机械制造技术课程设计-副变速拨叉工艺及铣叉头两侧面夹具设计

“副变速拨叉”零件“叉头两侧面工序的夹具设计全套图纸加V信153893706或扣3346389411姓名：学号：班级：指导教师：学院：2021年11月

目录一、工序设计 31.选择加工设备与工艺装备 32.确定工序尺寸 4二、切削用量、工时定额的计算 6工序5 6工序6 7三、夹具总体设计 81.定位方案 82.夹紧机构 103.对刀装置 124.夹具与机床连接元件 145.夹具体 176.使用说明 187.结构特点 188.夹具中标准件清单 189.夹具装配总图 19四、设计总结 19五、参考文献 19六、心得体会 20一、工序设计1.选择加工设备与工艺装备（1）选择机床选择机床时,应注意以下几个基本原则：1.机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。2.机床的精度应与工序要求的精度相适应。3.机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高，没有适当的设备可供选择时，应考虑机床改装或设计专用机床。根据以上原则，选择机床如下：我所加工的面为副变速拨叉的叉头两侧面，考虑到零件的形状并不规则，且其他的表面并不需要很高的加工精度，故选择立式铣床便可以完成本次工序。（2）选择夹具（（（调整有缺陷的夹具以及适合小批量零件的加工（3）选择刀具工序号加工表面所选刀具

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粗铣70上端面高速钢端铣刀

2粗铣70下端面高速钢端铣刀

3钻φ14内孔硬质合金直柄麻花钻

4粗铣叉头左内侧面高速钢端铣刀

5粗铣叉头右内侧面高速钢端铣刀

6粗铣叉头左端面高速钢端铣刀

7粗铣叉头右端面高速钢端铣刀

8粗铣槽内左面镶齿三面刃铣刀

9粗铣槽内右面镶齿三面刃铣刀

10粗铣槽底面镶齿三面刃铣刀

11铰φ14内孔铰刀

12半精铣叉头左端面高速钢端铣刀

13半精铣叉头右端面高速钢端铣刀

14半精铣槽内左面高速钢端铣刀

15半精铣槽内右面高速钢端铣刀

16钻φ8.7孔硬质合金直柄麻花钻（4）选择量具，φ14H7孔，由于精度要求高，加工时每5-117，根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T6300-1986）。Φ8.7H7孔加工，由于精5-117根据孔径可选锥柄圆柱塞规（GB/T6300-1986）。14H3槽经粗铣、半精铣两次加工，可用游标卡尺进行测量。攻螺纹后，采用游标卡尺进行测量。2.确定工序尺寸（1）计算过程对单侧作机械加工时，采用R=F+RMA+CT2;对圆柱形得铸件部分或在双侧机械加工得情况下，采用R=F+2RMA+CT机械加工余量按照最终机械加工余量后铸件得最大轮廓尺寸，查表得RMA=1mm。对毛坯尺寸计算：对Ф24的两端面（双侧）F=70，查表得CT=3.2，即R=70+2×1+对Ф14的孔（内腔）F=14，查表得CT=2.2，即R=14-2×1-对长度为11的面（单侧）F=11，查表得CT=2.2，即R=11+1+对宽度为6的拨叉端面（双侧）F=6，查表CT=2,即R=6+2×1+对宽度为14的槽（内腔）F=14，查表CT=2.2,即R=14-2×1+对宽度为40的内表面（内腔）F=40，查表CT=2.8,R=40-2×1-（2）工序尺寸列表各端面的工序加工余量工序加工表面总加工余量工序加工余量5粗铣叉头外左端面1.516粗铣叉头外右端面1.5112粗铣叉头外左端面1.50.513粗铣叉头外右端面1.50.5二、切削用量、工时定额的计算工序5（1）切削用量本工序为精铣叉头外侧面，保证粗糙度Ra6.3。因为加工余量较小，铣一次走刀即可完成。即ap0.5mm。选择端铣刀，铣刀宽度为80mm，ae18mm105-81X627.5KW，工艺5-152fz/zfz0.2mm/z。铣刀直径d080mm查表5-157，有T180min，确定切削速度和工作台每分钟进给量fMz。根据表2-17中公式计算:VC=C式子中Cv43.1,qv0.25,xv0.1,yv0.4,uv0.15,pv0.1,m0.12，T180min，ap0.5mm，fz0.2mm/z，aemm，z10，d080mm，kv1。代入上述公式有vc299m/min。n1000*2991189r/min80*X62，选择nr/minr/s，则实际切削速度为vcn*d307.8/min5.13m/sfMz0.2*10*12252450mm/min由于两次加工只有加工余量的区别，导致两者的切削速度一个为299m/s，另一个为320m/s，查表可得，取n=1225r/min，即两者在计算时，只有切削深度的区别。（2）工时定额计算：基本时间：计算公式为TJ=L+L1+L2FMz,由于ae<0.6d,选择对称面铣，取FR为90度，L1=3.02mm，L2=2（3）本工序切削用量及基本时间列表工步ap/mmf/(mm/r)vc/(m/s)n/(r/s)Ti/s110.2308122517210.2308122517工序6（1）切削用量本工序为精铣叉头外侧面，保证粗糙度Ra6.3。因为加工余量较小，铣一次走刀即可完成。即ap0.5mm。选择端铣刀，铣刀宽度为80mm，ae18mm105-81X627.5KW，工艺5-152fz/zfz0.2mm/z。铣刀直径d080mm查表5-157，有T180min，确定切削速度和工作台每分钟进给量fMz。根据表2-17中公式计算:VC=C式子中Cv43.1,qv0.25,xv0.1,yv0.4,uv0.15,pv0.1,m0.12，T180min，ap0.5mm，fz0.2mm/z，aemm，z10，d080mm，kv1。代入上述公式有vc299m/min。n1000*2991189r/min80*X62，选择nr/minr/s，则实际切削速度为vcn*d307.8/min5.13m/sfMz0.2*10*12252450mm/min由于两次加工只有加工余量的区别，导致两者的切削速度一个为299m/s，另一个为320m/s，查表可得，取n=1225r/min，即两者在计算时，只有切削深度的区别。。（2）工时定额计算：基本时间：计算公式为TJ=L+L1+L2FMz,由于ae<0.6d,选择对称面铣，取FR为90度，L1=3.02mm，L2=2（3）本工序切削用量及基本时间列表工步ap/mmf/(mm/r)vc/(m/s)n/(r/s)Ti/s10.50.230812251720.50.2308122517三、夹具总体设计1.定位方案（1）定位方案设计选择芯轴和圆柱销进行定位，其中芯轴限制四个自由度，但芯轴前端由螺栓紧固，使得轴向的移动也被固定，即限制五个自由度，另一侧由于圆形未封闭，故圆柱销和菱形销的定位作用一致，限制一个自由度。综上所述，共限制六个自由度，无过定位，无欠定位。为保证轴向精度，在轴下方加装一个v型块。增加肋板等，增加刚度同时减小成本。（2）定位方案草图（3）定位误差计算主要定位为叉头两粗铣过后的平面进行定位，采用芯轴加下面加装的V型块进行定位，V型块的作用主要是为了保证在加工过程中的抖动，保证了轴向精度。查表3-2可得，以圆柱面为基准，采用V型块的定位误差为▲DH2=δD2其中δD为作为基准的Φ14圆的公差，δD为0.043，取α为60度。计算定位误差得0.0215mm，而加工面的加工余量为0.12，查书可得，定位误差小于加工误差的13～12.夹紧机构（1）夹紧方案设计夹紧主要由芯轴和圆柱销构成，V型块并不参与加紧，只是作为辅助支撑元件使用。芯轴两侧采用螺栓紧固，圆柱销采用过盈配合。（2）夹紧方案草图（3）夹紧力计算与校验夹紧力主要由两个部分组成，但主要夹紧是由芯轴方向构成，下面是计算过程夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机夹紧芯轴两侧由其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+GG为工件自重夹紧螺钉：公称直径d=20mm，材料45钢性能级数为6.8级螺钉疲劳极限：极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为[s]=3.5~4取[s]=4得满足要求3.对刀装置（1）设计说明对刀和导向装置选择对刀块进行，对刀块底面与夹具体底面平行，侧面与被加工表面平齐，作为引导刀具切削的辅助工件。（2）对刀装置二维工程图4.夹具与机床连接元件（1）设计说明从工作台T型槽中心到导轨距离为150mm，主轴轴线到导轨面距离为250mm，铣床T200mm，其槽的形状尺寸如下图所示：T型螺栓固定，具体如下：T型槽尺寸，选择公称尺寸为M12T型槽快卸螺栓（JB/TT型槽快卸螺栓尺寸，参考设计手册相关内容，设计了座耳的结构，在夹具体上表面和下表面分别有凸台，在进行机加工时只需要加工凸台即可，节省加工时间，加工成本较低，具体结构尺寸如下图：（2）夹具与机床连接元件二维工程图5.夹具体（1）设计说明具体上。我所设计的加工工序的专用夹具需要一个固定VV240mm170mm99mm。（2）夹具体二维工程图6.使用说明对刀块：作为刀具的导向装置V型块：作为加工零件的时候的定位支撑。圆柱销：作为辅助定位原件，同时提供一定的支撑力。本夹具的夹具体采用铸造成型，较为简便，同时由芯轴和圆柱销对夹具体进行完全定位，定位可靠，夹紧方便。可以达到所需加工面，叉头两侧面Ra6.3的技术要求。7.结构特点本夹具的最大优点就是结构简单紧凑、操作方便。由于夹具的夹紧力不大，铣削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。本夹具使用的标准件数量较多，经济性较好，安装方便，如有损坏更换简单，成本较低。8.夹具中标准件清单9.夹具装配总图四、设计总结加工过程；计算选择工序所使用的填写工艺（搜索相关教学视频以及询问同学，然后最终完成了夹具装配图。本次夹具设计中发现自己对以前所学的知识到实际应用的时候还不是很熟练，这表明自己对所学知识掌握的还不太牢固。需要自己以后多花时间进行巩固和复习。五、参考文献[1]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].化学工业出版社，2015.4.[2]傅水根.机械制造工艺基础[M].清华大学出版社，2010.7.[3]东北重型机械学院.机床夹具设计手册[M].辽宁科学技术出版社,2004.[4]甘永利.几何量公差与检测[M].上海科学技术出版社，2013.11.[5]冯丽艳，李建功，陆玉.机械设