變速叉的工藝規(guī)程及銑5.5mm面的工裝夾具設(shè)計[含cad高清圖紙文檔資料所見所得]

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Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 3二. 工藝規(guī)程設(shè)計32.1確定毛坯的制造形式 32.2基面的選擇傳 52.3制定工藝路線 52.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 72.5確定切削用量及基本工時7三 夾具設(shè)計153.1問題的提出153.2定位基準(zhǔn)的選擇153.3切削力及夾緊力計算163.4定位誤差分析183.5定向鍵和對刀裝置設(shè)計183.6夾具設(shè)計及操作簡要說明21總 結(jié)23致 謝24參考文獻 25序 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。變速叉的加工工藝規(guī)程及其銑5.5mm面的夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。一、 零件的分析1.1 零件的作用變速叉的作用，題目所給定的零件是變速箱中的變速叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給變速叉，撥動同步器，改變齒輪的嚙合方向，實現(xiàn)拖拉機的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個配合槽，與其他零件配合裝配，在變速叉轉(zhuǎn)動時帶動其運動。 1.2 零件的工藝分析從變速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. 以12mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個的12mm孔以及對其倒角，各個槽的側(cè)面和孔2. 以底面為基準(zhǔn)的加工面 這一組加工面包括：24的左右端面 二. 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為HT200，考慮到變速叉運行時經(jīng)常需要掛檔以倒行或輔助轉(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度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，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 毛坯的設(shè)計變速叉零件材料為 HT200，硬度選用260HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型鑄造，機械翻砂造型，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)計如下： 1. 12mm的孔 因為孔只有12mm大，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。2. 叉口側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是3.2，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。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)驗可知，毛坯的叉口厚度定為1.5mm，符合要求。3. 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為R41.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級，5. 鉆孔、 12mm，8mm,3mm的孔 因為加工的孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。 因其它表面均為不加工表面，而且砂型機器造型鑄造鑄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見圖.2 “變速叉”零件毛坯簡圖。2.2 基面的選擇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，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廢，使生產(chǎn)無法進行。 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，變速叉較不規(guī)則，所以粗基準(zhǔn)不太容易選擇。為了保證12mm孔的位置精度的要求，選擇24外圓面作為粗基準(zhǔn)，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。工件放在工作臺上，工件的24外圓表面緊靠在固定V型塊上，限制5個自由度；固定V型塊對面用活動V型塊夾緊，限制一個自由度，實現(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)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 2.3 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一工序：鑄造。工序：時效處理工序：銑24左端面工序：銑24右端面工序V：鉆擴鉸12的孔工序I：銑寬8mm的2側(cè)面工序：銑寬92mm內(nèi)面工序：銑寬7的2側(cè)面工序：銑寬16mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。方案二工序：鑄造。工序：時效處理工序：鉆擴鉸12的孔工序：銑24左端面工序V：銑24右端面工序I：銑寬8mm的2側(cè)面工序：銑寬92mm內(nèi)面工序：銑寬7的2側(cè)面工序：銑寬16mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。方案二和方案一的不同之處在于方案一在銑完24左右端面后開始鉆，擴，絞12的孔，然后以12孔為定位基準(zhǔn)銑各個槽和側(cè)面，這樣就能更好的保證加工精度提高生產(chǎn)效率，綜合考慮我們選擇方案一，具體的加工路線如下工序：鑄造。工序：時效處理工序：銑24左端面工序：銑24右端面工序V：鉆擴鉸12的孔工序I：銑寬8mm的2側(cè)面工序：銑寬92mm內(nèi)面工序：銑寬7的2側(cè)面工序：銑寬16mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定根據(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： 1. 12mm的孔鉆孔：11擴孔：11.85鉸孔：12H11mm 2. 叉口側(cè)面 銑： 2Z=3mm 2.5 確定切削用量及基本工時工序：鑄造工序II：時效處理工序III：銑變速叉左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取3） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序IV：銑變速叉左端面與工序I相似，在此就不多做說明工序V：鉆，擴，絞12孔工步一鉆孔至11確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當(dāng)鋼的，時，。由于本零件在加工14孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：根據(jù)參考文獻表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步二：擴孔利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步3：鉸孔根據(jù)參考文獻表2-25，得查參考文獻表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為工序VI：銑5.5mm的2個側(cè)面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀，。2. 決定銑削用量4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取975當(dāng)975r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取6） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序VII：銑寬76.4mm的內(nèi)面臥式銑床X62選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取9） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序VIII：銑7mm的兩側(cè)面立式銑床X51選擇刀具刀具選取面銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量10） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則11） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時按機床標(biāo)準(zhǔn)選取12） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序IX：銑寬13.5mm的槽的切削用量及基本工時如上，在此不再累述工序X ：鉆8孔的切削用量及基本工時(1)鉆8mm孔機床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花1)進給量 取f=0.13mm/r2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速ns= 2002r/min與2388r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為2012r/min?，F(xiàn)選取=2012r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=26mm; =4mm; =0mm; t= =0.115(min)工序XI：鉆3孔與工序X相似，在此就不多做說明工序XII：質(zhì)檢，入庫三、 夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計第VI道工序銑寬5.5的側(cè)面的銑床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑寬5.5的側(cè)面，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇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)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達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)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。12的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的12孔和其端面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩銷和已加工好的12孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的偏心輪作為夾緊機構(gòu)。3.3 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用立銑刀 d=30mm 機床： X51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用偏心輪夾緊機構(gòu)即可指定可靠的夾緊力3.4 定位誤差分析（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一心軸和一擋銷定位，孔與銷間隙配合。 （2） 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，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動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和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一心軸，一擋銷定位，工件始終靠近擋銷的一面，而定位銷的會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進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。3.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計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方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237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。由于本道工序是完成變速叉寬5.5mm側(cè)面的銑加工，所以選用方形對刀塊。方形對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：圖 3.4 對刀塊圖塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC1-0.0060.253.6 夾具設(shè)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用偏心輪夾緊機構(gòu)。夾具裝配圖附圖如下夾具體附圖如下總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981年10月6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年第 25 頁 共 25 頁