下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 1 頁目 錄序言 .2第一章：離合器接合叉零件工藝分析..31.1 零件的作用和結構特點 .31.2 零件的主要技術要求分析 .3第二章：離合器接合叉零件的工藝規(guī)程設計 .52.1 確定毛坯制造形式 .52.2 定位基準的選擇 .52.3 表面加工方法的選擇 .52.4 主要工藝設計 .72.5 填寫工藝卡片 11第三章：銑端面工序的夾具設計 123.1 問題的提出 133.2 定位方案的確定 133.3 夾具的操作和使用說明 15結束語 16參考文獻 17下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 2 頁序 言機械制造工藝夾具課程設計是機械類專業(yè)學生在完成了《機械制造工藝學》等技術基礎和理論課程之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決現代實際工藝設計問題的能力。通過此次課程設計要求我們：1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力；2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力；3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力；4、學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等以及學會繪制工序圖、夾具裝配圖，標注必要的技術條件等。通過三周的課程設計，我學會了綜合運用所學過的理論知識進行工藝及結構設計的基本能力；熟悉運用機械制造工藝學課程中的基本理論知識，解決了一個零件在加工中的定位、夾緊、以及工藝路線安排、工藝尺寸確定、切削用量的選擇等問題。此次課程設計也是對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，同時也是我一次理論聯系實際的實際訓練。因此，他在我的大學生活中占據在相當重要的地位。由于能力有限，設計尚有很多不足之處，懇請各位老師能給予批評和指正。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 3 頁下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 4 頁第一章：離合器接合叉零件工藝分析1.1 零件的作用和結構特點此次所給的零件是離合器接合叉。該零件是拖拉機變速箱變速齒輪操作撥叉，撥叉頭以孔套在軸上，并用銷釘經孔與軸聯結，撥叉腳夾在雙聯交換齒輪的槽中，變速操縱機構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，撥叉腳撥動雙聯交換齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現了拖拉機等工程機械的離合作用。該零件的主要工作面是操縱槽撥叉腳兩端面，主要配合為和撥叉腳內側面。零件的形狀比較特殊，屬特形零件，結構簡單。由于撥叉在工作時承受一定的沖擊載荷，因此要有足夠的強度，韌性和剛度1.2 零件的主要技術要求分析分析零件圖可知，離合器結合叉主要有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求，現分別敘述如下：1. 以 φ9.5H9 mm 為中心的加工表面這一組加工表面包括兩個 φ9.5H9 mm 孔，尺寸為 mm 及 106 的46.08?與兩個 φ9.5H9 mm 相垂直的四個平面。2. 以 φ25d6 mm 外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ25d6 mm 的外圓，25 mm 尺寸所在的5.01??兩個端面及 B 面上 1.5×45°的倒角。3. φ25d6mm 外圓上 mm 的槽36.07?以上三組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：1）2-φ9.5H9 mm 共同軸線對 φ25d6 mm 軸線的不垂直度不大于下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 5 頁0.5/100。2）2-φ9.5H9 mm 對共同軸線的不同軸度不大于 0.5mm。3）端面 C 對 φ25d6 mm 軸線的端跳動不大于 0.1mm。4）A 面對 2-φ9.5H9 mm 共同軸線的不垂直度不大于 0.3 mm，φ9.5H9 mm軸線對 φ19 mm 軸線的不同軸度不大于 1.5mm。由以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 6 頁第二章：離合器結合叉零件工藝規(guī)程的設計2.1 確定毛坯的制造形式由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和抗沖擊強度，零件的材料選用 45 鋼。又因為年生產量為 5000 件，生產類型屬大批生產，所以毛坯選用鑄件。該撥叉的輪廓尺寸不大，為提高生產率和鑄件的精度，宜采用蠟模型澆鑄，實現毛坯的精鑄工藝要求。2.2 定位基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。在此零件中，加工外圓時以叉子端面為定位基準，而叉子端面的加工以外圓為定位基準，主要考慮了互為基準、基準統(tǒng)一、基準重合原則，加工孔和槽時都以外圓為定位基準。2.3 表面加工方法的選擇加工方法主要牽涉到零件加工的經濟性和高效性，在本次所設計的零件中，外圓及端面等特征采用車床加工；叉子端面采用銑削加工而成，可利用工裝，將 4 個面一次加工成，即保證了零件的尺寸要求，又節(jié)約了時間，提高了效率；孔的加工選擇在立式鉆床上，而槽的加工應采用立銑。經初步考慮，制定出以下兩種工藝方案：1. 工藝路線方案一工序 1：銑圓柱部分端面。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 7 頁工序 2：銑叉子端面。工序 3：車外圓 φ25d6、端面及倒角 1.5×45°。工序 4：鉆-鉸 φ9.5H9 。工序 5：銑槽。工序 6：去毛刺。工序 7：清洗。工序 8：終檢。2. 工藝路線方案二工序 1：銑圓柱部分端面。工序 2：銑叉子端面。工序 3：鉆-鉸 φ9.5H9 。工序 4：車外圓 φ25d6 、端面及倒角 1.5×45°。工序 5：銑槽。工序 6：去毛刺。工序 7：清洗。工序 8：終檢。3. 工藝方案比較與分析上述兩個方案的不同點在于：方案一時先車外圓、端面及倒角，然后鉆-鉸 2-φ9.5H9 mm 孔；而方案二與此相反，先鉆-鉸 2-φ9.5 H9 mm 孔，再車外圓。兩個方案通過比較可以看出，方案一鉆-鉸 2-φ9.5H9 mm 孔時可以通過已加工過的外圓作為定位基準，孔的位置精度很容易得到保證，此方案先加工外圓的目的就時為孔加工提供定為基準；方案二在加工外圓時通過叉子端面就可下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 8 頁以精確的定位，又保證定位基準和設計基準的重合，所以先加工孔沒有多大作用，而此方案在加工孔時，需用外圓定位，此時外圓未加工，只能作為粗基準。通過綜合分析，方案一較為合理。2.4 主要工序設計離合器撥叉零件材質為 45 鋼，硬度為 HB207-269，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據上述資料及加工工藝，分別確定各工序加工表面的機械加工余量、切削用量、工時計算、機床等如下：1. 銑圓柱部分端面 B1） 機械加工余量：查《機械加工工藝手冊》表 3.1-56，鍛件重量在 0.4-1.0 Kg 之間，鍛件復雜系數為 S3、長度為 25 mm 時，查出該零件余量是：厚度方向為 1.5-2.0 mm，水平方向為 1.5-2.0 mm，所以 B 面余量取 2 mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為銑端面 B 面，保證尺寸 ， 3.0597??易知 fZ=0.08mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.3）切削速度：參考有關手冊，確定 V=1.57 m/s，即 94.2 m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dW=100 mm，齒數 Z=8。則：n S= = = 300 r/min dwπ v10102.94?π現采用 X62W 臥式銑床，根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39） ，取 nw=300 r/min，故實際切削速度為v= = =94.2 m/min10dπ 03*π下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 9 頁當 nw=300 r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：fm= fZznw=0.08×8×300=192 mm/min查機床說明書，f m =190 mm/min。切削工時：機動工時 tm = =0.75 minfl21?2、銑叉子端面1）機械加工余量：《機械加工工藝手冊》表 3.1-56 已查出厚度方向余量為 1.5-2.0mm，所以叉子端面單邊余量取 2mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為銑叉子端面，可在臥式銑床上采用隔套同時裝四把銑刀一次銑削四個面成。易知 fZ=0.08mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.3）切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.43m/s，即 25.8m/min采用高速鋼三面刃銑刀 dW=110 mm，齒數 Z=4。則：n S= = = 75 r/mindwπ v10105.82?π現采用 X62W 臥式銑床，根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39） ，取 nw=75 r/min，故實際切削速度為v= = =25.9 m/min10dπ 075?π當 nw=75 r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：fm= fZznw=0.08×4×75=24 mm/min查機床說明書，f m =23.5 mm/min。切削工時：機動工時 tm = = 6 minfl21?3、車外圓 φ mm 及 C 面014.25?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 10 頁1）機械加工余量：《機械加工工藝手冊》表 3.1-56 已查出厚度方向余量為 1.5-2.0 mm，水平方向余量為 1.5-2.0 mm，所以外圓余量取 4 mm，C 面余量取 2 mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為車外圓 φ250 -0.14mm、C 面及 1.5×45°倒角。切削深度：單邊余量 Z=2mm，因外圓表面粗糙度 Ra12.5，加工精度為 IT6級，需經兩次切削，粗車后單邊留余量 Z=0.5mm，選用臥式車床 C365L。進給量 f：根據《切削用量簡明手冊》表 1.4，選用 f=0.5 mm/r計算切削速度：見《切削用量簡明手冊》表 1.27Vc= = =123 m/minvtxpmkfaTCv 35.015.02.*64確定主軸轉速：ns= = =313 r/minwdVcπ10125*4.3按機床選取 n=322r/min所以實際切削速度 v= = = 126 m/min10dnπ 032*.切削工時：t= = =0.2minnfl2?5.0*344、鉆-鉸兩內孔 2-φ9.5H9 mm（叉部） ，選用機床：立式鉆床 Z5251） 機械加工余量：毛坯為實心，不沖出孔，兩內孔精度要求 IT9，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-9 工序尺寸及余量為：鉆孔：φ9.3mm 2Z=0.2mm鉸孔：φ9.5+0.03 0mm 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 11 頁2） 切削用量、工時計算及機床：① 鉆孔 φ9.3mmf=0.25 mm/r（見《切削用量簡明手冊》表 2.7）v=12 m/min（見《切削用量簡明手冊》表 2.13 及表 2.14，按5 類加工性考慮）ns= = =411r/minwdvπ103.9*412按機床選取 nw =392r/min（按《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-15）所以實際切削速度v= = =11.45 m/min10wdπ 10392*.4切削工時：t= = =1.2minfnlw2?.56?② 鉸孔 φ9.5H9 mm 孔f=0.5 mm/r（見《切削用量簡明手冊》表 2.11）v=6 m/min（見《切削用量簡明手冊》表 2.24）ns= = =201 r/minwd10π v5.9436?按機床選取 nw=195 r/min（按《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-15）所以實際切削速度v= = =5.8 m/min10wndπ 1095*.43切削工時：t= =1.2 min flw2?下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 12 頁5、銑寬 7+0.36 0mm 的槽，選用機床：臥式銑床 X62W1）機械加工余量：參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-22 工序尺寸及余量為：粗銑：5 mm 2Z=2 mm精銑： mm36.07?3） 切削用量及機床：fz=0.01 mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.4）切削速度 v=0.39 m/s 及 23.4 m/min采用錯齒三面刃銑刀，d w=100，齒數 z=1，則ns= = =74.5 r/mindvπ10104.3.2?根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39，取nw=75r/min，故實際切削速度為v= = =23.55 m/min10wndπ 07514.3?2.5 填寫工藝卡片按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片（見附表）下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 13 頁第三章：銑端面工序的夾具設計設計目的：提高勞動生產率，保證加工精度，降低勞動強度。專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進行加工往往難以達到精度要求。2.縮短了工序時間,從而提高了勞動生產率。進行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產率.在生產中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間相同。采用回轉式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進行切削加工某個工件的同時,進行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機動時間相重合。總之,隨著專用夾具的采用和進一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機床的作用。4.減輕勞動強度,保障安全生產。根據生產需要,采用一些氣動,液壓或其它機械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強度,保障生產安全和產品的穩(wěn)質高產都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉幾次進行加工,勞動強度大而且不安全。采用電動回轉式鉆床家具后,就能夠達到提高生產效率,減下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 14 頁輕勞動強度,保障生產安全的目的。此次課程設計本著提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度的宗旨，具體需要設計的專用夾具為工序 1 中銑 φ25mm 圓柱部分端面的專用銑床夾具。本夾具將用于通用 X62W 臥式銑床，刀具為合金盤銑刀，刀片采用 YT15合金。3.1 問題的提出本夾具是用來銑 φ25mm 圓柱部分端面的專用銑床夾具，因該零件的毛坯為精密鑄造件，故其加工余量很小。圖中 φ25mm 圓柱的中心軸線與 2-φ9.5H9mm 孔的共同軸線有位置公差要求，端面和 φ19mm 不加工外圓有間接位置要求，同時本道工序將是后續(xù)工序的定位基準，因此這個端面的加工需要有高的精度要求。由于位置公差要求較低，因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,并保證其幾何精度，位置精度則不是主要問題。3.2 定位方案的確定因這個端面的加工位置精度要求較低，為了使工藝基準與設計基準一致，所以選擇 φ19mm 不加工外圓面作為主要定位基準，以確保 2-φ9.5H9mm 孔與φ19mm 的不同軸度不大于 1.5mm，限制 、 、 、 四個自由度。同時 φ25mmX?Z?外圓面對 2-φ9.5H9mm 孔的中心線有一定的位置公差要求,因此應以 φ25mm 外圓面也為主要定位基準，限制 、 兩個自由度。由于鑄件的公差要求較大,利用Y??撥叉口處表面作為輔助定位基準時, 選用一對 V 形塊定位?？紤]設計的經濟性、適用性，目前快換式銑床夾具為通用結構，故在其基礎上設計定位、夾緊和導向原件，縮短設計制造周期。在此設計使用 V 型塊起自調心定位作用，用壓板螺母起夾緊功能。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 15 頁1) 定位誤差的分析與計算:零件圖規(guī)定撥叉 φ19mm 外圓面不要求切削加工，而 φ19mm 外圓面與 2-φ9.5H9mm 孔有同軸度要求，其同軸度要求 φ1.5mm；同時 φ25mm 外圓面對 2-φ9.5H9mm 孔的中心線有一定的位置公差要求。由于本件多處為非加工表面，先銑圓柱部分端面，可以為后續(xù)加工提供一個定位端面，故本道工序的定位誤差要求不是很嚴格，依靠定位基準面的配合即可滿足加工要求。 2) 夾緊力確定由于實際加工的經驗可知,銑削時的主要切削力為銑刀的切削方向,可分為追品水平和垂直兩個分力,在兩側只需要采用兩個 V 型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作?？紤]到本次設計的實際情況，具體切削力與夾緊力計算如下：刀具：YT15 合金盤銑刀 《切削手冊》表 3.28：其中：Cr=54.5， =4.5， =0.9， =0.18， =0.74， =28， =1.0， =100，P?PXZfrYe?rUwd=1.0，n=300，Z=8 rq所以 F= =442.9（N）)301/(821.05.4749??水平分力：Fr=1.1F 實 =487.2 （N）垂直分力：Fv=0.3F 實 =123.9 （N）在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內：安全系數 k=k1k2k3k4其中：k 1為基本安全系數 1.5 ；k2為加工性質系數 1.1 ；下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 16 頁k3為刀具鈍化系數 1.1 ；k4為斷續(xù)切削系數 1.1 ；所以 F 切 =kF=1.5×1.1×1.1×1.1×487.2=972.7（N）實際夾緊力為 N 夾 ：N 夾 = F 切 / 系f查《機械制造工藝學課程設計指導書》附錄表 1 得摩擦系數=0.16～0.25，系f在此取 =0.25 ， =0.251系f2系f則 N 夾 = 972.7/（0.25+0.25）=1945.4（N）夾緊螺母采用 M20 粗牙螺母，查相關手冊易知 M20 粗牙螺母夾緊力遠大于所需夾緊力。3.3 夾具的操作和使用說明如前所述，在設計夾具時，應注意提高勞動效率，為此，螺母夾緊時采用帶長腰形孔的壓板，以便裝卸時，不許將螺母全部擰下，只需松動幾扣，將壓板前后拉動，便可不妨礙上下工件。夾具體底面上的一對定位鍵，可是整個夾具體在機床工作臺有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結果，本夾具體的結構還比較的緊湊。為了保證零件的加工精度，我們采用可換定位銷來進行定位加緊，夾具體的底面有一對定位鍵與機床的 T 型槽相連接，保證夾具與銑床的縱向進給方向相平行的位置。另外在夾具體的兩端設置了可供機床工作臺 T 型螺栓穿過夾具體壓緊的 U 型耳座。夾具體的裝配圖和夾具體的零件圖見附圖。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 17 頁結 束 語在自己努力和指導老師悉心的指導下，經過這段時間的設計學習，我的課程設計終于圓滿完成了。在設計過程中，我通過各種方式收集、查找相關資料，深入工廠加工車間仔細觀察，虛心請教，解決設計中出現的各種問題，從中學到了許多課本里沒有的知識，切身地體會到了零件從毛坯到成品的一個工藝設計過程，從而對于機械制造工藝學課程有了一個更為清晰的認識。經過了課程設計鍛煉，我發(fā)現自己欠缺的東西很多。尤其是實踐經驗，對加工過程的了解甚少。通過這次完整的課程設計，我系統(tǒng)地回顧和復習了大學所學的相關專業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在設計的過程中，我綜合運用了系統(tǒng)的設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD、CAXA、Word等） ，且應用熟悉相關設計資料（包括手冊、標準和規(guī)范等）以及進行經驗估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機和工具書及手冊在設計中帶來的便利和幫助。通過課程設計，它也使我明白了如果要想更好地掌握好這門技術，還需要我進一步的學習與實踐，在實際工作中不斷地積累經驗，這樣我才能更好的學好這門技術，更好地了解機械制造基礎工業(yè)，從而為以后的工作打下堅實的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師多多指正與批評。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985共 17 頁第 18 頁參 考 文 獻[1] 陳明，機械制造工藝學[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2005.8.[2] 趙如福，金屬機械加工工藝人員手冊第二版[M]，上海，上?？茖W技術出版社， 2006.10[3] 趙家奇，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，北京，機械工業(yè)出版社， 2000.10[4] 肖繼德，機床夾具設計[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2000.5[5] 李益民，機械制造工藝設計簡明手冊[M], 北京，機械工業(yè)出版社，1994零件號 零件名稱 物料編碼 工序號機械加工工序卡片車間 材料 機床工序名稱 銑端面序號 硬度 名稱 型號 平面圖號45 HB207~269 臥式銑床 X62技術定額 單件工時（分） 5 每班件數工具類別 工步號 工具代號 工具名稱 工具尺寸 數量刀具 鑲尺端銑刀 Φ100*Φ32*50 1刀片 YT15 Z=8輔具 銑刀刀桿 錐度7/24，Φ32 1工步號 工部內容 走刀次數 轉數或往返次數/切削速度每分進刀量機動時間（分）輔助時間（分）銑外圈 Φ28 端面，保證尺寸 97.5+0.3 -0.5300/1.57 7501數量 卡規(guī) 97.5+0.3 -0.5 1注：同時加工兩件基準面 外圓 Φ28 和頂端設 計（日 期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 共 10 頁第 2 頁標記處數更改文件號 簽 字 日 期標記處數更改文件號 簽 字 日 期產品型號 零件圖號機械加工工藝過程卡片產品名稱 零件名稱 離合器接合叉 共 頁 第 頁材料牌號 45 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件數 1 每 臺 件 數 1 備 注工 時工序號 工序名稱 工 序 內 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備準終 單件5 銑端面銑外圓 φ25 端面，保證尺寸 97.5+0.5-0.3 臥式銑床 X6210 銑叉子端面同時銑叉子的四個端面保證尺寸 84 ,11,及22.5a(+0.46)a（ +0.46， 0） 臥式銑床 X6215 車外圓、端面及倒角粗車外圓至 φ26 保證長度 24.5.精車外圓，倒角 2×45°六角車床C365L20 鉆孔，鉸孔鉆鉸 φ9 孔 立式鉆床25 銑槽 銑槽寬度 7+ 00.30 ,保證尺寸 9.7±0.2 和 18±0.2 臥式銑床 X6230 去毛刺 清除工件已加工部位周圍所形成的刺狀物或飛邊 鉗工臺35 清洗并吹凈清洗機 4889240 檢驗 檢驗臺設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日 期 共 17 頁第 1 頁目 錄序言 .2第一章：離合器接合叉零件工藝分析..31.1 零件的作用和結構特點 .31.2 零件的主要技術要求分析 .3第二章：離合器接合叉零件的工藝規(guī)程設計 .52.1 確定毛坯制造形式 .52.2 定位基準的選擇 .52.3 表面加工方法的選擇 .52.4 主要工藝設計 .72.5 填寫工藝卡片 11第三章：銑端面工序的夾具設計 123.1 問題的提出 133.2 定位方案的確定 133.3 夾具的操作和使用說明 15結束語 16參考文獻 17共 17 頁第 2 頁序 言機械制造工藝夾具課程設計是機械類專業(yè)學生在完成了《機械制造工藝學》等技術基礎和理論課程之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決現代實際工藝設計問題的能力。通過此次課程設計要求我們：1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力；2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力；3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力；4、學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等以及學會繪制工序圖、夾具裝配圖，標注必要的技術條件等。通過三周的課程設計，我學會了綜合運用所學過的理論知識進行工藝及結構設計的基本能力；熟悉運用機械制造工藝學課程中的基本理論知識，解決了一個零件在加工中的定位、夾緊、以及工藝路線安排、工藝尺寸確定、切削用量的選擇等問題。此次課程設計也是對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，同時也是我一次理論聯系實際的實際訓練。因此，他在我的大學生活中占據在相當重要的地位。由于能力有限，設計尚有很多不足之處，懇請各位老師能給予批評和指正。共 17 頁第 3 頁第一章：離合器接合叉零件工藝分析1.1 零件的作用和結構特點此次所給的零件是離合器接合叉。該零件是拖拉機變速箱變速齒輪操作撥叉，撥叉頭以孔套在軸上，并用銷釘經孔與軸聯結，撥叉腳夾在雙聯交換齒輪的槽中，變速操縱機構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，撥叉腳撥動雙聯交換齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現了拖拉機等工程機械的離合作用。該零件的主要工作面是操縱槽撥叉腳兩端面，主要配合為和撥叉腳內側面。零件的形狀比較特殊，屬特形零件，結構簡單。由于撥叉在工作時承受一定的沖擊載荷，因此要有足夠的強度，韌性和剛度1.2 零件的主要技術要求分析分析零件圖可知，離合器結合叉主要有三組加工表面，他們之間有一定的位置要求，現分別敘述如下：1. 以 φ9.5H9 mm 為中心的加工表面這一組加工表面包括兩個 φ9.5H9 mm 孔，尺寸為 mm 及 106 的46.08?與兩個 φ9.5H9 mm 相垂直的四個平面。2. 以 φ25d6 mm 外圓為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ25d6 mm 的外圓，25 mm 尺寸所在的5.01??兩個端面及 B 面上 1.5×45°的倒角。3. φ25d6mm 外圓上 mm 的槽36.07?以上三組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：共 17 頁第 4 頁1）2-φ9.5H9 mm 共同軸線對 φ25d6 mm 軸線的不垂直度不大于0.5/100。2）2-φ9.5H9 mm 對共同軸線的不同軸度不大于 0.5mm。3）端面 C 對 φ25d6 mm 軸線的端跳動不大于 0.1mm。4）A 面對 2-φ9.5H9 mm 共同軸線的不垂直度不大于 0.3 mm，φ9.5H9 mm軸線對 φ19 mm 軸線的不同軸度不大于 1.5mm。由以上分析可知，對于這三組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。共 17 頁第 5 頁第二章：離合器結合叉零件工藝規(guī)程的設計2.1 確定毛坯的制造形式由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和抗沖擊強度，零件的材料選用 45 鋼。又因為年生產量為 5000 件，生產類型屬大批生產，所以毛坯選用鑄件。該撥叉的輪廓尺寸不大，為提高生產率和鑄件的精度，宜采用蠟模型澆鑄，實現毛坯的精鑄工藝要求。2.2 定位基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基準選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。在此零件中，加工外圓時以叉子端面為定位基準，而叉子端面的加工以外圓為定位基準，主要考慮了互為基準、基準統(tǒng)一、基準重合原則，加工孔和槽時都以外圓為定位基準。2.3 表面加工方法的選擇加工方法主要牽涉到零件加工的經濟性和高效性，在本次所設計的零件中，外圓及端面等特征采用車床加工；叉子端面采用銑削加工而成，可利用工裝，將 4 個面一次加工成，即保證了零件的尺寸要求，又節(jié)約了時間，提高了效率；孔的加工選擇在立式鉆床上，而槽的加工應采用立銑。經初步考慮，制定出以下兩種工藝方案：1. 工藝路線方案一工序 1：銑圓柱部分端面。共 17 頁第 6 頁工序 2：銑叉子端面。工序 3：車外圓 φ25d6、端面及倒角 1.5×45°。工序 4：鉆-鉸 φ9.5H9 。工序 5：銑槽。工序 6：去毛刺。工序 7：清洗。工序 8：終檢。2. 工藝路線方案二工序 1：銑圓柱部分端面。工序 2：銑叉子端面。工序 3：鉆-鉸 φ9.5H9 。工序 4：車外圓 φ25d6 、端面及倒角 1.5×45°。工序 5：銑槽。工序 6：去毛刺。工序 7：清洗。工序 8：終檢。3. 工藝方案比較與分析上述兩個方案的不同點在于：方案一時先車外圓、端面及倒角，然后鉆-鉸 2-φ9.5H9 mm 孔；而方案二與此相反，先鉆-鉸 2-φ9.5 H9 mm 孔，再車外圓。兩個方案通過比較可以看出，方案一鉆-鉸 2-φ9.5H9 mm 孔時可以通過已加工過的外圓作為定位基準，孔的位置精度很容易得到保證，此方案先加工外圓的目的就時為孔加工提供定為基準；方案二在加工外圓時通過叉子端面就可共 17 頁第 7 頁以精確的定位，又保證定位基準和設計基準的重合，所以先加工孔沒有多大作用，而此方案在加工孔時，需用外圓定位，此時外圓未加工，只能作為粗基準。通過綜合分析，方案一較為合理。2.4 主要工序設計離合器撥叉零件材質為 45 鋼，硬度為 HB207-269，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。根據上述資料及加工工藝，分別確定各工序加工表面的機械加工余量、切削用量、工時計算、機床等如下：1. 銑圓柱部分端面 B1） 機械加工余量：查《機械加工工藝手冊》表 3.1-56，鍛件重量在 0.4-1.0 Kg 之間，鍛件復雜系數為 S3、長度為 25 mm 時，查出該零件余量是：厚度方向為 1.5-2.0 mm，水平方向為 1.5-2.0 mm，所以 B 面余量取 2 mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為銑端面 B 面，保證尺寸 ， 3.0597??易知 fZ=0.08mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.3）切削速度：參考有關手冊，確定 V=1.57 m/s，即 94.2 m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dW=100 mm，齒數 Z=8。則：n S= = = 300 r/min dwπ v10102.94?π現采用 X62W 臥式銑床，根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39） ，取 nw=300 r/min，故實際切削速度為v= = =94.2 m/min10dπ 03*π共 17 頁第 8 頁當 nw=300 r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：fm= fZznw=0.08×8×300=192 mm/min查機床說明書，f m =190 mm/min。切削工時：機動工時 tm = =0.75 minfl21?2、銑叉子端面1）機械加工余量：《機械加工工藝手冊》表 3.1-56 已查出厚度方向余量為 1.5-2.0mm，所以叉子端面單邊余量取 2mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為銑叉子端面，可在臥式銑床上采用隔套同時裝四把銑刀一次銑削四個面成。易知 fZ=0.08mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.3）切削速度：參考有關手冊，確定 V=0.43m/s，即 25.8m/min采用高速鋼三面刃銑刀 dW=110 mm，齒數 Z=4。則：n S= = = 75 r/mindwπ v10105.82?π現采用 X62W 臥式銑床，根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39） ，取 nw=75 r/min，故實際切削速度為v= = =25.9 m/min10dπ 075?π當 nw=75 r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：fm= fZznw=0.08×4×75=24 mm/min查機床說明書，f m =23.5 mm/min。切削工時：機動工時 tm = = 6 minfl21?3、車外圓 φ mm 及 C 面014.25?共 17 頁第 9 頁1）機械加工余量：《機械加工工藝手冊》表 3.1-56 已查出厚度方向余量為 1.5-2.0 mm，水平方向余量為 1.5-2.0 mm，所以外圓余量取 4 mm，C 面余量取 2 mm。2）切削用量、工時計算及機床：此工序為車外圓 φ250 -0.14mm、C 面及 1.5×45°倒角。切削深度：單邊余量 Z=2mm，因外圓表面粗糙度 Ra12.5，加工精度為 IT6級，需經兩次切削，粗車后單邊留余量 Z=0.5mm，選用臥式車床 C365L。進給量 f：根據《切削用量簡明手冊》表 1.4，選用 f=0.5 mm/r計算切削速度：見《切削用量簡明手冊》表 1.27Vc= = =123 m/minvtxpmkfaTCv 35.015.02.*64確定主軸轉速：ns= = =313 r/minwdVcπ10125*4.3按機床選取 n=322r/min所以實際切削速度 v= = = 126 m/min10dnπ 032*.切削工時：t= = =0.2minnfl2?5.0*344、鉆-鉸兩內孔 2-φ9.5H9 mm（叉部） ，選用機床：立式鉆床 Z5251） 機械加工余量：毛坯為實心，不沖出孔，兩內孔精度要求 IT9，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-9 工序尺寸及余量為：鉆孔：φ9.3mm 2Z=0.2mm鉸孔：φ9.5+0.03 0mm 共 17 頁第 10 頁2） 切削用量、工時計算及機床：① 鉆孔 φ9.3mmf=0.25 mm/r（見《切削用量簡明手冊》表 2.7）v=12 m/min（見《切削用量簡明手冊》表 2.13 及表 2.14，按5 類加工性考慮）ns= = =411r/minwdvπ103.9*412按機床選取 nw =392r/min（按《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-15）所以實際切削速度v= = =11.45 m/min10wdπ 10392*.4切削工時：t= = =1.2minfnlw2?.56?② 鉸孔 φ9.5H9 mm 孔f=0.5 mm/r（見《切削用量簡明手冊》表 2.11）v=6 m/min（見《切削用量簡明手冊》表 2.24）ns= = =201 r/minwd10π v5.9436?按機床選取 nw=195 r/min（按《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-15）所以實際切削速度v= = =5.8 m/min10wndπ 1095*.43切削工時：t= =1.2 min flw2?共 17 頁第 11 頁5、銑寬 7+0.36 0mm 的槽，選用機床：臥式銑床 X62W1）機械加工余量：參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3-22 工序尺寸及余量為：粗銑：5 mm 2Z=2 mm精銑： mm36.07?3） 切削用量及機床：fz=0.01 mm/齒（參考《切削用量簡明手冊》表 3.4）切削速度 v=0.39 m/s 及 23.4 m/min采用錯齒三面刃銑刀，d w=100，齒數 z=1，則ns= = =74.5 r/mindvπ10104.3.2?根據機床使用說明書（見《機械制造工藝設計簡明手冊》表 4.2-39，取nw=75r/min，故實際切削速度為v= = =23.55 m/min10wndπ 07514.3?2.5 填寫工藝卡片按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片（見附表）共 17 頁第 12 頁第三章：銑端面工序的夾具設計設計目的：提高勞動生產率，保證加工精度，降低勞動強度。專用夾具是為了適應某一工件的某一工序加工的要求而專門設計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面的位置精度,例如與其他表面間的距離精度,平行度,同軸度等。對于外行比較復雜,位置精度要求比較高的工件,使用通用夾具進行加工往往難以達到精度要求。2.縮短了工序時間,從而提高了勞動生產率。進行某一工序所需要的時間,其中主要包括加工工件所需要的機動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。采用專用夾具后,安裝工件和轉換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產率.在生產中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機動時間將與加工一個工件的機動時間相同。采用回轉式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進行切削加工某個工件的同時,進行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴大機床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機床的作用。4.減輕勞動強度,保障安全生產。根據生產需要,采用一些氣動,液壓或其它機械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強度,保障生產安全和產品的穩(wěn)質高產都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉幾次進行加工,勞動強度大而且不安全。采用電動回轉式鉆床家具后,就能夠達到提高生產效率,減共 17 頁第 13 頁輕勞動強度,保障生產安全的目的。此次課程設計本著提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度的宗旨，具體需要設計的專用夾具為工序 1 中銑 φ25mm 圓柱部分端面的專用銑床夾具。本夾具將用于通用 X62W 臥式銑床，刀具為合金盤銑刀，刀片采用 YT15合金。3.1 問題的提出本夾具是用來銑 φ25mm 圓柱部分端面的專用銑床夾具，因該零件的毛坯為精密鑄造件，故其加工余量很小。圖中 φ25mm 圓柱的中心軸線與 2-φ9.5H9mm 孔的共同軸線有位置公差要求，端面和 φ19mm 不加工外圓有間接位置要求，同時本道工序將是后續(xù)工序的定位基準，因此這個端面的加工需要有高的精度要求。由于位置公差要求較低，因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,并保證其幾何精度，位置精度則不是主要問題。3.2 定位方案的確定因這個端面的加工位置精度要求較低，為了使工藝基準與設計基準一致，所以選擇 φ19mm 不加工外圓面作為主要定位基準，以確保 2-φ9.5H9mm 孔與φ19mm 的不同軸度不大于 1.5mm，限制 、 、 、 四個自由度。同時 φ25mmX?Z?外圓面對 2-φ9.5H9mm 孔的中心線有一定的位置公差要求,因此應以 φ25mm 外圓面也為主要定位基準，限制 、 兩個自由度。由于鑄件的公差要求較大,利用Y??撥叉口處表面作為輔助定位基準時, 選用一對 V 形塊定位?？紤]設計的經濟性、適用性，目前快換式銑床夾具為通用結構，故在其基礎上設計定位、夾緊和導向原件，縮短設計制造周期。在此設計使用 V 型塊起自調心定位作用，用壓板螺母起夾緊功能。共 17 頁第 14 頁1) 定位誤差的分析與計算:零件圖規(guī)定撥叉 φ19mm 外圓面不要求切削加工，而 φ19mm 外圓面與 2-φ9.5H9mm 孔有同軸度要求，其同軸度要求 φ1.5mm；同時 φ25mm 外圓面對 2-φ9.5H9mm 孔的中心線有一定的位置公差要求。由于本件多處為非加工表面，先銑圓柱部分端面，可以為后續(xù)加工提供一個定位端面，故本道工序的定位誤差要求不是很嚴格，依靠定位基準面的配合即可滿足加工要求。 2) 夾緊力確定由于實際加工的經驗可知,銑削時的主要切削力為銑刀的切削方向,可分為追品水平和垂直兩個分力,在兩側只需要采用兩個 V 型塊適當夾緊后本夾具即可安全工作?？紤]到本次設計的實際情況，具體切削力與夾緊力計算如下：刀具：YT15 合金盤銑刀 《切削手冊》表 3.28：其中：Cr=54.5， =4.5， =0.9， =0.18， =0.74， =28， =1.0， =100，P?PXZfrYe?rUwd=1.0，n=300，Z=8 rq所以 F= =442.9（N）)301/(821.05.4749??水平分力：Fr=1.1F 實 =487.2 （N）垂直分力：Fv=0.3F 實 =123.9 （N）在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內：安全系數 k=k1k2k3k4其中：k 1為基本安全系數 1.5 ；k2為加工性質系數 1.1 ；共 17 頁第 15 頁k3為刀具鈍化系數 1.1 ；k4為斷續(xù)切削系數 1.1 ；所以 F 切 =kF=1.5×1.1×1.1×1.1×487.2=972.7（N）實際夾緊力為 N 夾 ：N 夾 = F 切 / 系f查《機械制造工藝學課程設計指導書》附錄表 1 得摩擦系數=0.16～0.25，系f在此取 =0.25 ， =0.251系f2系f則 N 夾 = 972.7/（0.25+0.25）=1945.4（N）夾緊螺母采用 M20 粗牙螺母，查相關手冊易知 M20 粗牙螺母夾緊力遠大于所需夾緊力。3.3 夾具的操作和使用說明如前所述，在設計夾具時，應注意提高勞動效率，為此，螺母夾緊時采用帶長腰形孔的壓板，以便裝卸時，不許將螺母全部擰下，只需松動幾扣，將壓板前后拉動，便可不妨礙上下工件。夾具體底面上的一對定位鍵，可是整個夾具體在機床工作臺有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結果，本夾具體的結構還比較的緊湊。為了保證零件的加工精度，我們采用可換定位銷來進行定位加緊，夾具體的底面有一對定位鍵與機床的 T 型槽相連接，保證夾具與銑床的縱向進給方向相平行的位置。另外在夾具體的兩端設置了可供機床工作臺 T 型螺栓穿過夾具體壓緊的 U 型耳座。夾具體的裝配圖和夾具體的零件圖見附圖。共 17 頁第 16 頁結 束 語在自己努力和指導老師悉心的指導下，經過這段時間的設計學習，我的課程設計終于圓滿完成了。在設計過程中，我通過各種方式收集、查找相關資料，深入工廠加工車間仔細觀察，虛心請教，解決設計中出現的各種問題，從中學到了許多課本里沒有的知識，切身地體會到了零件從毛坯到成品的一個工藝設計過程，從而對于機械制造工藝學課程有了一個更為清晰的認識。經過了課程設計鍛煉，我發(fā)現自己欠缺的東西很多。尤其是實踐經驗，對加工過程的了解甚少。通過這次完整的課程設計，我系統(tǒng)地回顧和復習了大學所學的相關專業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在設計的過程中，我綜合運用了系統(tǒng)的設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD、CAXA、Word等） ，且應用熟悉相關設計資料（包括手冊、標準和規(guī)范等）以及進行經驗估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機和工具書及手冊在設計中帶來的便利和幫助。通過課程設計，它也使我明白了如果要想更好地掌握好這門技術，還需要我進一步的學習與實踐，在實際工作中不斷地積累經驗，這樣我才能更好的學好這門技術，更好地了解機械制造基礎工業(yè)，從而為以后的工作打下堅實的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請老師多多指正與批評。共 17 頁第 17 頁參 考 文 獻[1] 陳明，機械制造工藝學[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2005.8.[2] 趙如福，金屬機械加工工藝人員手冊第二版[M]，上海，上?？茖W技術出版社， 2006.10[3] 趙家奇，機械制造工藝學課程設計指導書[M]，北京，機械工業(yè)出版社， 2000.10[4] 肖繼德，機床夾具設計[M]，北京，機械工業(yè)出版社，2000.5[5] 李益民，機械制造工藝設計簡明手冊[M], 北京，機械工業(yè)出版社，1994