變速器換擋叉的鉆M10螺紋孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含proe三維及CAD圖

變速器換擋叉的鉆M10螺紋孔夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含proe三維及CAD圖,變速器,換擋,M10,螺紋,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 摘要 變速器換檔叉位于主軸箱。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。 優(yōu)點(diǎn)是可以從一種速度直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過中間的一系列,因此變速很方便;其缺點(diǎn)是比較復(fù)雜。? 本課題根據(jù)調(diào)查研究所提供的數(shù)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)理論等相關(guān)專業(yè)知識(shí)對(duì)變速器換擋叉零件的作用和工藝進(jìn)行了分析和計(jì)算，并對(duì)該換擋叉的加工工藝以及其夾具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。? 本論文制定了變速器換擋叉的工藝規(guī)程方案，擬定了夾具設(shè)計(jì)方案并完成了其第五工序的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后通過使用AUTOCAD繪制裝配圖和零部件圖，用PRO/E進(jìn)行實(shí)體建模，生成能夠用于實(shí)際生產(chǎn)的工程圖紙，保證了加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理。 關(guān)鍵字：變速器換檔叉，工藝規(guī)程，夾具，PRO/E實(shí) I 目 錄 摘要 I 第1章 變速器換擋叉零件工藝分析 3 1.1 變速器換擋叉零件的作用與工藝分析 3 1.1.1 變速器換擋叉零件的作用 3 1.1.2 變速器換擋叉零件的工作原理 3 1.1.3 變速器換擋叉的工藝分析 3 1.2 換擋叉的零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 5 第2章 變速器換擋叉零件工藝設(shè)計(jì) 6 2.1 換擋叉毛坯生產(chǎn)類型的確定 6 2.2 變速器換擋叉的毛坯選擇與毛坯圖說明 6 2.2.1 確定換擋叉毛坯的制造形式 6 2.2.2 確定換擋叉毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 6 第3章 鉆螺紋孔M10夾具設(shè)計(jì) 15 3.1 鉆螺紋孔M10專用夾具總體方案設(shè)計(jì) 15 3.2專用夾具定位分析及誤差計(jì)算 16 3.3夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 3.4切削力與夾緊力計(jì)算 19 3.5鉆螺紋孔夾具夾緊動(dòng)作說明 21 設(shè)計(jì)心得 23 參考文獻(xiàn) 24 附 錄 Ⅰ 鉆螺紋孔M10三維圖 25 25 第1章 變速器換擋叉零件工藝分析 1.1 變速器換擋叉零件的作用與工藝分析 1.1.1 變速器換擋叉零件的作用 變速器換檔叉又叫撥叉，作用是撥動(dòng)同步器齒環(huán)，以實(shí)現(xiàn)哥前進(jìn)檔齒輪的結(jié)合和分離，倒擋齒輪無同步器，撥叉直接撥動(dòng)倒擋齒輪，以達(dá)到切換倒擋。 1.1.2 變速器換擋叉零件的工作原理 該零件是以直徑15.81F8孔套在軸上，并用M10×1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機(jī)構(gòu)通過換擋叉頭部的操縱槽帶動(dòng)換擋叉與軸一起在變速箱中滑動(dòng)，換擋叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)變速功能，從而實(shí)現(xiàn)變速器變速。 1.1.3 變速器換擋叉的工藝分析 換擋叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對(duì)精度要求也很高。撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁龋约案鞅砻娴谋砻尜|(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。該變速器換檔叉需要加工的表面可大致分為四類： （1）φ15.81F8孔；? （2）以φ15.81F8為基準(zhǔn)的頂端16×56兩側(cè)面和叉口的前后兩側(cè)面；? （3）以φ15.81F8為基準(zhǔn)的其它幾個(gè)平面以及槽；? （4）M10×1-7H螺紋。? 這幾組加工面之間有著一定的位置要求，主要是：φ15.8F8?mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。 ? 圖1.1變速器換擋叉實(shí)體圖 圖1.2變速器換擋叉零件圖 分析零件圖可知，該換擋叉叉腳兩端面厚度薄于連接的表面，但減少了加工面積，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對(duì)較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。 換擋叉毛坯的選擇鍛件，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。 上面主要是對(duì)變速器換擋叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鍛造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。 1.2 換擋叉的零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為15.88F8孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強(qiáng)度和韌度。 表1.1 換擋叉的技術(shù)要求 加工表面 尺寸（mm） 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度Ra 形位公差 叉腳兩端面 5.9 IT12 6.3 ⊥ 0.15 A 叉口兩內(nèi)側(cè)面 51 IT12 6.3 φ 15.81內(nèi)孔 15.81 IT8 3.2 M10螺紋孔 M10 IT7 叉口凸臺(tái)兩端面 9.65 IT12 6.3 叉口平臺(tái)凸面 11 IT13 12.5 該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)耐磨性，先采用鍛件正火，硬度為180HBS左右，半精工之后，再叉口淬火至全厚硬度45HRC,為保證換擋叉換擋時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔Φ15.8垂直度要求為0.15mm。換擋叉用螺釘定位，螺紋孔為M10。 第2章 變速器換擋叉零件工藝設(shè)計(jì) 2.1 換擋叉毛坯生產(chǎn)類型的確定 (2.1) 由設(shè)計(jì)題目知：Q=5000臺(tái)/年，n=2件每臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a和廢品b都為4%，代入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 由上可知是中批量生產(chǎn)。 已知此換檔叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是2.26Kg/個(gè)，可確定該換檔叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.2 變速器換擋叉的毛坯選擇與毛坯圖說明 2.2.1 確定換擋叉毛坯的制造形式 零件的材料為35鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等?？紤]到零件在加工過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，且零件的輪廓尺寸不大，參照文獻(xiàn)可采用模鍛成型。? 2.2.2 確定換擋叉毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 公差等級(jí):? 由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。 鍛件重量:? 已知機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。 2.2.3?鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 （1）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)? 對(duì)換擋叉零件圖分析計(jì)算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ=7.8×10-6kg/mm3由文獻(xiàn)[2]公式2-3可計(jì)算件的形狀復(fù)雜系數(shù)? （2.2） 故屬于S?2級(jí)。? （2）鍛件材質(zhì)系數(shù)? 由于該換擋叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。 2.2.4鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 根據(jù)該換擋叉的形位特點(diǎn)，以對(duì)稱平分面為分模面，屬平直分模線。?由零件圖可知，該換擋叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于3.2um。 2.2.5變速器換擋叉毛坯圖說明 圖2.1換擋叉毛坯圖 陰影部分為需要加工的地方，加工為內(nèi)換擋軸孔的公稱尺寸為中15.81F8,表面粗精度為Ra3.2, 并且加工出0.4x45的倒角，表面粗糙度為Ra6. 3,中線的后續(xù)各個(gè)形位公差的基準(zhǔn)。定位銷孔尺寸φ 10H7表面粗糙度Ra12.5.縱槽尺寸14.2, 粗糙度是Ra12.5,其對(duì)稱中心距離端面為30mm。零件的工作部分是擋叉腳，兩腳間的距離為51，內(nèi)側(cè)粗糙度為Ra6.3,擋叉腳高19mm,需經(jīng)過淬火處理，增加其硬度和耐磨度。工作表面的粗糙度為Ra6.3,兩義腳由半徑為28. 5的圓弧連接。其厚度為5.9mm,且粗加工前要先正火熱處理。 2.3變速器換擋叉工藝路線的確定 2.3.1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。基面選擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 (1)粗基準(zhǔn)的選擇? 選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b.當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d.當(dāng)全部表面都需要加工時(shí)，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。? 在銑床上加工變速器換檔叉時(shí)，以半徑R=10.5的外圓端面作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn)的選擇原則。 ?(2)精基準(zhǔn)的選擇? 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①盡量選零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)，可以避免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準(zhǔn)重合”原則。②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。③當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時(shí)，應(yīng)采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”。⑤選擇的定位精基準(zhǔn)，應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。? 該零件加工時(shí)，采用15.81mmF內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。 2.3.2各表面的加工方法 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)使加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)撥叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 φ 15.81孔加工方法： 以外圓端面為粗基準(zhǔn)加工一個(gè)底孔，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。 叉口端面槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。 影響加工方法的因素有： ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 2.3.3制定工藝路線 工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加工方法和加工方案，確定各個(gè)表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。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)已確定的條件下，應(yīng)考慮機(jī)床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(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)成本盡量降低。? 工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)鉸加工。精銑時(shí)以15.8mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到?15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)鉸加工。精銑時(shí)以?15.81mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。 （1）綜上分析，確定的加工路線方案一如下： 工序1 毛坯模鍛. 工序2 鍛件正火（硬度180HBS）。 工序3?? 鉆孔Φ14孔。? 工序4?? ?粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序5??? 粗銑16×56兩側(cè)面。? 工序6?? ?粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序7?? 粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面。 工序8 擴(kuò)孔Φ15.51，粗鉸孔至Φ15.7，精鉸孔至Φ15.81。 工序9?? 鉆螺紋底孔8.4mm及攻M10×1-7H螺紋。 工序10 銑14.2缺口。 工序11 兩叉口淬火至全硬度45HRC。 工序12?? 精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。??? 工序13? 精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序14?? 精銑16.5×42.9面。 工序15 精銑11×9.65面。 工序16 倒角并檢查。? 以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。? (2)工藝路線方案二為： 工序1 毛坯模鍛。 工序2 鍛件正火（硬度180HBS）。 工序3?? ?粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序4????鉆Φ14孔。? 工序5????粗銑16×56兩側(cè)面。? 工序6????粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序7??? 粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面。 工序8 擴(kuò)孔Φ15.51，粗鉸孔至Φ15.7，精鉸孔至Φ15.81。 工序9?? 鉆螺紋底孔8.4mm及攻M10×1-7H螺紋。 工序10 銑14.2缺口。 工序11 兩叉口淬火至全硬度45HRC。? 工序12 精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序13? 精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。????? 工序14??精銑16.5×42.9面。 工序15 ?精銑11×9.65面 工序16? 倒角并檢查。 （3）工藝方案的比較與分析：? 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先將定位孔加工出來以便于其他面的加工；方案二則先將叉口內(nèi)側(cè)面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時(shí)間將一些粗精加工放在了一個(gè)工序中。兩相比較可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個(gè)平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進(jìn)行加工。 2.3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定? 變速器換檔叉”零件為35鋼，硬度180-201HBS，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。? 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，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：? (1)Φ15.81F8內(nèi)孔? 毛坯為實(shí)心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7，查閱文獻(xiàn)[1]表2.3-8確定孔的加工余量分配：? 鉆孔：?14㎜? 擴(kuò)鉆：?15.50㎜??????????????2Z=2.7㎜? 粗鉸：?15.70㎜??????????????2Z=0.1㎜? 精鉸：?15.81㎜++?? 2Z=0.1㎜? (2)叉口兩內(nèi)側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 由于兩內(nèi)側(cè)面對(duì)于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作 內(nèi)孔來確定加工余量，即?Φ51的孔。毛坯為實(shí)心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8，參照文獻(xiàn)[1]表2-3.9確定加工余量分配：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為45㎜。表面粗糙度要求Ra6.3，因而需要精銑，此時(shí)粗銑時(shí)單邊余量z=2.75㎜，精銑時(shí)時(shí)單邊余量z=0.25㎜。對(duì)于R105mm的叉部端面，選取粗銑時(shí)z=2.0㎜，精銑時(shí)z=0.2㎜。? (3)16×56兩側(cè)面 由于是在臥式銑床上兩把刀同時(shí)銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計(jì)算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取11㎜。表面粗糙度為Ra6.3，需要精銑，此時(shí)粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時(shí)單邊余量z=0.2。? (4)叉口前后兩側(cè)面 該端面的表面粗糙度要求Ra6.3m，所以先粗銑再精銑。查文獻(xiàn)[4]中的表4-1查得煅件尺寸公等級(jí)CT分為7-9級(jí)，選用8級(jí)。此時(shí)粗銑單邊余量為z=2.0mm，精銑時(shí)單邊余量z=0.2? (5)14.2槽、16.5×42.9面、16.5×14.5面。 同理，因?yàn)樗鼈兊拇植诙纫缶鶠镽a12.5，所以只需進(jìn)行粗銑。此時(shí)粗銑單邊余量Z=1.8㎜。 (6)11×9.65面 表面粗糙度為Ra6.3，需要精銑，此時(shí)粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時(shí)單邊余量z=0.2。 2.3.5確定加工設(shè)備和刀具 工序3： 鉆Φ14孔，以Φ14孔的上端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具。根據(jù)《金屬切削手冊(cè)》表2.1.2.1粗得鉆14mm通孔。 1. 加工條件 工件材料：35鋼,σb =170~240MPa，鍛造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm; 加工要求：鉆Φ14孔; 機(jī)床：Z525立式鉆床； 刀具：根據(jù)[9]《金屬切削手冊(cè)》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=14mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°。 工序4： 粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具。 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 機(jī)床：X51立式銑床 工序5： 粗銑叉部R105上下兩端面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具； 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 機(jī)床：X51立式銑床 工序8： 擴(kuò)Φ15.5孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具。 粗鉸Φ15.7孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 刀具：專用鉸刀 機(jī)床：Z525立式鉆床 工序8： 精鉸Φ15.8孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z518立式鉆床加專用夾具； 刀具： 機(jī)床：Z525立式鉆床 工序9： 鉆M10螺紋孔，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具 （1）鉆M10螺紋底孔mm 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 攻螺紋，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具。 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M10，P=1mm 工序12： 去毛刺 工序13： 終檢 第3章 鉆螺紋孔M10夾具設(shè)計(jì) 3.1 鉆螺紋孔M10專用夾具總體方案設(shè)計(jì) （1）鉆螺紋孔M10專用夾具問題的指出 由于生產(chǎn)類型為成批，中批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計(jì)專用夾具。 由于對(duì)加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本次設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)是針對(duì)鉆M10mm孔的夾具，它將用于Z525鉆床。 圖3.1定位原理圖 圖3.2定位原理圖 由上述兩圖可知，方案1：圖3-1采用一根長圓柱銷加楔形快以及一個(gè)削邊銷組成夾具來進(jìn)行螺紋孔的加工，屬于完全定位。方案2：圖3-2采用一面一銷一支承來進(jìn)行加工。前者較之后者優(yōu)勢(shì)更明顯。首先穩(wěn)定性好，其次削邊銷與長圓柱銷構(gòu)成兩銷定位，有利于夾緊，而且長圓柱銷更能保證所鉆孔與基準(zhǔn)孔的對(duì)稱度和垂直度要求。所以總體設(shè)計(jì)方案選擇方案1 3.2專用夾具定位分析及誤差計(jì)算 （1）定位分析 圖3,1中長圓柱銷用四個(gè)支承點(diǎn)限制了四個(gè)自由度，分別是x軸和z軸的選擇和移動(dòng)，削邊銷限制了y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，最后楔形塊限制了y軸的移動(dòng)。 圖3,2中一個(gè)平面限制了三個(gè)自由度，分別是x,y,z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，短銷限制了x軸和z軸的移動(dòng)。最后夾住叉口的零件限制了y軸的移動(dòng)。 顯然方案一相比于方案二更能保證所鉆孔與基準(zhǔn)孔的對(duì)稱度和垂直度要求。 (2) 定位元件的選擇 圖3.3防轉(zhuǎn)定位方案 Φ15.81F8孔采用長圓柱銷定位，其配合選為15.81F8/h7。 51尺寸的槽面的定位可采用兩種方案：如圖3-3所示，一種方案是在其中一個(gè)槽面上布置一個(gè)防轉(zhuǎn)銷，另一個(gè)方案是利用槽兩側(cè)面布置一個(gè)大削邊銷，與長削配合，如圖3-3（b）所示。從定位穩(wěn)定性及有利于夾緊等方面比較這兩種方案更好，后一方案更好。 14.2的槽則選用楔形塊。 (3) 定位誤差分析與計(jì)算 ①定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和間隙配合。 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： （3.1） 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為80。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。 (3.2) 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： (3.3) 由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： (3.4) (3.5) 其中： ， ， ， ②夾緊誤差計(jì)算 夾緊誤差 ： (3.6) 其中接觸變形位移值： (3.7) 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(duì)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。 3.3夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4定位夾緊元件的布置 工件沿y軸的位置可采用如圖3-4所示的圓弧偏心輪定位夾緊裝置，實(shí)現(xiàn)14.2槽兩側(cè)面的對(duì)稱面定位。為了引導(dǎo)鉆頭，鉆頭在夾具中的布置如圖3-4所示。 當(dāng)定位心軸水平放置時(shí)，在Z525立鉆機(jī)上鉆Φ8. 4 mm孔的鉆削力和扭矩均由定位心軸來承擔(dān)。這時(shí)工件的夾緊有以下兩種方案: ①在心軸軸向施加軸向力夾緊。 在心軸端部采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊力與切削力處于垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，但裝卸工件卻比較麻煩。 ②在槽14.2mm中采用帶對(duì)稱斜面的偏心輪定位件夾緊。 出行當(dāng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)稱斜面禊人槽中，斜面上的向上分力迫使工件孔φ15.81F8與定位心軸的下母線緊貼，而軸向分力義使斜面與槽緊貼，使工件在軸向被偏心輪固定，起到了既定位又夾緊的作用。 顯然,后一方案具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)。選擇后一方案。 3.4切削力與夾緊力計(jì)算 （1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機(jī)床： Z525機(jī)床 切削力公式： (3.8) 式中 其中： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得： (3.9) 有： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有： (3.10) 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 即夾緊力大于切削力，夾具滿足條件。 （2） 夾緊力計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 (3.11) 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 (3.5) G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料HT200鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 (3.12) [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.5鉆螺紋孔夾具夾緊動(dòng)作說明 如圖3-4所示,偏心輪裝在其支座中,安裝調(diào)整夾具時(shí)，偏心輪的對(duì)稱斜面的中心與夾具鉆套孔中心線保持(3.1 +0.05) mu的要求。夾緊時(shí)，通過手柄順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)偏心輪，使其對(duì)稱斜面禊人工件槽內(nèi)，在定位的同時(shí)將工件夾緊。由于切削力不大,故工作可靠。  設(shè)計(jì)心得 （1）本次課程設(shè)計(jì)讓我熟練的掌握了proe三維建模，當(dāng)畫出每一個(gè)夾具的每一個(gè)部分時(shí)，我以為很快就能夠完成了，但是事實(shí)上組裝也需要?jiǎng)幽X思考，比如說夾具的安裝，面與面之間的配合，最后組件的運(yùn)動(dòng)分析，都促使著我要去思考，理解了夾具的定位原理。 （2） cad的繪圖離不開proe,我們可以通過三維建模然后通過proe導(dǎo)出，這樣可以節(jié)省我們大把的時(shí)間，然后我們只需適當(dāng)?shù)男薷木涂梢酝瓿晌覀兊牧慵D等。 （3）一個(gè)零件的三維建模，一般都需要自己摸索一段時(shí)間才能夠弄出來，有時(shí)候可以通過網(wǎng)上的指導(dǎo)我們也能加快我們對(duì)proe使用的熟練度，但是我們也需要有認(rèn)真的態(tài)度，認(rèn)真去對(duì)待每一個(gè)圖，我們收獲的才能更多。  參考文獻(xiàn) [1] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。 [2] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)，金屬切削手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [7] 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