车床变速箱中拔叉及专用夹具设计

无锡职业技术学院毕业设计1目 录摘 要 .Abstract .1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 夹具的发展史 .11.3 小结 .22 拨叉 80-08 的加工工艺规程设计 .32.1 零件的分析 .32.1.1 零件的作用 .32.1.2 零件的工艺分析 .32.2 确定生产类型 .32.3 确定毛坯 .32.3.1 确定毛坯种类 .32.3.2 确定铸件加工余量及形状 .32.3.3 绘制铸件零件图 .42.4 工艺规程设计 .42.4.1 选择定位基准 .42.4.2 制定工艺路线 .42.4.3 选择加工设备和工艺设备 .62.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 .62.5 确定切削用量及基本工时 .82.5.1 工序 1：粗铣 25H7 的两侧面 .82.5.2 工序 2：粗铣平下端面孔侧面的工艺凸台 .92.5.3 工序 3：钻 25H7 的通孔 .92.5.4 工序 4：扩 25H7 的通孔 .112.5.5 工序 5：铰 25H7 的通孔 .122.5.6 工序 6：粗铣 a、b 面 .122.5.7 工序 7：粗铣 60H12 孔的两面 .142.5.8 工序 8：精铣 60H12 孔的两面 .142.5.9 工序 9：粗镗下端 60H12 的孔 .152.5.10 工序 10：半精镗下端孔到 60H12 .162.5.11 工序 11：粗铣 16H11 的槽 .162.5.12 工序 12：半精铣 16H11 的槽 .172.5.13 工序 13：钻 20.50 的孔 .182.5.14 工序 14：攻 M221.5 的螺纹 .192.5.15 工序 15：铣开 60H12 的孔 .202.6 本章小结 .213 专用夹具设计 .223.1 镗孔夹具设计 .22无锡职业技术学院毕业设计23.1.1 问题的提出 .223.1.2 夹具的设计 .223.2 铣槽夹具设计 .253.2.1 问题的提出 .253.2.2 夹具的设计 .253.3 钻孔夹具设计 .293.3.1 问题的提出 .293.3.2 夹具的设计 .303.4 本章小结 .35结论 .36参考文献 .37致 谢 .38无锡职业技术学院毕业设计11 绪论1.1 课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。 ”工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2 夹具的发展史夹具在其发展的 200 多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。无锡职业技术学院毕业设计21.3 小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。无锡职业技术学院毕业设计32 拨叉 80-08 的加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：(1) 中心圆孔 。0.215(2) 的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为 。2.M 0.34(3) 键槽 与中心孔有 0.08 的垂直度，深为 。016 0.158(4) 半孔 与中心孔有 的位置关系，其宽为 与中心孔有 0.1 的.30.127 0.5162垂直度。由上面分析可知，可以先加工拨叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.2 确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3 确定毛坯2.3.1 确定毛坯种类零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2 确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125 页表 1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为 3mm。无锡职业技术学院毕业设计42.3.3 绘制铸件零件图图 2.1 零件毛坯图2.4 工艺规程设计2.4.1 选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面 a 面为辅助粗基准。精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2 制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便无锡职业技术学院毕业设计5使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表 2.1 工艺路线方案一工序号 工序内容工序一 钻、扩、铰 25H7 的通孔工序二 粗铣 a、b 面，使粗糙度达到 6.3，a 面到 25H7 的孔中心距为 ，b0.34面到 25H7 的中心距为 36工序三 粗铣、半精铣 16H11 的槽工序四 粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 12d11工序五 粗镗下端圆孔的内孔到 59半精镗此孔到 60H12工序六 铣开下端圆孔工序七 钻 20.50 的孔，垂直于 25H7 的通孔工序八 攻 M221.5 的螺纹工序九 钳工打毛刺工序十 检验表 2.2 工艺路线方案二工序号 工序内容工序一 粗铣 25H7 的两侧面，使两面间距为 80 工序二 粗铣平下端孔侧面的工艺凸台工序三 钻 25H7 的通孔工序四 扩 25H7 的通孔工序五 铰 25H7 的通孔工序六 粗铣 a、b 面，使粗糙度达到 6.3，a 面到 25H7 的孔中心距为 ，b0.34面到 25H7 的中心距为 36工序七 粗铣 60H12 孔的两面，使两面的间距为 14工序八 精铣 60H12 孔的两面，使两面的间距为 12d11，粗糙度 3.2工序九 粗镗下端孔工序十 半精镗下端孔到 60H12，粗糙度达到 3.2工序十一 粗铣 16H11 的槽无锡职业技术学院毕业设计6续表 2.2工序十二 半精铣 16H11 的槽工序十三 钻 20.50 的孔，垂直于 25H7 的通孔工序十四 攻 的螺纹21.5M工序十五 铣开 60H12 的孔工序十六 钳工打毛刺工序十七 检验工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3 选择加工设备和工艺设备机床的选择工序 1、7、8、11、12、15 采用 X6022 型卧式铣床工序 2、6 采用 X5028 立式铣床工序 3、4、5、13、14 采用 Z535 立式钻床工序 9、10 采用 T618 卧式镗床选择夹具该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。257H选择量具加工的孔均采用极限量规。其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：无锡职业技术学院毕业设计7表 2.3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序余量工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度 最小 最大1粗铣 25H7 的两侧面3 IT11 80 6.3 -0.1 0.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3 IT11 0 6.3 -0.1 0.13 钻 25H7 通孔 IT12 26.3 -1 14 扩 25H7 通孔 2.0 IT12 0.5473.2 -0.05 0.055 铰 25H7 通孔 0.2 IT8 0.211.6 -0.006 0.006粗铣 a面(距中0.34心孔)6粗铣a、b面 粗铣 b面3 IT1236(距中心孔)6.3 -0.1 0.17粗铣 60H12 孔的两面2 IT11 130.56.3 -0.1 0.18精铣 60H12 孔的两面1 IT9 0.51623.2 -0.05 0.059 粗镗下端孔 2.5 IT13 0.35976.3 -0.2 0.210 半精镗下端孔 0.5 IT11 0.363.2 -0.02 0.02无锡职业技术学院毕业设计8续表 2.311 粗铣 16H11 的槽 IT11 140.56.3 -0.1 0.112 半精铣 16H11 的槽 1 IT10 0.163.2 -0.02 0.0213 钻 20.50 的孔 IT13 2.56.3 -1 114 攻 的21.5M螺纹15 铣开 60H12 的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.052.5 确定切削用量及基本工时2.5.1 工序 1：粗铣 25H7 的两侧面机床：X6022 型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为 80)，材料： ， ，齿数15YT20Dm，为粗齿铣