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1、 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 車撥叉口圓弧面夾具設計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制作及其自動化 學 號 姓 名 指導教師 2

2、014年 9 月11日 設計任務書 設計題目：　　　撥叉　　零件批量生產(chǎn)機械加工工藝過程設計及 　　　　　 撥叉-3 撥叉口圓弧面 夾具設計 設計內(nèi)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 撥叉口圓弧面　　夾具，繪

3、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(shù)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2

4、0） 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在大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程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、解決難題的能力，為今后參加祖國的建設打下一個良好的基礎。通過這次設計，基本上掌握了零件

5、機械加工工藝規(guī)程的設計，機床專用夾具等工藝裝備的設計等，并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、和國家標準等。 全套圖紙UG三維，加153893706 此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，我們首先對撥叉零件的結構特點和工藝進行了分析，然后確定大批量加工零件的毛坯生產(chǎn)手段及零件材料；分析了零件的其加工特點，確定其流水線的加工模式，從而實現(xiàn)定制大批量生產(chǎn)加工的工藝規(guī)程。其毛坯為鑄造，具有體積小，零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，先加工面，再以面為基準 加工其它，其中各工藝夾具都采用專用夾具，本文就撥叉的加工工藝，分析了兩套加工方案，最終確定了一套科學合理的加工路線，

6、并在以后的計算過程中，驗證了這套工序的合理性，最后，以工藝中車削工序的專用夾具設計，進行了夾具的設計的定位分析，并做了切削力、夾緊力的分析計算 關鍵詞 撥叉；加工工藝；專用夾具；設計；切削力；夾緊力 目 錄 第一章 零件分析及工藝規(guī)劃 1 1.1 零件分析 1 1.2工藝規(guī)劃 2 第二章 工序設計 4 2.1毛坯的確定及尺寸公差 4 2.2撥叉總余量的確定 4 2.3機床及刀具的選擇 4 2.4工序參數(shù)的計算 4 第三章 夾具設計 6 3.1設計專用夾具零件圖 6 3.2夾具的用途和原

7、理 7 3.3 定位方式的選擇 7 3.4夾緊裝置 7 3.5 夾具體 7 3.6 切削力和夾緊力的計算 7 3.7 定位誤差分析 8 第四章 校對說明 10 第五章 個人總結 11 參考文獻 12 附錄 13 1 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1-1二維圖 圖1-2三維圖 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

8、動滑移齒輪移動，使主軸獲得不同速度，撥叉的Φ20H7孔與操作機構的軸相連，叉腳的Φ60mm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(chǎn)綱領 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）

9、表面粗糙度（） 1 撥叉頭左右端面 40 未注公差 —— —— 3.2 2 撥叉口左右端面 20 IT10 0 -0.1 0.1 3.2 3 撥叉口內(nèi)表面 Φ60 IT13 +0.6 +0.1 —— 3.2 4 撥叉腳底面 2 IT12 0 -0.1 —— 3.2 5 Φ20內(nèi)孔 Φ20 IT7 +0.02 0 —— 1.6 6 Φ8內(nèi)孔 Φ8 未注公差 —— —— —— 1

10、.2.2定位基準的選擇 根據(jù)“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φ20H7孔及其端面為精基準。 1.2.3擬定機械加工工藝路線 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 工序名稱 工序內(nèi)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

11、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 Φ20內(nèi)孔 鉆床 08 粗車撥叉口 粗車撥叉口Φ60內(nèi)圓面 銑床 09 半精車撥叉口 半精車撥叉口Φ60內(nèi)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Φ8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

12、 1.2.3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QT400—18，為球墨鑄鐵，零件批量生產(chǎn)。查表毛坯鑄件公差等級8—12級，選擇10級，對應尺寸公差2.8 2.2撥叉總余量的確定 因為撥叉—3最大尺寸位于63mm—100mm范圍內(nèi)，且球墨鑄鐵機器造型加工余量等級為E—G，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(jù)毛坯最大尺寸（72X180）且本身工序所需經(jīng)濟精度等級IT12，選用臥式車床C6132，根據(jù)所加工內(nèi)圓面，選用高速鋼車刀。 2.4工

13、序參數(shù)的計算 2.4.1 背吃刀量的確定 根據(jù)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(jù)加工方法和機床選擇以及刀具參數(shù)，查表5-4和表4-2選擇粗車進給量f=0.71mm/r 2.4.3 計算主軸轉速 根據(jù) ，查表5-2，選v=60m/min, 算得n=318r/min，查表4-2取n=350r/min 2.4.4 車削速度的計算 根據(jù)上式公式得v=66m/min。 2.4.5 時間定額的確定 由《機械制造技術基礎課

14、程設計指導教程》中介紹時間定額由基礎時間、輔助時間、布置工作地點時間、休息時間和準備與終結時間組成。 單件時間定額 查表5-39 根據(jù)零件尺寸得=20mm，取3mm，取5,n=318r/min 得 選取等于0.2倍的,取0.05(+),取0.03(+) 得 第三章 夾具設計 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夾具的用途和原理 3.2.1

15、夾具的用途 該夾具是車撥叉口內(nèi)表面夾具，用來大批量生產(chǎn)時加工撥叉口60孔。 3.2.2 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，采用轉動壓板進行夾緊，夾具體與過渡盤配合，實現(xiàn)加工撥叉口60孔。 3.3 定位方式的選擇 本工序是工序8，粗車撥叉口60內(nèi)圓面；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。 3.4夾緊裝置 根據(jù)生產(chǎn)率的要求，運用手動壓緊即可滿足要求，如圖3-2所示，撥叉頭采用轉動壓板以內(nèi)六角螺釘緊固。 3.5 夾具體 夾具體屬于一體鑄造，其作用將各定位夾緊

16、元件有機的結合在一起，實現(xiàn)定位、夾緊的作用。 3.6 切削力和夾緊力的計算 3.6.1切削力的計算 刀具：高速鋼內(nèi)孔車刀 主偏角75 一般把切削合力F分解成空間三個相互垂直的切削分力：切削力，進給力和背向力。且合力F為 一般情況下，::=1:0.4:0.25 查表7-20車削時切削力的計算公式 =900 修正系數(shù) 同查表7-20 =0.92 取HBS=160 得K=0.859 帶入=1 得 則 切削力F 3.6.2夾緊力的計算 所選壓緊機構為螺旋壓板壓緊機構

17、，由表10-1公式： 其中，扳手作用力為200N,扳手長度為150mm，取0.95， 螺紋的大徑為M8，為22mm, 得 =689.43N 3.7 定位誤差分析 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Ф20工件孔為定位基準，并且孔與定位銷采用配合，孔的尺寸為，軸的尺寸為 ,則 孔：∵ 軸：

18、 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0.0205mm。 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。 第四章 校對說明 同學設計題目為：設計銑撥叉口兩端面夾具，我對同學的校對說明如下： 1.工序卡中加工零件欠定位； 2.夾具體設計肋板厚度太??； 3.對刀塊高度沒有留塞尺的距離；

19、 校對人： 第五章 個人總結 專用夾具是為零件的某一道工序加工而設計制造的，它廣泛用于大量生產(chǎn)中，它不但提高了生產(chǎn)率而且也提高加工精度，改善勞動條件。 通過這次課程設計，我對夾具有了進一步的了解：夾具要保證加工出來的產(chǎn)品有較高的精度，就必須要求自身有較高的精度，定位元件有較高精度的同時還要有一定的剛度和強度，以保證在加工過程中自身不會變形，夾緊機構要有一定的強度和剛度，確保夾緊元件不會先于工件發(fā)生變形、損壞。 開始的時候感覺

20、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(nèi)容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。各種設計參數(shù)、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。在設計期間，我們通過到圖書館、上網(wǎng)等方式查閱資料充實設計內(nèi)容。為了我們能更好的理解這次設計課題，康老師每周抽取寶貴時間來和我們見面，并給給我們提供了許多的寶貴意見和建議，感謝康老師。 總而言之，這次課程設計是對我們大學以來所學知識的匯總，通

21、過課程設計，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，但是我會利用時間去消化它，再去學習更多的東西。 參考文獻 [1]鄒青.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.機械制造技術基礎[M].北京：高等教育出版社,2007. [3]劉長青.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.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.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.機械加工工藝編制[M].北京：北京理工大學出版社,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 13