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）模板 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目： 年產(chǎn)2000件機(jī)床撥動叉加工工藝及其（一道工序）夾具設(shè)計學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專科起點本科 專 業(yè)： 年 級： 年 春/秋 季 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日II年產(chǎn)2000件機(jī)床撥動叉加工工藝及其（一道工序）夾具設(shè)計摘要機(jī)械制造工藝學(xué)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)生活占有重要的位置。此次設(shè)計是對撥叉零件的

2、加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。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 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 123.3.3 繪制零件圖和編制工藝卡134 夾具設(shè)計144.1 問題的提出144.2 定位基準(zhǔn)的選擇154.3 切削力及夾緊力的計算164.4定位誤差的分析174.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 235 總結(jié)206 致謝21參考文獻(xiàn)22引 言本次畢業(yè)設(shè)計的題目是撥叉機(jī)械加工工藝設(shè)計及夾具設(shè)計，撥叉是是車床上的重要零件，并在零件的車削加工中承受一定的載荷。本次畢業(yè)設(shè)計的重點是兩個方面，工藝規(guī)程設(shè)計和夾具設(shè)計，專用夾具的設(shè)計，專用夾具的應(yīng)用在近年來國內(nèi)外機(jī)械制造領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，通過專用夾具的應(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)計課題要求掌握夾具設(shè)計的基本原理，理解現(xiàn)代的加工技術(shù)和典型的機(jī)加工工藝。應(yīng)用專用夾具技術(shù)來解決機(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)約時間，提高生產(chǎn)效率。畢業(yè)設(shè)計是所學(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，通過畢業(yè)設(shè)計使我得到了以下三個方面的綜合性鍛煉：（1）正確的運用運動機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的知識，解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝

5、尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2）通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計出高效，省力，經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具。并通過這次設(shè)計提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。（3）通過使用手冊以及圖表資料，熟練的掌握與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱，出處。通過這次畢業(yè)設(shè)計，對自己未來將從事的工作進(jìn)行了一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加工作打下了一個良好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計是綜合運用所學(xué)的知識的訓(xùn)練過程，也是對自我學(xué)習(xí)能力的檢驗和創(chuàng)新能力、實踐能力及創(chuàng)業(yè)精神的重要環(huán)節(jié)。由于知識水平有限，設(shè)計經(jīng)驗不足，設(shè)計中會出現(xiàn)不少錯誤，也誠懇希望老師和同學(xué)批評指正。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)計旨在提高機(jī)床撥動叉的加工效率，由此我們首先對撥動叉的結(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，為了提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計專用夾具，本次設(shè)計選擇了第六道工序銑斷雙體的專用夾具設(shè)計，以滿足加工過程的需要。畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。其目的在于（1）培養(yǎng)我們運用機(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、公差與測量技術(shù)、金屬切削原理與刀具、數(shù)控機(jī)床自動編程等）的知識。獨立地分析和解決工藝問題。初步具備設(shè)

7、計一個中等復(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)要求運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。當(dāng)然，培養(yǎng)我們熟悉并運用有關(guān)手冊，規(guī)范，圖表等技術(shù)資料的能力。（3）進(jìn)一步培養(yǎng)我們識圖，制圖，運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。（4）更能培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍和實事求是的工作作風(fēng)，從而實現(xiàn)從學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。本次設(shè)計題目為：撥叉零件機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計。通過對一個中等復(fù)雜零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程的畢業(yè)設(shè)計，對理論知識進(jìn)行一次綜合性，使用性，和實踐性較強(qiáng)的應(yīng)用。本次的設(shè)計任務(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。設(shè)計內(nèi)容包括：毛坯零件綜合圖1張； 工藝過程卡片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單，但其過程涉及了機(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)，本文將對該類零件的加工工程進(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，操作變速桿，變換操作機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操作槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥插腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵上滑動改變檔位，從而改變

9、速度。該撥叉在改換檔為時要承受彎曲應(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)簡單，為實現(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。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于撥叉來說，加工過程中的主要問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19.1mm孔以及對其倒角，寬19.3mm深17mm的槽口，在19.1mm孔所在的輪轂上鉆兩個孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來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。2.3零件的工藝要求制定合理的零件加工工藝過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)類型；在制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時，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)三中類型。3） 選擇毛坯；毛坯的選用主要包括毛坯的材料、類型和生產(chǎn)方法的選用。常用的毛坯類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、盤套類和機(jī)架箱體類三大類。4） 確定單個表面的加工方法；零件的加工過程，就是零件表面經(jīng)加工獲得符合要求的零件表面的過程。零件表面的類型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。主要有車削

13、、鉆削、銑削、刨削、磨削等五大類加工方法。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加工階段。零件加工需要遵循的原則是粗、精加工分開，零件的加工一般不是在一臺機(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)過一定的工藝過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） 計算加工余量、工序尺寸及公差8） 確定切削用量，估算工時定額9） 填

14、寫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滑桿孔，而另一頭則是撥動滑齒輪或嚙合套的撥叉叉口。從撥叉零件設(shè)計的機(jī)構(gòu)工藝性來看，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)計和制造加工困難。同時，產(chǎn)品設(shè)計時，為了提高其抗變形能力，在壁的一側(cè)設(shè)計有一定高度的加強(qiáng)筋，從而使該類零件沒有一個較為平整的基面可用來選作粗基準(zhǔn)，這就給精基準(zhǔn)的加工帶來了較大的困難。另外，撥叉叉口的設(shè)計基準(zhǔn)往往用撥叉的滑桿孔，兩者距離較遠(yuǎn)，在加工時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。在加工過程中，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，綜合兩項因素進(jìn)行毛坯的選擇。毛坯的選擇對零件工業(yè)過程的經(jīng)濟(jì)性有很大影響，工序數(shù)量，材料消耗加工工時等都取決于所選擇的毛坯，但要提高毛坯的質(zhì)量往往會使毛坯制造困難，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。因此毛坯的種類和制造方法的選擇要根據(jù)毛坯的類型和具體的生產(chǎn)條件決定。同時應(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)床運行過程中所受沖擊不大，結(jié)構(gòu)又比較簡單，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，精度等級選8級，查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊表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)床運行過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)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。該零件的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型為中批量生產(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，加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。基準(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)計基準(zhǔn)和原始基準(zhǔn)重合；b）互為基準(zhǔn)原則兩個位置

18、精度要求較高的表面互為基準(zhǔn)；c）基準(zhǔn)不變原則統(tǒng)一基準(zhǔn)。變速箱撥叉是一個典型的鑄造類零件，它仍具有一般鑄造類零件的加工規(guī)律，根據(jù)以上原則及對零件的分析，擬訂出如下的定位基準(zhǔn)：a)加工D面和E面時，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，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，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，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，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）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：檢驗工序十：锪端面，孔口倒角工序十一：锪另一端面取總長，孔口倒角工序十二：校正叉腳高低工序十三：校正叉腳開檔工序十四：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：磨叉腳開檔面工序二十五：按檢驗卡要求檢驗工序二十六：清洗，涂防銹油，入庫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，精度等級為IT12，單邊余量為1mm2) 確定切削用量及基本工時按照零件材料，批量大小，現(xiàn)場條件等因素，并對照各加工方法特點及適應(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，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)采用專用夾具進(jìn)行裝夾。立式銑床的主要參數(shù)如下：型號：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：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端面。由于這兩個工步在同一臺機(jī)床上經(jīng)過一次走刀加工完成，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各運動參數(shù)的總稱，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)。考慮零件外圓表面（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)計簡明手冊，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)計簡明手冊，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)計簡明手冊，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)計簡明手冊，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)計簡明手冊，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，可以計算出基本工序的切削加工工時：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）實際切削速度切削工時：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）實際切削速度切削工時：l1=6.3（表1-11-12）t0=180.57s（3.1min）4 夾具設(shè)計4.1問題的提出夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個發(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)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)

28、展，夾具的門類才逐步發(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。現(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)市場激烈競爭，盡管國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產(chǎn)的工價已占工件種類數(shù)的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習(xí)慣于采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能同等生產(chǎn)能力工廠中約擁有13000-15000套專用夾具。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%左右的專用夾具，而夾具的

29、實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(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力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。經(jīng)過與老師的協(xié)商，決定設(shè)計第十七道工序的鉆床夾具。在給定的零件中，對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)計的重點在卡緊的方便與快速性上。4.2定位基準(zhǔn)的選擇鉆床夾具簡稱鉆模，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。其主要類型有以下幾種：(1)固定式鉆模 在使用中，這類鉆模在機(jī)床上的位置固定不動，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 這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個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)較簡單，加工鉆模一般手工進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。(

31、4)蓋板式鉆模 這種鉆模無夾具體，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)簡單輕便，易清除切屑;但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜超過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)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。考慮本課題中所設(shè)計的車床支架零件的結(jié)構(gòu)特點及加工要求，所需要的鉆床夾應(yīng)考慮設(shè)計為固定式鉆模。使用中，使車床支架工件在機(jī)床上的位置固定不動。因此需要限制6個方向的自由度。因此可確定車床支架零件的夾具設(shè)計為固定式鉆模。現(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)化等四個方面：A、精密化隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必也相應(yīng)提高對其精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒量，其分度可達(dá)正負(fù)0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5m，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度可達(dá)0.2-0.5mB、高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，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，在較長時間內(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，我國已有夾具零件、部件的國家標(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，這類夾具的標(biāo)準(zhǔn)化有利于夾具的專業(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，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)13表可得：

35、所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數(shù)由機(jī)床夾具設(shè)計手冊可查得： 其中： 螺旋夾緊力：易得：經(jīng)過比較實際夾緊力遠(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，可以滿足切削力的要求。4.4定位誤差的分析為了滿足工序的加工要求，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 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從

36、以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。本課題所設(shè)計方案如下圖所示：該夾具對工件的定位考慮合理，且夾具結(jié)構(gòu)簡單，可適合于中批量生產(chǎn)。本工序采用一定位銷，一檔銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而檔銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具底板的水平力，因此，工件不再在定位銷正上方，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)能滿足定位要求。卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊，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)計及操作的簡要說明按規(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程，稱為裝配。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)器劃分成若干個能獨立裝配的部分，稱為裝配單元。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。在一個基準(zhǔn)零件上，裝上一個或若干個零件構(gòu)成的部分稱為套件。在一個基準(zhǔn)零件上，裝上若干個零件(及套件)而構(gòu)成的部分稱為組件。機(jī)器結(jié)構(gòu)裝配工藝性的基本要求：機(jī)器能夠分成獨立的裝配單元；盡量減少裝配過程中的修配和機(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技術(shù)要求的前提下，對于夾具的選擇也要滿足一定的經(jīng)濟(jì)性。1在夾具設(shè)計中，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，可避免重復(fù)設(shè)計、重復(fù)制造帶來的麻煩和浪費，減少更換時間，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、簡單的夾緊裝置，這樣不僅可以減少勞動強(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，如果工件過大的時候選用1：2等縮小比例，過小時取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，形成一個完整的夾具；夾具總圖上標(biāo)注出零件編號，按規(guī)定要求填寫標(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。基于以上結(jié)論，本套夾具在經(jīng)濟(jì)性方面具有加工經(jīng)費較少，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到。5 總結(jié)撥叉作為車床中的常用零件，以其經(jīng)濟(jì)性與實用性還將長期存在。工序間采用專用夾具，雖然設(shè)計周期有所延長，但大大縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，同時提高了加工精度，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，撥叉類零件的加工方法也將取得長足發(fā)展。本次設(shè)計是提高機(jī)床撥叉的加工效率，設(shè)計正確的加工工藝路線，以及某道工序的夾具，這次設(shè)計涉及到機(jī)床，機(jī)械加工工藝，工裝夾具等機(jī)械制造專業(yè)