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四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院
Sichuan Vocational and Technical College
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目
拖拉機(jī)倒擋撥叉零件的機(jī)械加工工藝及
工裝設(shè)計(jì)
所屬系部
機(jī)械工程系
所屬專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造
所屬班級
學(xué) 號
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
起訖日期
2012.09—2013.04
四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處制
摘 要
本文是對拖拉機(jī)倒擋撥叉零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對填料箱蓋零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.
機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)磨中心孔夾具。
關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)倒擋撥叉，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
V
Abstract
This paper is on the bracket parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the stuffing box cover part two process designing special fixture.
Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design of fixture for grinding center.
Key words: scaffold, processing technology, processing method, process documentation, fixture
目 錄
摘 要 2
Abstract III
目 錄 IV
前言 1
第1章 零件的分析 2
1.1 零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
1.2.1以?15H7mm的孔為中心的加工面 2
1.2.2 叉口處的加工面 2
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2毛坯設(shè)計(jì) 4
2.3基面的選擇 5
2.4制訂工藝路線 5
2.5機(jī)械加工余量及工步的初步確定 7
2.5.1 銑30mm的面 8
2.5.2 ?15H7mm 的孔 8
2.5.3 銑叉口側(cè)面 8
2.5.4磨叉口側(cè)面 8
2.6確定切削用量及基本工時 8
2.6.1 銑30mm處的端面 8
2.6.2銑7b11mm的兩個面 10
2.6.3粗磨7b11的兩個面 10
2.6.4銑叉口內(nèi)圓R26mm的側(cè)面 11
2.6.5精磨7b11兩面 13
2.6.6銑寬為13mm的槽 14
2.6.7鉆?5H11mm的孔 15
第3章 銑槽夾具設(shè)計(jì) 17
3.1研究原始質(zhì)料 17
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 17
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 17
3.4 誤差分析與計(jì)算 19
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 20
3.5.1定位銷選用 20
3.5.2夾緊裝置的選用 20
3.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì) 20
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 21
總 結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
前言
機(jī)械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的部門之一，是一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，技術(shù)水平﹑生活水準(zhǔn)和國防實(shí)力。機(jī)械制造工業(yè)是制造農(nóng)業(yè)機(jī)械﹑動力機(jī)械﹑運(yùn)輸機(jī)械﹑礦山機(jī)械等機(jī)械產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)部門，也是為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供冶金機(jī)械﹑化工設(shè)備和工作母機(jī)等裝備的部門。機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備。
機(jī)械制造工藝技術(shù)是在人類生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生并不斷發(fā)展的它的內(nèi)容極其廣泛，包括零件的毛坯制造，機(jī)械加工及熱處理和產(chǎn)品的裝配等。但是在研究工藝問題上，可歸納為質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三類。（1）保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量：產(chǎn)品質(zhì)量包括整臺機(jī)械的裝配精度﹑使用性能﹑使用壽命和可靠性，以及零件的加工精度和加工表面質(zhì)量。（2）提高勞動生產(chǎn)率：提高勞動生產(chǎn)率的方法一是提高切削用量﹑采用高速切削﹑高速磨削和重磨削。二是改進(jìn)工藝方法﹑創(chuàng)造新工藝。（3）降低成本：要節(jié)省和合理選擇原材料，研究新材料；合理使用和改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，研制新的高效設(shè)備等。對于上述三類問題要辨證地全面地進(jìn)行分析。要在滿足質(zhì)量要求的前提下，不斷提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。以優(yōu)質(zhì)﹑高效﹑低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配，這樣的工藝才是合理的和先進(jìn)的工藝。
第1章 零件的分析
1.1 零件的作用
題目所給的零件是拖拉機(jī)變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上的零件，主要作用：一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的倒檔；二是在倒檔撥叉上有一個配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動時帶動其運(yùn)動。零件上的孔?15H7mm裝配在倒檔撥桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對位置。撥叉槽寬13mm與其他零件相配合，撥叉叉口撥動同步器。
1.2 零件的工藝分析
從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，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)將這兩組加工面分述如下：
1.2.1以?15H7mm的孔為中心的加工面
這一組加工面包括：一個的 ?15H7mm 孔以及對其倒角，寬 13mm 深10mm 的槽口，在 ?15H7mm 孔所在的輪轂上鉆孔，大小為? 5H11mm，用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用.
1.2.2 叉口處的加工面
這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為 R26mm。 這兩組加工面之間有一定的位置要求：
叉口側(cè)面和孔中心線的位置要求是 ZG310-570H11。
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。
圖.1 “拖拉機(jī)倒擋撥叉”零件工藝分析示意圖
25
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為ZG310-570鋼，考慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件年產(chǎn)量為 6000 件，已達(dá)到大批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，選用錘上模鍛鍛造。錘上模鍛比合模鍛好，一是錘上模鍛錘頭運(yùn)動精度高，保證上下模對準(zhǔn);二是精度高，剛度大，用于大批生產(chǎn)，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2毛坯設(shè)計(jì)
拖拉機(jī)的倒檔撥叉零件材料為ZG310-570鋼，硬度選用 260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用錘上模鍛鍛造，2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設(shè)計(jì)如下：
2.2.1 ?15H7mm 的孔
為了便于加工，在毛坯的設(shè)計(jì)時，不用設(shè)計(jì)底孔。根據(jù)常用刀具的規(guī)格和合理的切削用量，不需鑄造底孔，直接鉆、擴(kuò)、鉸，這樣加工這個孔到規(guī)定的尺寸，能夠達(dá)到規(guī)定的要求。
2.2.2 叉口側(cè)面
該兩側(cè)面分別進(jìn)行一次粗、精銑，并粗、精磨。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為 G，選取尺寸公差等級為 9 級。 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)可知，毛坯的叉口厚度定為7b11mm， 符合要求。
2.2.3. 銑叉口內(nèi)圓面的側(cè)面
叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為 R26mm，叉口精度要求不是很高，可以進(jìn)行一 次精加工。所以其加工余量不宜取得過大，但為了能保證其加工精度，而進(jìn)行一次精銑，所以在毛坯鑄造時給出 2mm 的加工余量。
2.2.4. 銑槽
槽寬為 13mm,深為 10mm,查資料知，鍛造所能達(dá)到的尺寸公差等級為 8－10級，加工余量等級為G。取尺寸公差等級為9 級，在鍛造時不留加工余量，直接采用銑刀一次銑銷，就能滿足加工要求。
2.2.5. 鉆孔?5H11
在 ?15H11mm的孔及寬為13mm的槽處鉆孔。 在此處，因?yàn)榧庸さ目撞皇呛艽?，所以可以不必留鍛造底孔。采用專門的鉆床夾具直接鉆出孔?5H11mm。
因其它表面均為不加工表面，而且錘上模鍛鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，確定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，這樣毛坯的尺寸就可以定下來了，毛坯的具體形狀和尺寸
2.3基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面的精加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，拖拉機(jī)倒檔撥叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證 ?15H7mm 孔及撥叉口的位置精度的要求，選擇尺寸30mm的端面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的 X、Y 方向的位置要求以及 ?15H7mm 孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來選取。 工件被放在支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內(nèi)表面緊靠在兩個支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制兩個自由度；小頭 ?15H7mm 孔的端面緊靠在支承釘上，限制一個自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。
對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。
2.4制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中以提高生產(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）工藝路線方案一
工序Ⅰ 銑30mm的平面。
工序Ⅱ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔 ?15H7mm 并倒角。
工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。
工序Ⅳ 磨床上粗磨叉口側(cè)面。
工序Ⅴ 叉口處淬火。
工序Ⅵ 銑床上銑叉口內(nèi)圓?26mm的側(cè)面。
工序Ⅶ 精磨叉口側(cè)面。
工序Ⅷ 銑寬為13mm的槽。
工序Ⅸ 鉆?5H11mm的孔。
工序Ⅹ 檢驗(yàn)。
（2）工藝路線方案二
工序Ⅰ 銑30mm的平面。
工序Ⅱ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔 ?15H7mm 并倒角。
工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。
工序Ⅳ 磨床上粗磨叉口側(cè)面。
工序Ⅴ 叉口處淬火。
工序Ⅵ 精磨叉口側(cè)面。
工序Ⅶ 銑床上銑叉口內(nèi)圓?26mm的側(cè)面。
工序Ⅷ 銑寬為13mm的槽。
工序Ⅸ 鉆?5H11mm的孔。
工序Ⅹ 檢驗(yàn)。
臺鉆體積比較小，操作簡單，夾具結(jié)構(gòu)也簡單，這樣零件的加工工時降下來了，生產(chǎn)效率上來了，降低了零件的成本。 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 手冊》（第二版）上給出的各種切削機(jī)床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機(jī)床。
因此，最后的加工路線確定如下：
工序Ⅰ 銑30mm的平面。
以撥叉叉口一側(cè)面作為定位基準(zhǔn)定位。
選用X62w采用專用夾具
工序Ⅱ 立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔 ?15H7mm 并倒角。
以30mm的端面為基準(zhǔn)定位。
選用Z525立式鉆床加工，采用專用夾具。
工序Ⅲ 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。
以 ?15H7mm 孔和端面為基準(zhǔn)定位。
選用 X62W 臥式銑床加工，采用專用夾具。
工序Ⅳ 磨床上粗磨叉口側(cè)面。
以 ?15H7mm 孔和端面為基準(zhǔn)定位。
選用M7120加工，采用專用夾具。
工序Ⅴ 銑床上銑叉口內(nèi)圓?26mm的側(cè)面。
以 ?15H7mm 孔及其端面為基準(zhǔn)定位。
選用X62W加工，采用專用夾具。
工序Ⅵ 叉口處淬火。
在叉口30mm處淬火。
工序Ⅶ 精磨叉口側(cè)面。
以 ?15H7mm孔和端面為基準(zhǔn)定位。
選用M7120加工，采用專用夾具。
工序Ⅷ 銑寬為13mm的槽。
以 ?15H7mm 孔及其端面為基準(zhǔn)定位。
選用X62W加工，采用專用夾具。
工序Ⅸ 鉆?5H11mm的孔。
以 ?15H7mm 孔及其端面為基準(zhǔn)定位。
選用Z525立式鉆床加工，采用專用夾具。
工序Ⅹ 檢驗(yàn)。
以上工藝過程相見“拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī)械加工工序卡片”。
2.5機(jī)械加工余量及工步的初步確定
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量和工
步如下：
2.5.1 銑30mm的面
半精銑： Z=2mm
2.5.2 ?15H7mm 的孔
鉆孔： ?12mm 2Z=12mm
擴(kuò)孔： ?14mm 2Z=2mm
鉸孔： ?15mm 2Z=1mm
2.5.3 銑叉口側(cè)面
精銑： Z=2mm
2.5.4磨叉口側(cè)面
粗磨： Z=1mm
精磨： Z=0.6mm
2.6.5銑叉口內(nèi)圓R26mm的側(cè)面
精銑： Z=2mm
2.6.6 銑槽
銑寬為13mm的槽
2.6.7 鉆?5H11mm的孔
在?15H7mm處鉆?5H11mm的孔
2.6確定切削用量及基本工時
2.6.1 銑30mm處的端面
根據(jù)文獻(xiàn)機(jī)械加工工藝人員手冊可知
=0.09mm/r v=0.ZG310-570m/s即27m/min
根據(jù)參考資料4 表3.1-39 選取硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 直徑為d=50mm 齒數(shù)為z=12 齒寬 l=8mm
則：
n= ==172r/min
根據(jù)參考資料1 按照機(jī)床型號選取 n=190r/min
所以實(shí)際切削速度為
v===29.83m/min
當(dāng)n=190r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.09×12×190=205.2mm/mm
根據(jù)參考資料1 按機(jī)床型號選取 =235mm/min
銑削加工時間：
刀具整個行程為：=150mm
t===0.64min
f=0.28
v=12m/min
n= ==255r/min
根據(jù)參考資料1 按照機(jī)床型號選取n=275r/min
所以該鉆床的實(shí)際切削速度為
v===12.95m/min
切削工時為
t===0.ZG310-570min
切入時=3mm 切出時=1.5mm
2.6.2銑7b11mm的兩個面
根據(jù)參考資料1 查出加工余量為2mm，可得知x62w臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)參考資料可查得
=0.20mm/z
切削速度為 v=0.ZG310-570m/s即27m/min
選用YG8硬質(zhì)合金刀片 d=125mm 齒數(shù)為z=12
則：
n= ==68.4r/min
根據(jù)參考資料1 按機(jī)床型號選取n=75r/min
故實(shí)際切削速度為：
v===29.44m/min
當(dāng)n=75r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.2×12×75=180mm/min
根據(jù)參考資料1按機(jī)床型號選取=190mm/min
銑削加工時間：
利用作圖法，可知總行程為=150mm
t===0.79min
故切削時間為t=0.79min
2.6.3粗磨7b11的兩個面
粗磨7b11的一個面
根據(jù)參考資料2 選取加工余量為0.6mm；根據(jù)參考資料1 表10-230 “磨輪的選擇”，選擇磨輪為：砂輪350x40x127，棕剛玉，粒度為36，硬度為2R-Z的平面磨磨輪，耐磨時間為6min
由表10-233查得：s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程
軸向進(jìn)給=20mm/單行程、徑向進(jìn)給=0.015mm/單行程、工作臺運(yùn)動速度為v=10m/min、=0.075mm
切削加工時間為：
===0.077min
8=8×0.077=0.62 min
經(jīng)計(jì)算得機(jī)動時間t=0.62min
粗磨7b11的另一個面
軸向進(jìn)給=20mm/單行程、徑向進(jìn)給=0.015mm/單行程、工作臺運(yùn)動速度為v=10m/min、=0.075mm
切削加工時間為：
===0.077min
8=8×0.077=0.62min
經(jīng)計(jì)算得機(jī)動時間t=0.62min
2.6.4銑叉口內(nèi)圓R26mm的側(cè)面
根據(jù)參考資料1 查出加工余量為2mm，可得知x62w臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)參考資料可查得
=0.20mm/z
切削速度為 v=0.ZG310-570m/s即27m/min
選用YG8硬質(zhì)合金刀片 d=125mm 齒數(shù)為z=12
則：
n= ==68.4r/min
根據(jù)參考資料1 按機(jī)床型號選取n=75r/min
故實(shí)際切削速度為：
v===29.44m/min
當(dāng)n=75r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.2×12×75=180mm/min
根據(jù)參考資料1按機(jī)床型號選取=190mm/min
銑削加工時間：
利用作圖法，可知總行程為=180mm
t===0.95min
因?yàn)槭莾蓚€面，所以，總的切削時間為
2t=2×0.95=1.9min
故切削加工時間為1.9min
2.6.5精磨7b11兩面
精磨7b11一面
根據(jù)參考資料2 選取加工余量為0.3mm；根據(jù)參考資料1 表10-230 “磨輪的選擇”，選擇磨輪為：砂輪350x40x127，棕剛玉，粒度為36，硬度為2R-Z的平面磨磨輪，耐磨時間為6min
由表10-233查得：s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程
軸向進(jìn)給=20mm/單行程、徑向進(jìn)給=0.015mm/單行程、工作臺運(yùn)動速度為v=10m/min、=0.075mm
切削加工時間為：
===0.077min
4=4×0.077=0.31min
經(jīng)計(jì)算得機(jī)動時間t=0.31min
粗磨7b11的另一個面
根據(jù)參考資料2 選取加工余量為0.2mm；根據(jù)參考資料1 表10-230 “磨輪的選擇”，選擇磨輪為：砂輪350x40x127，棕剛玉，粒度為36，硬度為2R-Z的平面磨磨輪，耐磨時間為6min
由表10-233查得：s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程
軸向進(jìn)給=20mm/單行程、徑向進(jìn)給=0.015mm/單行程、工作臺運(yùn)動速度為v=10m/min、=0.075mm
切削加工時間為：
===0.077min
4=4×0.077=0.31min
經(jīng)計(jì)算得切削加工時間為t=0.31min
2.6.6銑寬為13mm的槽
根據(jù)參考資料1 查出x62w臥式銑床的電動機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)參考資料可查得
=0.20mm/z
切削速度為 v=0.ZG310-570m/s即27m/min
選用YG8硬質(zhì)合金刀片 d=125mm 齒數(shù)為z=12
則：
n= ==68.4r/min
根據(jù)參考資料1 按機(jī)床型號選取n=75r/min
故實(shí)際切削速度為：
v===29.44m/min
當(dāng)n=75r/min時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
==0.2×12×75=180mm/min
根據(jù)參考資料1按機(jī)床型號選取=190mm/min
銑削加工時間：
利用作圖法，可知總行程為=130mm
t===0.68min
故切削加工時間為t=0.68min
2.6.7鉆?5H11mm的孔
根據(jù)參考資料1查得
f=0.1mm/r
v=0.33mm/s
d=5mm
n= ==1261.2r/min
根據(jù)參考資料1 按機(jī)床型號選取n=1380r/min
所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為
v===24.67m/min
切削行程為：=44+10+4=58mm
切削工時為：t===0.42
其中，切入深度=10mm，切除深度=4mm
第3章 銑槽夾具設(shè)計(jì)
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗、精銑槽，該槽對孔的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此槽時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：在對槽進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行了鉆、擴(kuò)、鉸加工，進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位，夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。
方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷，，夾緊方式用操作簡單，通用性較強(qiáng)的移動壓板來夾緊。
分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開，因夾緊會破壞定位。
通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差，選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。
銑該槽時其對孔的中心線有對稱度以及槽兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為撥叉底平面；兩銷為的短圓柱銷和的棱形銷。
3.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具：錯齒三面刃銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)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)。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.
由表得：原動力計(jì)算公式
即：
由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)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)。
3.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為。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)定的尺寸公差。
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)[5]可得：
⑴ 兩定位銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
且：L=135mm ，得
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用
3.5.1定位銷選用
本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表：
表5.1 定位銷
d
H
D
公稱尺寸
允差
14～18
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
表5.2 定位棱銷
d
H
d
公稱尺寸
允差
40～50
20
22
+0.034
～0.023
65
5
3
8
1
6
1.5
3.5.2夾緊裝置的選用
該夾緊裝置選用移動壓板，其參數(shù)如表5.3：
表5.3 移動壓板
公稱直徑
L
6
45
20
8
19
6.6
7
M6
5
3.5.3 定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總 結(jié)
拖拉機(jī)倒檔撥叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是對拖拉機(jī)倒檔撥叉的加工工藝和夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)。拖拉機(jī)倒檔撥叉的加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過兩個月自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個過程中，對機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識有了更深的理解，增強(qiáng)了對本專業(yè)綜合知識運(yùn)用的能力，使我對專業(yè)知識、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我感到要設(shè)計(jì)一個夾具的不易，也感到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到了不少的問題，但在老師和同學(xué)的幫助之下一一解決。在這里我要感謝老師和同學(xué)對我的幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了 不少，不僅把以前的知識進(jìn)一步鞏固，還從中學(xué)到很多的新知識，使我受益匪淺。
畢竟是畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于自己能力有限，在此之中肯定有很多的不足之處，希望老師給予指點(diǎn)。
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致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識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)。在此過程中，我進(jìn)一步加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過程，收獲頗豐。
本次設(shè)計(jì)是在XX老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。我的機(jī)械工藝知識有限，在設(shè)計(jì)中常常碰到問題，是鄭老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點(diǎn)拔迷津，提供相關(guān)資料，才使其順利完成。鄭老師耐心的講解，使我如沐春風(fēng)。不僅如此，鄭培文老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我。在此，我向鄭老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同組同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。