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目錄 序言 2 一、零件的分析 1 （一）??零件的作用 1 （二）??零件的工藝分析 1 二、工藝規(guī)程設(shè)計 2 (一)確定毛坯的制造形式 3 （二）基面的選擇 3 （三）制定工藝路線 3 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 4 （五）確立切削用量及基本工時 5 三、夾具設(shè)計： 13 （一）、設(shè)計時注意的問題　　　13 （二）、夾具設(shè)計 13 參考資料： 15 哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計論文 - 1 - 序 言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(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)生活中占有重要的位置。 就我自己而言，我想通過本次的課程設(shè)計能使我的專業(yè)知識有進(jìn)一步的提升。通過本次課程設(shè)計： 1、通過課程設(shè)計，使我加深對所學(xué)理論的理解。 2、培養(yǎng)從事實際工作的方法和步驟(如優(yōu)選設(shè)計方案、編制設(shè)計說明書、列出計算過程和結(jié)果，并進(jìn)行討論和分析等)。 3、進(jìn)一步提高利用技術(shù)資料、運(yùn)算和繪圖的能力;增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用計算機(jī)的能力及外語的能力。 4、培養(yǎng)實事求是、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。 5、鞏固所學(xué)到的理論知識，提高解決工程實際問題的能力。 對于我們即將畢業(yè)的工科學(xué)生來說，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為振興我國的機(jī)械行業(yè)，為了中華民族的偉大復(fù)興打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，在設(shè)計中尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 2 - 一、零 件 的 分 析 （一）零件的作用 題目所給定的零件是倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實現(xiàn)機(jī)器倒行；二是在倒檔撥叉上有一個配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動時帶動其運(yùn)動。 （二）零件的工藝分析 從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，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)將這兩組加工面分述如下： 1. 以?14mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個的?14mm孔以及對其倒角，寬14mm深 17.93mm的槽口，在?14mm孔所在的輪轂上鉆一個孔，規(guī)格為?8.7，用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R15mm和R19mm。 這兩組加工面之間有一定的位置要求： （1）R15mm叉口對?14mm孔的軸心線及14mm槽口中心線位置公差?0.4mm。 （2）叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是41.5±0.15。 由以上分析可知，對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。 二、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計 （一）確定毛坯的制造形式 零件材料為QT500-5，達(dá)到成批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，拖拉機(jī)倒檔撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證?19.1mm孔的位置精度的要求，選擇叉口內(nèi)圓面和叉口側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及?14mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。 工件被放在V型塊上，限制三個自由度；工件的?14mm孔外表面上方用短V型塊作為加緊裝置。 孔的端面緊靠在套筒上，限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 （四）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，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。 1. 工藝路線方案一 工序Ⅰ 搖臂鉆床上鉆孔規(guī)格為?8.7。 工序Ⅱ 銑床上銑?14孔端面 工序Ⅲ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔?14mm并倒角。 工序Ⅳ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序Ⅴ 臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅵ 手工去銳邊。 工序Ⅶ 臥式銑床上銑槽。 工序Ⅷ 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序Ⅸ 去毛刺。 工序Ⅹ 終檢。 2. 工藝路線方案二 工序Ⅰ 銑床上銑?14孔端面 工序Ⅱ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔?19.1mm并倒角。 9 工序Ⅲ臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序Ⅳ臥式銑床上銑叉口。 工序Ⅴ手工去銳邊。 工序Ⅵ臥式銑床上銑槽。 工序Ⅶ搖臂鉆床上鉆孔規(guī)格為?8.7。 工序Ⅷ手工去毛刺。 工序Ⅸ臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序Ⅹ去毛刺。 工序 X1 終檢 3. 工藝方案的比較與分析 上述兩種方案看起來大體合理，不過仔細(xì)一看都有不之處，第1個方案先是“搖臂鉆床上鉆孔”，先把這一步工序放在前面是想，后面還有“鉆?14mm孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。能這樣想，出發(fā)點(diǎn)是好的，考慮到可以減少一步工序，似乎能減少勞動工時，提高生產(chǎn)率，可是沒有考慮到，把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設(shè)計困難，實際可行性比較低。再看第2個方案，第2個方案把“鉆?19.1mm孔”這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個工序提供了加工基準(zhǔn)，工序安排比較科學(xué)合理。不過它和第1個方案一樣，都把“擴(kuò)、鉸孔?14mm”和“倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過換鉆套可以倒一邊的角，不過要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設(shè)計難度。不過主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來不方便，并且倒角也沒有高的精度要求，從經(jīng)濟(jì)效益上來考慮是不合算的。通過分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨(dú)立出來，單獨(dú)作為一步工序，因為倒角的精度要求不高，我們可以把這一步工序放在臺鉆上來完成。臺鉆體積比較小，操作簡單，夾具結(jié)構(gòu)也簡單，這樣零件的加工工時降下來了，生產(chǎn)效率上來了，降低了零件的成本。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序Ⅰ 銑床上銑 ?24mm圓柱端面 工序Ⅱ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔?14mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和?14mm孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。 選用Z535立式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅲ 臺鉆上對?14mm倒角。 以?14mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用ZQ4015臺式鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅳ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 以?14mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅴ 臥式銑床上銑叉口圓弧面。 以?14mm和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅵ 手工去銳邊。 用扁平挫刀手工去銳邊，可設(shè)計簡易的支承臺。 工序Ⅶ 臥式銑床上銑槽。 以?14mm孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅷ 搖臂鉆床上鉆、擴(kuò)?8.7mm孔 以?14mm孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 用Z3025搖臂鉆床加工，采用專用夾具。 工序Ⅸ 手工去毛刺。 用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設(shè)計簡易的支承臺，注意不 不要劃傷內(nèi)圓面。 工序Ⅹ 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 以?19.1mm孔和螺釘對準(zhǔn)長銷上的槽為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序Ⅺ 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可設(shè)計簡易的支承臺。 工序Ⅻ 終檢。 （五）確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ 銑床上粗銑 ?24mm圓柱端面。 粗銑側(cè)面時兩個面剩余的加工余量是相同的，所以計算一個面即可?，F(xiàn)在以其中一個面為精基準(zhǔn)，對另一個面進(jìn)行精加 工，切削用量和切削工時如下： 根據(jù)文獻(xiàn)[3]表4.2-38，可得知X62臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料文獻(xiàn)[4]表3.5可查得 fz=0.08mm/ 齒 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=0.45m/s,即27/min 取nw=500r/min,故實際切削速度為 V===15.7m/min 三、夾 具 設(shè) 計 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 利用本夾具輔助鉆孔、攻絲，從零件圖上可以看出在?14mm孔的輪 轂上鉆孔.經(jīng)過老師的指導(dǎo)決定定出如下方案： 在設(shè)計鉆套時，可設(shè)計為偏心鉆套，加工方案為先成批加工一批工件， 然后拆卸鉆套，轉(zhuǎn)向180度，同時換定位銷（定位銷上有盲孔，便于鉆孔攻絲的加工），然后反過來將這批零件的另一個螺紋孔加工好。這樣夾具設(shè)計相對簡單，并且可以保證勞動生產(chǎn)率。 由零件圖紙上可以看出這道工序沒有特別的精度要求，所以設(shè)計時，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 （三）切削力及加緊力的計算 在這一步工序中，所需要最大切削的工步是鉆孔?10mm，我們只對 這一工步進(jìn)行計算即可。 刀具：錐柄長麻花鉆一把 ，?10mm 進(jìn)給量f=0.08mm/r 工件硬度：250HBS 1） 由文獻(xiàn)[6]表3-71可知，鉆削加工時的切削力計算公式為 2） 切削力及夾緊國計算Fz= 查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、 ===0.965 因此Fz=9.81×30×2.5×0.48×0.965×2.5÷25.7=33.2N 水平分力=（1～1.2）Fz=1.1Fz=36.5N 垂直分力=0.3 Fz=10N 所以能夠引起松動的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N 由夾緊力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式 P=K× 其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系數(shù) K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.5 K3——刀具鈍化系數(shù)1.1 K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2 所以引起沿夾緊結(jié)構(gòu)軸線方向上松動的最大切削力為P=1.5×1.1×1.2×1.2×36.5=86.7N。 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用螺旋夾緊結(jié)構(gòu) 則所承受的彎矩最大為Mmax=6936.5N=25N.m 夾緊結(jié)構(gòu)所能受的矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Mmax。 3） 定位誤差分析 由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。 4） 夾緊設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾夾具時，應(yīng)該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設(shè)計成活動的。 參考文獻(xiàn) 1. 蔡在檀編著. 金屬切削原理.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社.1994 2. 任嘉卉主編. 公差與配合手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990 3. 李益民主編. 機(jī)械制造工藝設(shè)備簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版 社.1994 4. 艾興等主編. 切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002 5. 《金屬加工工藝人員手冊》修訂組. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1983 6. 浦林祥主編. 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊，2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1995 7. 東北重型機(jī)械學(xué)院等編. 機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1980 8. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 趙家齊編. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1987 ：