-2零件三維圖1.1.2 零件的功用該零件是以15H8孔套在軸上，并用銷釘經(jīng)H12孔與軸定位的，撥叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的槽中，變速操縱機構(gòu)通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑動，撥叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑移，就可實現(xiàn)變速箱的變速功能，從而實現(xiàn)拖拉機的變速。1.2 零件的工藝分析1.2.1 零件的結(jié)構(gòu)分析撥叉的主要工作表面為操縱槽及撥叉兩端面。主要配合面為15H8孔、5H12孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)而50H12。該零件屬特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于撥叉在工作時有一定的強度、剛度和韌度。外形不規(guī)則，剛性較差易變形。1.2.2 零件毛坯與生產(chǎn)綱領(lǐng)零件材料為QT400-18，大批生產(chǎn)，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。查表的總體毛坯余量為單邊1.4mm。1.2.3 零件各加工表面及技術(shù)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（）加工方法1撥叉頭左右端面36未注公差6.3粗銑215H8孔15IT8+0.02701.6鉆粗鉸精鉸3撥叉腳兩端面7IT11-0.15-0.250.13.2粗銑半精銑4撥叉腳內(nèi)側(cè)面50IT12+0.2503.2粗銑半精銑5操縱槽13IT12+0.203.2粗銑半精銑66H12孔6IT12+0.1200.26.3鉆擴表1-1各加工表面及技術(shù)要求第二章 工藝規(guī)劃設(shè)計2.1 毛坯的確定2.1.1 毛坯的類型及制造方法使用QT40018作為制造材料。又因為零件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)類型為大批量，故選擇砂型鑄造，采用機器造型。2.1.2 毛坯的尺寸公差及加工總余量的確定根據(jù)毛坯材料及鑄造方法查1p23表2-1，得毛坯鑄件的公差等級為CT812，選擇CT10。根據(jù)毛坯材料及鑄造方法查1p25表2-5，得鑄件要求得機械加工余量等級為EG，選擇G級，再根據(jù)加工余量等級和零件最大尺寸查1p24表2-4得機械加工總余量RMA為1.4。2.2 基準(zhǔn)的選擇從零件圖中可知大部分尺寸和形位公差都是以15H8孔中心線及其端面為設(shè)計基準(zhǔn)，因此，根據(jù)“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則必須首先加工出15H8孔及其端面，作為后續(xù)工序的精基準(zhǔn)。根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，以撥叉頭的外圓及端面為粗基準(zhǔn)。2.3 機械加工工藝路線的確定2.3.1 根據(jù)零件尺寸及精度要求確定表面加工方案查2p215表5-6，p216表5-7，p217表5-8可知：a.端面尺寸精度和粗糙度要求經(jīng)粗銑后精銑均可達到；b.15孔的上下表面要求粗糙度為Ra=6.3um，粗銑即可達到；c.15孔要求公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra=1.6um，鉆孔后擴孔，再鉸孔即可達到；d.操縱槽要求公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra=3.2um，粗銑后半精銑即可達到；g. 6孔可先鉆出4的通孔，裝配時再擴。2.3.2 工藝路線方案的設(shè)定根據(jù)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(jù)加工順序的安排原則，制定如下加工方案：表1-2加工方案工序號內(nèi)容設(shè)備工序號內(nèi)容設(shè)備1粗銑撥叉頭右端面銑床6粗銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面銑床2粗銑撥叉頭左端面銑床7半精銑銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面銑床3鉆，粗鉸，精鉸15H8孔鉆床8粗銑操縱槽銑床4粗銑撥叉腳左右端面銑床9半精銑操縱槽銑床5半精銑銑撥叉腳左右端面銑床10鉆，擴6H12孔鉆床2.4 編制機械加工工藝過程卡（見附一）第三章 機械加工工序設(shè)計3.1 機床及工藝裝備的選擇3.1.1 機床的選擇以下工序主要加工操縱槽。根據(jù)工序8的加工方式查3p63表5-9，可得到銑操縱槽的加工方法所用到的機床為臥式萬能銑床X61W，主電機功率為4kw。3.1.2 工藝裝備的選擇3.1.2.1 金屬切削刀具根據(jù)工序8粗銑操縱槽的中操縱深12mm的規(guī)格，查3p88表5-41選擇三面刃銑刀，且三面刃銑刀直徑為110150mm。根據(jù)槽寬13mm，且根據(jù)1p41表2-26，槽的精銑加工余量為a=1.5，選三面刃銑刀的刀寬為10mm。根據(jù)刀寬查3p89表5-44錯齒三面刃銑刀的規(guī)格，取刀的直徑125mm、齒數(shù)為20個。刀具材料選擇為高速鋼。3.1.2.2 量具的選擇根據(jù)零件中對操縱槽的尺寸要求及加工精度，該步工序只需普通游標(biāo)卡尺即可。3.2 切削用量的選擇工序8：粗銑操縱槽本工序選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，齒數(shù)Z=20mm，刀寬L=10mm，直徑d=125mm，孔徑D=32mm。因為是粗加工，所以1次走刀就行，背吃刀量=12.0mm。查3p143表5-119，得每齒的進給量推薦值為=0.150.3mm/z，加工鑄件可取大值，則取=0.2mm/z。根據(jù)刀具材料及工件材料查3p146表5-124知=1530m/min，粗加工為提高生產(chǎn)效率，取=30m/min。,查3p63表5-9取n=80r/min，因此銑削速度為。3.3 工時定額的制訂工時定額一般由基本時間、輔助時間、布置工作地時間、休息與生理需要時間、準(zhǔn)備與終結(jié)時間。五部分組成，在成批量生產(chǎn)的情況下，可以不需要考慮準(zhǔn)備與終結(jié)時間。根據(jù)查3p160表5-144查得:輔助時間一般為（1520），取查3p171表5-154得,由于要切入工件兩次，所以:3.4 編制機械加工工序卡（見附二）第四章 專用夾具的設(shè)計4.1 定位方案的與定位裝置的確定4.1.1 定位方案的確定15孔的中心線與撥叉頭左右端面有位置精度要求，因此選15孔為主要定位基準(zhǔn)，原理如下圖4-1。圖4-1 工序簡圖4.1.2 定位裝置的確定根據(jù)定位方案的選擇，其中15的孔需要一個4點定位，故選擇一長心軸定位，15孔底端面需要一點定位，以心軸軸肩定位，撥叉頭右端面的一點定位，選用一圓柱銷定位，圓柱銷規(guī)格為GB/T119-2000 B1030。心軸為定制件。規(guī)格如下圖4-2。圖4-2 心軸規(guī)格4.2 定位誤差分析與計算在本次設(shè)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(zhǔn)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(shè)計的50工件孔為定位基準(zhǔn)，并且孔與心軸采用配合，孔的尺寸為，軸的尺寸為 ,則 孔： 軸： 由公式 ，采用固定單邊接觸設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)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。4.3 對刀裝置的確定根據(jù)工序8銑操縱槽的規(guī)格，查1p174表9-3取直角對刀塊，國標(biāo)JB/T8031.3-1999。4.4 夾具的確定結(jié)合定位方案和定位元件，因生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，快速夾緊是關(guān)鍵，故采用移動壓板式夾緊機構(gòu)，移動式壓板規(guī)格為A6x45 JB/T8010.1-1999,除此之外在定位元件心軸與工件15孔上端面處使用帶肩六角螺母配合夾,其規(guī)格為M10 JB/T8004.1-1999。4.5 切削力與夾緊力的確定銑操縱槽時用高速鋼錯齒三面刃銑刀，d=125，z=20，查4p34表2-18銑削力計算：由經(jīng)驗公式 ： （4-1）查4p23表2-9得其中： 修正系數(shù)。 代入上式，可得:因在計算夾緊力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) 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 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 經(jīng)計算夾緊力N>Fc切削力，顧夾緊力符合要求，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。4.6 夾具體及定位鍵選擇4.6.1 夾具體設(shè)計根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀-導(dǎo)向元件以及其他輔助機構(gòu)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(jīng)鑄造，在加工成所需條件，其零件圖如下：圖4-3夾具體三維正視圖圖4-4夾具體三維正二視圖4.6.2 定位鍵的選擇根據(jù)X61臥式銑床工作臺T形槽寬B=14mm。選擇定位鍵規(guī)格為B14h6 JB/T8016-1999。4.7 夾具裝配圖的繪制（見附三）第五章 校對說明本人對左鵬同學(xué)進行設(shè)計任務(wù)的校對，指出其中的不當(dāng)之處，并讓其改正之處有：1、 夾具體定位設(shè)計中，不能使用螺紋緊固件當(dāng)成定位元件使用；2、 心軸定位時，心軸需為標(biāo)準(zhǔn)件；3、 對刀塊擺放位置需在裝配圖上表示出；第六章 設(shè)計總結(jié)這次的課程設(shè)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(shè)計任務(wù)，更重要的是在這段時間內(nèi)使自己深刻感受到設(shè)計工作的那份艱難。而且設(shè)計工作不是我所想象中的那樣，設(shè)計師想怎么設(shè)計就怎么設(shè)計的，設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)還是得按國標(biāo)規(guī)定的來設(shè)計。開始的時候感覺設(shè)計對我們這些剛剛?cè)腴T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(shè)計任務(wù)。其實不然，設(shè)計過程中有許多內(nèi)容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。各種設(shè)計參數(shù)、規(guī)格、國標(biāo)規(guī)定需要我們一個個的，去查找。課程設(shè)計是機械設(shè)計當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)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(shè)計，收獲頗多。本次機械制造課程設(shè)計的任務(wù)分配中，我的任務(wù)是銑槽。通過對銑床專用夾具設(shè)計實訓(xùn)，使我對機械制造技術(shù)基礎(chǔ)這門課有了更進一步的了解。我們現(xiàn)在對機械設(shè)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?nèi)W(xué)習(xí)，在這三周短暫的課程設(shè)計里，我學(xué)會了一些機械設(shè)計的最基本的理論，同時也對其產(chǎn)生了濃厚的興趣。在這次課程設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計和計算過程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯誤，在同學(xué)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(xué)習(xí)，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(shè)計中應(yīng)注意的問題：1）注意與工藝規(guī)程的銜接，夾具設(shè)計應(yīng)和工序設(shè)計統(tǒng)一所需設(shè)計的夾具絕大多數(shù)用于零件加工的某一特定工序。在工藝設(shè)計環(huán)節(jié)中，對該工序的設(shè)計已要求設(shè)計其定位與夾緊方案，因此夾具設(shè)計的具體內(nèi)容應(yīng)與工序設(shè)計保持一致，不能相互沖突。2）設(shè)計時要有整體觀念夾具設(shè)計有其自身的特點：定位、夾緊等各種裝置在設(shè)計前是分開考慮的，設(shè)計后期通過夾具體的設(shè)計將各種元件聯(lián)系為一個整體。3）設(shè)計中應(yīng)學(xué)習(xí)正確運用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范對于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要嚴(yán)格要求和執(zhí)行。夾具設(shè)計過程中選擇各種功能元件時應(yīng)注意盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，減少非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計制造工作量，降低夾具成本?？傮w來說，通過這次設(shè)計我受益匪淺。培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。在讓我體會到了搞設(shè)計艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。最后，我要衷心地感謝老師。參考文獻1鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程M.北京：機械工業(yè)出版社.2004.2張世昌，李旦，高航.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.2007. 3劉長青.機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)M.武漢：華中科技大學(xué)出版社.2007. 4崇凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2006.5王啟平.機床夾具設(shè)計M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2005.6徐海枝.機械加工工藝編制M.北京：北京理工大學(xué)出版社.2009.7李洪.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 夾具體裝配圖附錄四 零件圖天津大學(xué)仁愛學(xué)院機械加工工藝過程卡產(chǎn)品名稱零件名稱材 料毛 坯機械工程系撥叉QT40018鑄造工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容 及 要 求機 床夾 具刀 具量 具備 注1粗銑1）粗銑撥叉頭左右端面及外圓；2）撥叉腳兩端面；3）撥叉腳內(nèi)側(cè)面；4）操縱槽立式銑床X51專用夾具1） 端銑刀2） 槽銑刀游標(biāo)卡尺卡規(guī)，深度游標(biāo)尺2半精銑1）撥叉腳兩端面；2）撥叉腳內(nèi)側(cè)面；3）操縱槽；立式銑床X51專用夾具3） 端銑刀4） 槽銑刀游標(biāo)卡尺卡規(guī)，深度游標(biāo)尺3鉆， 鉸， 精鉸 15H8孔1） 6H12孔2） 精鉸 15H8孔四面組合鉆床專用夾具1） 復(fù)合鉆頭2） 鉸刀卡尺，塞規(guī)4檢驗設(shè)計校對審核共頁第頁天津大學(xué)仁愛學(xué)院機械加工工序卡產(chǎn)品名稱零件名稱工序號工序名稱機械工程系撥叉18粗銑零 件 重 量同時加工件數(shù)1材 料毛 坯牌 號重 量形 式重 量QT400-18鑄件機 床夾 具輔 具臥式銑床X61專用具冷 卻 液工 時 定 額34s工步號安 裝 及 工 步 說 明刀 具量具走刀次數(shù)（次）切削深度(mm)進給量主 軸轉(zhuǎn) 速(轉(zhuǎn)/分)切 削速 度(米/分)備 注(mm/轉(zhuǎn))fz(mm/z)1粗銑操縱槽高速鋼錯齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺1120.28031.4設(shè)計校對審核共頁第頁