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1、 提供各專業(yè)全套設計 機械制造技術(shù)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(chǎn)機械加工工藝過程設計及

2、 　　　　　 撥叉-3 撥叉頭右端面 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(shù)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(guān)的設備）： 普通

3、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20） 設計質(zhì)量 （滿分60） 答辯 （滿分10） 校對質(zhì)量 （滿分10） 總評

4、 摘 要 機械制造技術(shù)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(shù)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(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環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機械制造技術(shù)基礎”知識及相關(guān)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

5、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(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(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；工藝設計；工序設計；夾具設計

6、 4 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 專用夾具的設計 6 3.1 設計專用夾具零件圖 6 3.2 定位誤差分析與計算 7 3.3 夾具的用途和原理 7 3.4 定位方式的選擇 8 3.5 夾緊裝置 8 3.6 夾具體及定位鍵選擇 8 3.7 切削力和夾緊力的計算 8 第

7、四章 校對說明 10 第五章 設計總結(jié) 11 1 參考文獻 13 附錄 14 2 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(jié)構(gòu)特點 該零件是車床的撥叉，它位于車床主運動變速機構(gòu)中，撥動滑移齒輪移動，使主軸獲得不同速度，撥叉的Φ20H7孔與操作機構(gòu)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

8、槽接觸，通過操作機構(gòu)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(shù)要求 表1-1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（） 1 撥叉頭左右端面 40 未注公差 —— —— 3.2 2 撥叉口左右端面

9、 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 +0.021 0 —— 1.6 6 Φ8內(nèi)孔 Φ8 未注公差 —— —— —— 1.2.2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

10、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 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

11、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 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

12、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(shù)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，選用立式銑床X51，根據(jù)所加工右端面，高速鋼套氏面銑刀。 2.4 工序參數(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

13、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(zhuǎn)速 根據(jù) ，查表5-2，選v=40m/min, 算得n=159r/min，查表4-2取n=160r/min 2.4.4 車削速度的計算 根據(jù)上式公式得v=40.2m/min。 2.4.5 時間定額的確定 根據(jù) , 根據(jù)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

14、。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Ф50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

15、：∵ 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(jù)工序8銑操縱槽的規(guī)格，查[1]p174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(chǎn)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

16、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Φ20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(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，撥叉頭采用一個固定V形塊與一個活動V形塊以內(nèi)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(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀-導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

17、尺寸。 夾具體材料選用HT150，經(jīng)鑄造，在加工成所需條件，其零件圖如圖3-2 3.7.2 定位鍵的選擇 根據(jù)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(zhì)合金端銑刀 do=25mm z=3 切削用量: 銑削力計算： 由經(jīng)驗公式 ： 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) d0=30 ap=4 z=3

18、 代入上式，可得 F=159.42N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 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 F’=F*K=1520.63N 3.8.2 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(shù)， f1=0.2， K安全系數(shù) P軸向力

19、M轉(zhuǎn)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(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。 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(jié) 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

20、內(nèi)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?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，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

21、實訓，使我對機械制造技術(shù)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?nèi)W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(chǎn)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(shù)用于零件加工的某

22、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(nèi)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。總體來說，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

23、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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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