初稿—年產(chǎn)2000件機(jī)床撥動(dòng)叉加工工藝及（一道工序）夾具設(shè)計(jì)（肖敏）

1、大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 年產(chǎn)2000件機(jī)床撥動(dòng)叉加工工藝及其（一道工序）夾具設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專(zhuān)科起點(diǎn)本科 專(zhuān) 業(yè)： 年 級(jí)： 年 春/秋 季 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日II年產(chǎn)2000件機(jī)床撥動(dòng)叉加工工藝及其（一道工序）夾具設(shè)計(jì)摘要機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的，這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活占有重要的位置。此次設(shè)計(jì)是對(duì)撥叉零件的

2、加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專(zhuān)用夾具，特別的對(duì)于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷(xiāo)的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿(mǎn)足要求。關(guān)鍵詞：撥叉，工藝規(guī)程，機(jī)械，夾具目 錄摘要I引 言11 緒論22 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工藝分析42.2零件的工藝要求43 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 83.1毛坯的制造形式83.2基準(zhǔn)面的選擇83.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 113.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 113.3 制定工藝路線103.3.

3、1 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定113.3.2 確定切削用量及基本工時(shí) 123.3.3 繪制零件圖和編制工藝卡134 夾具設(shè)計(jì)144.1 問(wèn)題的提出144.2 定位基準(zhǔn)的選擇154.3 切削力及夾緊力的計(jì)算164.4定位誤差的分析174.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 235 總結(jié)206 致謝21參考文獻(xiàn)22引 言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是撥叉機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)，撥叉是是車(chē)床上的重要零件，并在零件的車(chē)削加工中承受一定的載荷。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是兩個(gè)方面，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)，專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，專(zhuān)用夾具的應(yīng)用在近年來(lái)國(guó)內(nèi)外機(jī)械制造領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，通過(guò)專(zhuān)用夾具的應(yīng)用可以解決批量生產(chǎn)的零

4、件加工，現(xiàn)代機(jī)械制造中的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問(wèn)題。且能穩(wěn)定加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題要求掌握夾具設(shè)計(jì)的基本原理，理解現(xiàn)代的加工技術(shù)和典型的機(jī)加工工藝。應(yīng)用專(zhuān)用夾具技術(shù)來(lái)解決機(jī)械加工工藝的課題，編制出一套合理的加工工藝，這樣可以降低成本，節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。畢業(yè)設(shè)計(jì)是所學(xué)各課程的深入綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在大學(xué)生活中占據(jù)著重要的地位。此外，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我得到了以下三個(gè)方面的綜合性鍛煉：（1）正確的運(yùn)用運(yùn)動(dòng)機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí)，解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝

5、尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具。并通過(guò)這次設(shè)計(jì)提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。（3）通過(guò)使用手冊(cè)以及圖表資料，熟練的掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱(chēng)，出處。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)的訓(xùn)練過(guò)程，也是對(duì)自我學(xué)習(xí)能力的檢驗(yàn)和創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)業(yè)精神的重要環(huán)節(jié)。由于知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)不少錯(cuò)誤，也誠(chéng)懇希望老師和同學(xué)批評(píng)指正。11 緒

6、論撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能和使用壽命。本次設(shè)計(jì)旨在提高機(jī)床撥動(dòng)叉的加工效率，由此我們首先對(duì)撥動(dòng)叉的結(jié)構(gòu)特征和工藝進(jìn)行了仔細(xì)的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡(jiǎn)單，操作方便，并能保證零件的加工質(zhì)量。此外，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，本次設(shè)計(jì)選擇了第六道工序銑斷雙體的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足加工過(guò)程的需要。畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。其目的在于（1）培養(yǎng)我們運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)，數(shù)控加工工藝及有關(guān)課程（工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、公差與測(cè)量技術(shù)、金屬切削原理與刀具、數(shù)控機(jī)床自動(dòng)編程等）的知識(shí)。獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題。初步具備設(shè)

7、計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。（2）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。當(dāng)然，培養(yǎng)我們熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，規(guī)范，圖表等技術(shù)資料的能力。（3）進(jìn)一步培養(yǎng)我們識(shí)圖，制圖，運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。（4）更能培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到工程技術(shù)人員的過(guò)渡。本次設(shè)計(jì)題目為：撥叉零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)一個(gè)中等復(fù)雜零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合性，使用性，和實(shí)踐性較強(qiáng)的應(yīng)用。本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是：制定一給定的零件（撥叉）的機(jī)械加工工藝及就加工該零

8、件的某一道工序（鉆孔）的夾具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：毛坯零件綜合圖1張； 工藝過(guò)程卡片1套夾具裝配圖1張； 夾具體零件圖1張； 論文1份；2 零件的分析2.1零件的作用撥叉類(lèi)零件以其良好的操縱性和良好的穩(wěn)定性廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械的變速箱中，該零件的制造工藝簡(jiǎn)單，但其過(guò)程涉及了機(jī)械加工工藝的很多方面，是機(jī)械加工的基礎(chǔ)的體現(xiàn)，本文將對(duì)該類(lèi)零件的加工工程進(jìn)行一次全面的闡述。撥叉應(yīng)用在變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中，撥叉頭孔套于變速叉軸上，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操作變速桿，變換操作機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部的操作槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥插腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵上滑動(dòng)改變檔位，從而改變

9、速度。該撥叉在改換檔為時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件，該撥叉形狀特殊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為實(shí)現(xiàn)換檔變速的功能，其叉軸空與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高，叉腳兩端面在工作中需要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48-58HRC。撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工。并在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工表面又提高了換檔是叉腳端面的接觸剛度。該零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度的機(jī)床加工，通過(guò)銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求。2.2零件的工藝分析撥叉零件的主要加工表面是平

10、面、孔系和槽系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。由技術(shù)條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要區(qū)也就不是很高。從零件圖中可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)分別描述如下：1)以19.1mm孔為中心的加工面這一組加工面包括：一個(gè)19.1mm孔以及對(duì)其倒角，寬19.3mm深17mm的槽口，在19.1mm孔所在的輪轂上鉆兩個(gè)孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來(lái)做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。2）叉口

11、處的加工面這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)側(cè)面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm。這兩組加工面之間有一定的位置要求：1）R48mm叉口對(duì)19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差0.5mm。2）叉口側(cè)面和螺紋空中心線的位置要求是±0.25由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助于專(zhuān)用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并保證他們之間的位置精度要求。2.3零件的工藝要求制定合理的零件加工工藝過(guò)程首先要掌握目前有那些可供選用的加工方法，并能夠針對(duì)零件的具體要求較合理的選用。其次，還必須解決各表面的加工順序和熱處理如何安排的問(wèn)題。1） 首先，要

12、分析產(chǎn)品的零件圖與裝配圖，分析零件圖的加工要求，結(jié)構(gòu)工藝性，檢驗(yàn)圖樣的完整性；2） 根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類(lèi)型；在制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，一般按照零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，把零件劃分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)三中類(lèi)型。3） 選擇毛坯；毛坯的選用主要包括毛坯的材料、類(lèi)型和生產(chǎn)方法的選用。常用的毛坯類(lèi)主要有各種軋制型材、鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、粉末冶金件以及注塑成形件等。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的不同，毛坯的選用可分為軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)和機(jī)架箱體類(lèi)三大類(lèi)。4） 確定單個(gè)表面的加工方法；零件的加工過(guò)程，就是零件表面經(jīng)加工獲得符合要求的零件表面的過(guò)程。零件表面的類(lèi)型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。主要有車(chē)削

13、、鉆削、銑削、刨削、磨削等五大類(lèi)加工方法。此外還有鏜削、拉削、光整、特種加工等。5）選擇定位基準(zhǔn)，確定零件的工藝路線；根據(jù)零件表面質(zhì)量的要求不同，通常將表面加工劃分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段三個(gè)加工階段。零件加工需要遵循的原則是粗、精加工分開(kāi)，零件的加工一般不是在一臺(tái)機(jī)床上用一種工藝方法就可完成，往往需要幾種加工方法互相配合，經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程才能逐步地完成零件表面的加工。若一種表面可采用不同的加工方法進(jìn)行加工的話，那么就生產(chǎn)的具體條件而言，其中必有一種加工方法是最合適的。6） 確定各工序所用的設(shè)備及工藝裝備7） 計(jì)算加工余量、工序尺寸及公差8） 確定切削用量，估算工時(shí)定額9） 填

14、寫(xiě)工藝文件撥叉是一種薄壁三叉型接結(jié)構(gòu)，它一頭是與滑桿連接的圓柱凸臺(tái)滑桿孔，而另一頭則是撥動(dòng)滑齒輪或嚙合套的撥叉叉口。從撥叉零件設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)工藝性來(lái)看，工件的剛性差，受力后容易發(fā)生彈性變形；加工基準(zhǔn)選擇范圍小，造成工藝設(shè)計(jì)和制造加工困難。同時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，為了提高其抗變形能力，在壁的一側(cè)設(shè)計(jì)有一定高度的加強(qiáng)筋，從而使該類(lèi)零件沒(méi)有一個(gè)較為平整的基面可用來(lái)選作粗基準(zhǔn)，這就給精基準(zhǔn)的加工帶來(lái)了較大的困難。另外，撥叉叉口的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)往往用撥叉的滑桿孔，兩者距離較遠(yuǎn)，在加工時(shí)為了保證兩者的相互位置，一般采取互為基準(zhǔn)的定位方式進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。在加工過(guò)程中，定位精度一方面容易受夾緊力的作用導(dǎo)致薄壁件自身變形的影響，

15、另一方面，由于兩者距離較遠(yuǎn)，定位面又相對(duì)較小，導(dǎo)致定位面誤差的比例放大效應(yīng)嚴(yán)重影響了定位的準(zhǔn)確性。3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 毛坯的制造形式在仔細(xì)分析了零件的基礎(chǔ)上，選擇零件的加工方法，首先從毛坯開(kāi)始，在毛坯的選擇上，既要考慮工藝性，又要考慮到經(jīng)濟(jì)性，綜合兩項(xiàng)因素進(jìn)行毛坯的選擇。毛坯的選擇對(duì)零件工業(yè)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性有很大影響，工序數(shù)量，材料消耗加工工時(shí)等都取決于所選擇的毛坯，但要提高毛坯的質(zhì)量往往會(huì)使毛坯制造困難，需要復(fù)雜的工藝和昂貴的設(shè)備，增加了毛坯的成本，這兩者是矛盾的。因此毛坯的種類(lèi)和制造方法的選擇要根據(jù)毛坯的類(lèi)型和具體的生產(chǎn)條件決定。同時(shí)應(yīng)該主要到，充分使用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性，以便

16、降低零件生產(chǎn)總成本提高質(zhì)量。毛坯的類(lèi)型有：鑄件、鍛件、型材、焊接件、壓制件、沖壓件等，由于本零件是中批生產(chǎn)，則優(yōu)先考慮鍛件和鑄件，雖然成本高，但提高了生產(chǎn)率，零件材料為HT200。零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，在考慮零件的力學(xué)性能，形狀大小等因素后，選擇鑄件。鑄件采用機(jī)器造型，木模，精度等級(jí)選8級(jí)，查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表12-2和12-3得，澆注頂面、側(cè)面的余量為6mm，底面余量為4mm。零件材料為ZG45，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中要承受的載荷比較大，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌性，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。該零件的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，為提高生

17、產(chǎn)率和鍛件的精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。3.2基準(zhǔn)面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行?；鶞?zhǔn)選擇的原則有：1）粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則：a)盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)；b）不加工面作粗基準(zhǔn)，且該面與要加工面有一定的位置精度要求；c）余量均勻原則；d）粗基準(zhǔn)的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積以便于裝夾；e)不能重復(fù)使用原則。2）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則：a）基準(zhǔn)重合原則盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合；b）互為基準(zhǔn)原則兩個(gè)位置

18、精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)；c）基準(zhǔn)不變?cè)瓌t統(tǒng)一基準(zhǔn)。變速箱撥叉是一個(gè)典型的鑄造類(lèi)零件，它仍具有一般鑄造類(lèi)零件的加工規(guī)律，根據(jù)以上原則及對(duì)零件的分析，擬訂出如下的定位基準(zhǔn)：a)加工D面和E面時(shí)，可先將D面作粗加工，再以加工好的D面作為基準(zhǔn)加工E面。b)加工F面及AC1面、AC2面時(shí)，可以加工好的D面或者E面作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。c)加工孔H1、G1、H2、G2時(shí)，可以以加工好的F面作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。d)加工孔B、孔L時(shí)，仍可以以加工好的F面作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。3.5制定工藝路線指定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生

19、產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率，除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。1）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端和12孔。（2）遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”的原則，先加工主要表面撥叉頭左端面和叉軸孔12和撥叉腳的兩端面，后加工次要表面操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面。（4）遵循“先面后孔”的原則，先加工撥叉頭的端面，在加工叉軸孔12孔，先銑操縱槽，再鉆8孔。3.4.2熱處理工序鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)的硬度為241-285HBS，

20、叉腳精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受的沖擊載荷的能力。3.4.3輔助工序粗加工撥叉兩端面和熱處理后，安排校正工序：在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺清洗和鐘檢工序。工序一：鑄鋼工序二：清砂工序三：熱處理，正火工序四：校正，整形工序五：檢驗(yàn)毛坯工序六：銑撥叉兩端面工序七：鉆12孔，鉸孔工序八：第一次拉孔，第二次拉孔工序九：檢驗(yàn)工序十：锪端面，孔口倒角工序十一：锪另一端面取總長(zhǎng)，孔口倒角工序十二：校正叉腳高低工序十三：校正叉腳開(kāi)檔工序十四：銑叉口面，銑5.5mm平面，銑7mm平面至尺寸7.2，銑13.5槽工序十五：倒角，去毛刺工序十六：鉆鎖銷(xiāo)孔，去內(nèi)

21、孔毛刺工序十七：鉆通氣孔，去內(nèi)孔毛刺工序十八：叉槽兩側(cè)面處高頻淬火工序十九：校正叉腳高低工序二十：磨叉腳上端面至鎖銷(xiāo)孔中心尺寸為7.15mm 磨叉腳下端面至上端面尺寸為6.8mm工序二十一：鍍鉻工序二十二：校正叉腳高低工序二十三：磨叉腳兩端面工序二十四：磨叉腳開(kāi)檔面工序二十五：按檢驗(yàn)卡要求檢驗(yàn)工序二十六：清洗，涂防銹油，入庫(kù)3.6.1粗銑-锪平面粗銑端面的余量為3mm，锪端面的余量為0.5mm，粗銑的精度為IT12，锪端面的精度為IT11，可知單邊余量為2.5mm3.6.2叉腳兩端面：銑-粗銑-精磨粗銑余量為3mm,粗磨余量為0.3mm，精磨余量為0.2mm粗銑精度為IT12，粗磨精度為IT1

22、0，精磨為IT9，由此可知端面單邊余量為3.5mm3.6.3插腳內(nèi)表面：銑-磨銑削余量為3mm，磨削余量為0.3mm粗銑精度為IT12，粗磨精度為IT10；由此可知單邊余量為3.3mm3.6.4叉口兩側(cè)面：銑銑削余量為3mm，精度為IT12，單邊余量為3mm3.6.5銑5.5mm平面銑削余量為1mm，精度等級(jí)為IT12，單邊余量為1mm2) 確定切削用量及基本工時(shí)按照零件材料，批量大小，現(xiàn)場(chǎng)條件等因素，并對(duì)照各加工方法特點(diǎn)及適應(yīng)范圍確定采用銑削加工底面及兩端面。結(jié)合主要表面加工及表面形狀特點(diǎn)，B孔和L孔采用鉆、擴(kuò)、鉸的加工方式。底面上的鍵宜采用銑削加工方法。銑削采用立式銑床，B孔和L孔的加工采

23、用立式鉆床。零件在銑床上或者鉆床上的加工都應(yīng)采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行裝夾。立式銑床的主要參數(shù)如下：型號(hào)：X5032A功率：7.5KW主軸轉(zhuǎn)速：30-1500轉(zhuǎn)/分立式鉆床的主要參數(shù)如下：型號(hào)：Z5025功率：1.5kW主軸轉(zhuǎn)速：100-1360轉(zhuǎn)/分工序六：粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩工步，分別粗銑撥叉頭兩個(gè)端面。由于這兩個(gè)工步在同一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過(guò)一次走刀加工完成，因此它們所選用的切削速度v和進(jìn)給量f是一樣的。（1）背吃刀量的確定：ap1=2mm,ap2=2mm(2)進(jìn)給量的確定，按機(jī)床的功率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(jìn)給量f取為0.05mm/z(3)銑削速度的計(jì)算 按鑲

24、齒銑刀d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取44.9m/min。由公式n=1000v/d可得該工序銑刀轉(zhuǎn)速。N=1000×44.9/3.14×80=178.65r/min，取n=160r/min，可求出該工序的實(shí)際銑削速度是v=40.2m/min.3) 繪制零件圖和編制工藝卡切削用量指的是切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的總稱(chēng)，包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量。撥叉零件材料為HT20-40，毛坯為鑄件，毛重20kg，數(shù)量為2000件/年，屬于中批量生產(chǎn)?？紤]零件外圓表面（42）為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。根據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各

25、道加工工序的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序一：半精銑平面D面、E面查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，取粗銑加工余量為3mm，半精銑平面加工余量為1mm。工序二：半精銑平面F面，精銑平面AC1面和AC2面查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，取粗銑F面加工余量為3mm，半精銑F面加工余量為1mm；粗銑AC1面、AC2面加工余量為3mm，半精銑AC1面、AC2面加工余量為1mm，精銑AC1面、AC2面加工余量為0.5mm工序三：鉆H1，H2孔，惚孔G1，G2查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，并根據(jù)加工精度要求，取鉆孔H1，H2的加工余量為11mm，惚孔G1，G2的加工余量為6mm。工序四：鉆，擴(kuò)，鉸B孔查機(jī)

26、械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，取鉆孔余量為18mm，擴(kuò)孔余量為1.8mm，鉸孔余量為0.2mm。工序五：鉆，擴(kuò)，鉸L孔查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，取鉆孔余量為17mm，擴(kuò)孔余量為1.85mm，鉸孔余量為0.15mm工序六：清除毛刺此道工序不適用加工余量。根據(jù)以上工序，可以計(jì)算出基本工序的切削加工工時(shí)：工序一：半精銑平面D面、E面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按機(jī)床選取nw=2r/s （120r/min）實(shí)際切削速度切削工時(shí)：l1=8.7（表1-11-12）t0=185.09s（3.09min）工序

27、二：半精銑平面F面，精銑平面AC1面和AC2面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按機(jī)床選取nw=2r/s （120r/min）實(shí)際切削速度切削工時(shí)：l1=6.3（表1-11-12）t0=180.57s（3.1min）4 夾具設(shè)計(jì)4.1問(wèn)題的提出夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期，機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴(lài)勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)

28、展，夾具的門(mén)類(lèi)才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，盡管?chē)?guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明中不批，多品種生產(chǎn)的工價(jià)已占工件種類(lèi)數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，在一個(gè)具有只能同等生產(chǎn)能力工廠中約擁有13000-15000套專(zhuān)用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專(zhuān)用夾具，而夾具的

29、實(shí)際磨損量只有15%左右，特別最近年來(lái)柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術(shù)被廣泛應(yīng)用和推廣，使中小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率逐步趨近于大批量生產(chǎn)的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期；B、能裝夾一組相似性特征的工件；C、適用于精密加工的高精度的機(jī)床；D、適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新技術(shù)；E、采用液壓泵站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。經(jīng)過(guò)與老師的協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第十七道工序的鉆床夾具。在給定的零件中，對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求比較低，因此，本步工序夾

30、具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在卡緊的方便與快速性上。4.2定位基準(zhǔn)的選擇鉆床夾具簡(jiǎn)稱(chēng)鉆模，主要用于是加工孔及螺紋。主要由鉆套、鉆模板、定位及夾緊裝置夾具體組成。其主要類(lèi)型有以下幾種：(1)固定式鉆模 在使用中，這類(lèi)鉆模在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。(2)回轉(zhuǎn)式鉆模 這類(lèi)鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個(gè)繞軸線分布的軸向或徑向孔系。(3)翻轉(zhuǎn)式鉆模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所以?shī)A具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。(

31、4)蓋板式鉆模 這種鉆模無(wú)夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕便，易清除切屑;但是每次夾具需從工件上裝卸，較費(fèi)時(shí)，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過(guò)10 kg。(5)滑柱式鉆模 滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、動(dòng)作迅速、制造周期短的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣?？紤]本課題中所設(shè)計(jì)的車(chē)床支架零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及加工要求，所需要的鉆床夾應(yīng)考慮設(shè)計(jì)為固定式鉆模。使用中，使車(chē)床支架工件在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)。因此需要限制6個(gè)方向的自由度。因此可確定車(chē)床支架零件的夾具設(shè)計(jì)為固定式鉆?！，F(xiàn)代夾具的發(fā)展方

32、向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面：A、精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必也相應(yīng)提高對(duì)其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒量，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5m，又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度可達(dá)0.2-0.5mB、高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力模塊的夾具等。例如使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高5倍左右；而高速卡盤(pán)則可保證卡爪在轉(zhuǎn)速9000r/min的條件下能正常夾緊工

33、件，使切削速度大幅度提高。C、柔性化夾具的柔性化和機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)節(jié)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊夾具、數(shù)控夾具等，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化趨向?qū)⑹菉A具發(fā)展的主要方向。D、標(biāo)準(zhǔn)化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，在制造典型夾具，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見(jiàn)的部件的形成；舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夾具的標(biāo)準(zhǔn)

34、化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國(guó)已有夾具零件、部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB2148-2249-80，GB2262-2269-80以及通用夾具標(biāo)準(zhǔn)，組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化也是夾具柔性化高效化的基礎(chǔ)，作為發(fā)展趨勢(shì)，這類(lèi)夾具的標(biāo)準(zhǔn)化有利于夾具的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)和有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。4.3切削力及夾緊力的計(jì)算根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)13表可得：

35、所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得： 其中： 螺旋夾緊力：易得：經(jīng)過(guò)比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的，可以滿(mǎn)足切削力的要求。4.4定位誤差的分析為了滿(mǎn)足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)13可得： 平面定位心軸定心的定位誤差 ： 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過(guò) 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從

36、以上的分析可見(jiàn)，所設(shè)計(jì)的夾具能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。本課題所設(shè)計(jì)方案如下圖所示：該夾具對(duì)工件的定位考慮合理，且?jiàn)A具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可適合于中批量生產(chǎn)。本工序采用一定位銷(xiāo)，一檔銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而檔銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于卡具底板的水平力，因此，工件不再在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)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(mǎn)足定位要求?？ň叩目ňo力不大，故使用手動(dòng)卡緊，為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。4.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件或部件進(jìn)行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過(guò)程，稱(chēng)為裝配。裝配包括部件裝配和總裝。機(jī)器是由零件、套

37、件、組件、部件等構(gòu)成的。為保證有效地進(jìn)行裝配工作，通常將機(jī)器劃分成若干個(gè)能獨(dú)立裝配的部分，稱(chēng)為裝配單元。在裝配工藝中，表明產(chǎn)品零、部件間相互裝配關(guān)系及裝配流程的示意圖，稱(chēng)為裝配系統(tǒng)圖。零件是組成機(jī)器的最小單元，它是由整塊金屬或其它材料制成的。零件可以直接安裝到機(jī)器上，也可以預(yù)先組成套件、組件或部件后再安裝到機(jī)器上。在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上一個(gè)或若干個(gè)零件構(gòu)成的部分稱(chēng)為套件。在一個(gè)基準(zhǔn)零件上，裝上若干個(gè)零件(及套件)而構(gòu)成的部分稱(chēng)為組件。機(jī)器結(jié)構(gòu)裝配工藝性的基本要求：機(jī)器能夠分成獨(dú)立的裝配單元；盡量減少裝配過(guò)程中的修配和機(jī)械加工；機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸；結(jié)構(gòu)的繼承性好；各裝配單元應(yīng)有正確的裝配基

38、準(zhǔn)。為了提高整個(gè)工藝加工的生產(chǎn)效率，在保證定位夾緊要求和零件的各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，對(duì)于夾具的選擇也要滿(mǎn)足一定的經(jīng)濟(jì)性。1在夾具設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件或推薦的元件，這樣在夾具需更換元件時(shí)，可避免重復(fù)設(shè)計(jì)、重復(fù)制造帶來(lái)的麻煩和浪費(fèi)，減少更換時(shí)間，且降低了夾具成本。2盡量減小需精加工的平面的面積，降低夾具的制造成本。3為提高生產(chǎn)率，應(yīng)盡量采用方便、簡(jiǎn)單的夾緊裝置，這樣不僅可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，還可降低成本。夾具的裝配總圖應(yīng)該遵循機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，圖形大小的比例盡量取1：1，為求使繪制的夾具總圖有良好的直觀性，如果工件過(guò)大的時(shí)候選用1：2等縮小比例，過(guò)小時(shí)取2：1的比例；圖中應(yīng)該以最少數(shù)量視圖清楚

39、地表示出夾具的工作原理和結(jié)果，表示各種元件或者裝置之間的位置關(guān)系等；繪制的順序：先用點(diǎn)劃線繪出工件的輪廓，外形及定位基準(zhǔn)，并用網(wǎng)狀線顯示出加工余量；把工件輪廓視為透明體，然后按著工件的形狀及位置依次畫(huà)出定位、導(dǎo)向、夾緊及其他元件或者裝置的具體結(jié)構(gòu)；最后繪制夾具體，形成一個(gè)完整的夾具；夾具總圖上標(biāo)注出零件編號(hào)，按規(guī)定要求填寫(xiě)標(biāo)題欄和明細(xì)表；最后確定并標(biāo)注有尺寸和夾具技術(shù)要求?；谝陨辖Y(jié)論，本套夾具在經(jīng)濟(jì)性方面具有加工經(jīng)費(fèi)較少，比較容易加工加工，并且螺栓，螺母均是標(biāo)準(zhǔn)零件，在通用五金商店就能買(mǎi)到。5 總結(jié)撥叉作為車(chē)床中的常用零件，以其經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性還將長(zhǎng)期存在。工序間采用專(zhuān)用夾具，雖然設(shè)計(jì)周期有所延長(zhǎng)，但大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)提高了加工精度，降低了產(chǎn)品的不合格率。隨著技術(shù)的不斷更新，工藝的不斷完善，撥叉類(lèi)零件的加工方法也將取得長(zhǎng)足發(fā)展。本次設(shè)計(jì)是提高機(jī)床撥叉的加工效率，設(shè)計(jì)正確的加工工藝路線，以及某道工序的夾具，這次設(shè)計(jì)涉及到機(jī)床，機(jī)械加工工藝，工裝夾具等機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)