機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(撥叉)

1、<p><b>　　第一章 課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1零件的分析</b></p><p>　　1.1.1零件的用途</p><p>　　題目所給的零件是CA6140車(chē)床831002的撥叉。該撥叉應(yīng)用在車(chē)床變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中.使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。

2、零件上方的φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。</p><p>　　該撥叉在改變檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用,因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔Φ25H7，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。</p><p>　　1.

3、1.2零件的技術(shù)要求</p><p>　　按《指導(dǎo)教程》P2表1-1形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列于表1-1中。</p><p>　　表1-1.撥叉零件技術(shù)要求表</p><p>　　1.1.3零件的工藝分析</p><p>　　零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,鑄造性能良好,但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此，以下是撥叉需要加工的

4、表面以及加工表面之間的位置要求：</p><p>　　CA6140車(chē)床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：</p><p>　　1. 以φ25mm孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圓柱兩端面，其 中主要加工表面為φ25H7mm通孔。</p><p>　

5、　2. 以φ60mm孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：φ60H7mm的孔，以及φ60H7mm的兩個(gè)端面。主要是φ60H7mm的孔。</p><p>　　3. 銑16H11mm的槽</p><p>　　這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，</p><p>　　16H11mm的槽兩側(cè)面。<

6、;/p><p>　　4. 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。</p><p>　　這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。</p><p>　　主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。</p><p>　　這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：</p><p>

7、;　　φ60孔端面與φ25H7孔的垂直度公差為0.1mm.。</p><p>　　16H11mm的槽與φ25H7孔的垂直度公差為0.08mm。</p><p>　　由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準(zhǔn)采用專(zhuān)用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)

8、各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p>　　1.1.4定零件的生產(chǎn)類(lèi)型</p><p>　　依要求知:Q=4000臺(tái)/年,m=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率a%和廢品率b%分別取4%和0.7%.</p><p>　　按《指導(dǎo)教程》P2 公式(1-1) </

9、p><p>　　N=Qm (1+a%)(1+b%)=4000臺(tái)/年×1件/臺(tái)×(1+4%)×(1+0.7%)=4189件/年</p><p>　　撥叉重量為1.45千克,按《指導(dǎo)教程》P3表1-3可知撥叉屬于輕型零件;由表1-4知該撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為成批生產(chǎn)中的中批量生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專(zhuān)用工

10、裝。</p><p>　　1.2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2.1確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。</p><p>　　1.2.2基面的選擇</p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

11、中的重要工作之一?；孢x擇得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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，甚至還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。</p><p><b>　　1.粗基準(zhǔn)的選擇。</b></p><p>　　對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根

12、據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ25H7孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)φ42作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。</p><p><b>　　2.精基準(zhǔn)的選擇。</b></p><p>　　主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，

13、此處不再重復(fù)。</p><p>　　1.2.3制定工藝路線</p><p>　　制定工藝路線的出發(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)已確定的情況下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p><b>　　工藝路線方案

14、</b></p><p>　　工序一 以φ42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ25孔兩端面。</p><p>　　工序二 精銑φ25孔兩端面。</p><p>　　工序三 以φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ25孔,使孔的精度達(dá) 到IT7。</p><p>　　工序四 以φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑φ60孔兩端面

15、。</p><p>　　工序五 以φ25孔為精基準(zhǔn)，精銑φ60孔兩端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.1。</p><p>　　工序六 以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60孔，保證空的精度達(dá)到IT7。</p><p>　　工序七 以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。</p><p>　　工序八 以φ25孔為精

16、基準(zhǔn)，鉆φ20孔。</p><p>　　工序九 以φ25孔為精基準(zhǔn)，攻M22×1.5螺紋。</p><p>　　工序十 以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。</p><p>　　工序十一 以φ25孔為精基準(zhǔn)，銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對(duì)孔的垂直度誤差為0.08。</p><p>　　工序十二 撥叉叉腳銑斷</p

17、><p>　　工序十三 去毛刺。</p><p>　　工序十四 檢查。</p><p>　　選擇此工藝路線的理由有：</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)告訴我們，應(yīng)該先銑平面再加工孔，那樣會(huì)更容易滿足零件的加工要求。故鉆φ25、φ60孔時(shí)應(yīng)先銑這兩個(gè)孔的端面。</p><p>　　2、φ60孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0

18、.1mm.，16H11mm的槽與φ25H7的孔垂直度公差為0.08mm。加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。</p><p>　　3、若把撥叉叉口銑斷放在中間，則對(duì)前面的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導(dǎo)致效率較低。故把撥叉叉口銑斷放在后面。</p><p>　　撥叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用</p><p>　　以上工序過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工

19、藝過(guò)程卡片。</p><p>　　1.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　CA6140車(chē)床撥叉，零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p><b>　　外圓表面（φ42）&l

20、t;/b></p><p>　　考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，</p><p>　　沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。</p><p>　　2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量（φ25，φ60端面）。</p><p>　?。?）確定加工路線 由《指導(dǎo)教程》P11表1-8序號(hào)7得：粗銑---精銑。<

21、/p><p>　?。?）確定各工序的加工余量 取φ25，φ60端面長(zhǎng)度余量均為2mm(均為雙邊加工)</p><p>　　銑削加工余量為:粗銑1.5mm 精銑0.5mm.</p><p>　　3. 內(nèi)孔（φ60的孔已鑄成φ50的孔，φ25的孔已鑄成φ15的孔）</p><p>　　由《指導(dǎo)教程》P41表2-28</p><p&

22、gt;　　取φ60孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為5，即鑄成孔直徑為50mm。</p><p>　　工序尺寸加工余量：鉆孔至φ55mm；擴(kuò)孔4.5mm；鉸孔0.4mm；</p><p>　　精鉸 0.1mm。</p><p>　　φ25的孔工序尺寸加工余量：</p><p>　　鉆孔至φ23mm 余量為2mm； 擴(kuò)孔1.8 mm； 粗鉸 0.14

23、 mm；</p><p>　　精鉸 0.06 mm</p><p>　　4.槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量</p><p>　　由《指導(dǎo)教程》P41表2-26</p><p>　　鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。</p><p><b>　　工序尺寸加工余量：</b>&

24、lt;/p><p>　　粗銑端面 2.1 mm；半精銑0.7 mm；精銑0.2 mm</p><p>　　5. 螺紋孔頂面加工余量</p><p>　　鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4mm</p><p><b>　　工序尺寸加工余量：</b></p><p>

25、　　粗銑頂面3.1 mm ；半精銑0.7mm；精銑0.2 mm </p><p>　　6. 其他尺寸直接鑄造得到</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。</p><p>　　1.2.5確立切削用量及基本工時(shí)</p><p><b>　　

26、工序六</b></p><p>　　以φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60孔，保證孔的精度達(dá)到IT7。</p><p>　　鉆孔: 1. 選擇鉆頭</p><p>　　選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法,鉆頭幾何形狀為:β=28 ,2φ=120,2φ1 =70,bg=11mm,αο=12,ψ=55,b=6mm,l=11mm

27、.</p><p>　　選擇Z5163A鉆床 n=22.4~1000r/min, f=0.063~1.2mm/r. </p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p><b>　?。?）決定進(jìn)給量</b></p><p>　　查《切削手冊(cè)》表2.7,當(dāng)加工要求為H7精度,鑄鐵

28、的強(qiáng)度</p><p>　　σb<800MPa,d0=55mm時(shí), </p><p>　　按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇</p><p>　　最終決定選擇Z5163A機(jī)床已有的進(jìn)給量 </p><p><b>　?。?）計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　選擇n=600r/min所以

29、　</p><p>　　擴(kuò)孔：選高速鋼擴(kuò)孔鉆 取f=2mm/r </p><p>　　鉸孔：選高速鋼鉸刀 ,取f=3.15mm/r</p><p>　　精鉸：選高速鋼鉸刀 取f=3.15mm/r </p><p><b>　　1.3夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)

30、計(jì)工序——鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ60H7孔的夾具。</p><p><b>　　1.3.1夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.3.1.1基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾

31、具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。Φ25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ25孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以長(zhǎng)圓柱銷(xiāo)3、浮動(dòng)支承塊1和擋銷(xiāo)2上實(shí)現(xiàn)完全定位。</p><p>　　為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，采用DQG型氣缸4通過(guò)對(duì)稱(chēng)布置的兩套鉸鏈機(jī)構(gòu)和壓

32、板夾緊工件。</p><p>　　1.3.1.2削力和夾緊力計(jì)算</p><p><b>　?。?）切削力的計(jì)算</b></p><p>　　刀具：高速鋼麻花鉆 d=55mm</p><p>　　機(jī)床： 立式鉆床Z5163A</p><p>　　其中D為鉆頭直徑；f為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；Kp為修正系數(shù)&

33、lt;/p><p>　　Kp=(бb/736）0.75＝（450/736）0.75＝0.691。</p><p>　　所以 M=0.88 ×55×2.250.9×10.8×0.691＝46.3Nm</p><p>　　Ff =371×2.251.3×10.7×0.691＝735.7N

34、</p><p><b>　?。?）夾緊力的計(jì)算</b></p><p>　　在本工步中為防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)所需的最小夾緊力為Fj=KMsin45o/(f1Rsin45o+f2R)=3×46.3×sin45o/(0.25×30×sin45o+0.7×30)=3.07N</p><p>　　防止工件移動(dòng)

35、所需的夾緊力為</p><p>　　Fj＝KFsin45o/(f3sin45o+f4）＝3×735.7×sin45o/（0.25×sin45o+0.7）</p><p><b>　?。?764N</b></p><p>　　1.3.1.3位誤差分析</p><p>　　定位尺寸公差的確定，工

36、件的Φ60mm孔對(duì)平行度和垂直度要求不高，工件的平行度，平行度的誤差主要有鉆套的不同同軸度引起的,鉆套的同軸度小于0.005完全能滿足工件的要求。</p><p>　　1.3.1.4具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。采用DQG型氣缸4通過(guò)對(duì)稱(chēng)布置的兩套鉸鏈機(jī)構(gòu)和壓板夾緊工

37、件。本夾具上有鉆模，所以無(wú)需對(duì)刀裝置。</p><p><b>　　第二章 總結(jié)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　本文是CA6410車(chē)床撥叉831002的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的總體過(guò)程可以概括為，首先對(duì)撥叉零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對(duì)工藝方

38、案進(jìn)行確定合理的工藝路線，然后計(jì)算分析尺寸，并制定出工藝卡片，最后是夾具的設(shè)計(jì)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)三年里所學(xué)的知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。由于專(zhuān)業(yè)知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題主要通過(guò)老師的講解，同學(xué)們的討論以及查閱資料來(lái)解決。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我對(duì)課本理論知識(shí)有了更深刻了理解，同時(shí)，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對(duì)我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p>&l

39、t;p><b>　　2.2鳴謝</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)三年里所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設(shè)計(jì)能力，為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，我進(jìn)一步加深了對(duì)課本知識(shí)的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過(guò)程，收獲頗豐。</p><p>　　本

40、次設(shè)計(jì)是在張世亮老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。我的機(jī)械工藝知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)中常常碰到問(wèn)題，老師和同學(xué)不厭其煩的指導(dǎo)，不斷地點(diǎn)拔迷津，提供相關(guān)資料，才使其順利完成。在此，我向老師表示最真誠(chéng)的感謝。同時(shí)，感謝同學(xué)的支持和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)/于駿一，鄒青主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.2<