制定换挡叉的加工工艺，设计钻Φ16H8孔的钻床夹具说明书（含全套CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 哈尔滨理工大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 说 明 书 设计题目：制定换挡叉的加工工艺， 设计 钻 16的钻 床夹具 设 计 者： 指导教师： 哈 尔 滨 理 工 大 学 机电系 2008 年 6 月 25 日 哈 尔 滨 理 工 大 学 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定换挡叉的加工工艺，设计 钻 16设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 计内容： 1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 班 级： 学 生： 指导教师： 2008 年 6 月 25日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 前 言 通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等 )。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 在些次设计中我们主要是设计 换挡叉的 钻 床夹具。在此次课程设计过程中， 查阅了大量的书籍，并且得到了 史红老师的指点， 在此表示 由衷的 感谢！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 设计的目的 机械制造工艺学课程设计 ,是在学完机械制造工艺学及夹具设 计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制 订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能 力。 3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。 一 零件的分析 （一）、零件的作用： 题目给定的零件是 换挡叉 （见附图 1）它位于 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 进行工作。 宽度为 14槽尺寸精度要求很高，因为在换挡 叉拔动使滑移齿轮 时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮 得不到很高的 位置精度 。所以，宽度为 14槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 该零件是以 16套在轴上，并用销钉经 4与轴定位，拨买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 叉 脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现变速。 拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面。主要配合面为 16、 4和拨叉脚内侧面 该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度和韧性 。 （二）、 零件的工艺分析： 换挡叉 共有两组加工表面。 1. 以 孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 19 孔 的两个端面 、 两端的 21平 面。 以工件右端面为基准的 14 槽 ， 经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。 (1）换挡叉安装孔：孔径 16，其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度 端面位置尺寸 42 ，表面粗糙度 5m。 (2）拨叉脚端面：厚度为 6 ，两端面对孔 16线的垂直度公差为 ，外端面与操纵槽对称面的距离为 21 ，表面粗糙度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 (3）拨叉脚内侧面：宽度尺寸为 + ） ，表面粗糙度 (4）操纵槽：宽度为 14 ，深度为 11 ，对称面与拨叉安装孔端面的距离为 21 ，表面粗糙度 二、工艺规程设计 (一 ) 确定毛坯的制造形成。 零件材料 虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 3坯零件图如下图： （二）基准的 选择。 1. 粗基准的选择：因为要保 证 16 孔 中心线垂直于右端面，所以以 20的外圆表面的粗基准。 2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A 面为精基准。 (二 ) 制定工艺路线。 方案一 工序： 1. 粗、精车端面，钻、扩 底孔、倒两端 15倒角。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2. 粗、精铣削 B 面。 3. 铣削 14槽。 4. 清洗 5. 检验 方案二 工序： 1. 粗、精车端面，钻、扩 底孔、倒两端 15倒角。 以 20用 塔式六角车床及三爪卡盘夹具。 2. 铣削槽 16 孔 中心线及 用 3. 铣削 14槽。以 16 孔 中心线及 A 面为基准。选用 4. 去毛刺 5. 清洗 6. 检验 方案分析： 方案一：按工序集中原则组织工序， 16及端面采用回轮式转塔车床和专用夹具加工，在一台机床上完成。其优点是：工艺路线短，减少了工件装夹次数，易于保证加工面的相互位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备终结时间。 方案二：按工序分散原则组织工序，先在卧式车床上用三爪自定买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 心卡盘装夹，加工拨叉头端面，然后在钻床上用钻模加工 16 钻一扩一铰，孔口倒角则在另一台车床上加工。其优点是可以采用通用夹具，缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数，而且工序 10 和工序 20 重复使用粗基准定位。 由于该拨叉零件形状不规则，加工面分散，要适应大批生产，可以采用自动机床或专用机床配以专用夹具，尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求，综合比较，考虑选择方案一更为合理。 五、确定机械加工余量、工序尺寸及公差 工序号 工序内容 单边余量 / 工序尺寸 / 表面粗糙度 Ra/0 （ 1）车换挡叉 头端面 42 ）钻 16 7 15 ）扩 16 ）铰 16 16 ）孔口倒角 1 0 粗铣换挡叉脚两端面 0 铣换挡叉脚内侧面 50 铣操纵槽 14 0 钻 16 4 00 磨换挡叉脚两端面 6 五 )确定切削用量及基本工时。 工序 ：车削 1 加工条件。 工件材料： b=145 造。 加工要求：粗、半精车 A 面并保证 42工序尺寸， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 机床 塔式六角卧式车床。 刀具：刀片材料。 r =12. b= o= 0 n=15 2、计算切削用量。 （ 1）已知长度方向的加工余量为 3 实际端面的最大加工余量为 故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差 级 取 （入 体方向） （ 2）进给量、根据切削简明手册（第 3 版）表 刀杆尺寸为1625 及工件直径为 20= . 按 车床说明书 取 = mm/n。 由于存在间歇加工所以进给量 乘以 k=所以：实际进给量f= 按 车床说明书 （ 3）计算切削速度。按切削简明手册表 切削速度的计算公式为（寿命选 T=60 刀具材料 V=ap f 中： 58 M=正系数 削手册表 158/( 46.9(m/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 4）确定机床主轴转速 000 r/ 按 车床说明书 200 r 以实际切削速度 V=（ 5）切削工时，按工艺手册表 由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为 下一道工步做好准备 L+2+nw x f= L=(652= 、 、 2、精车 1) 已知粗加工余量为 2) 进给量 f. 根据切削用量简明手册表 f=r 按 车床说明书 mm/r 计算切削速度 按切削用量简明手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T=60 V=ap f 158/( =m/3) 确定机床主轴转速 . 000 r/ 车床说明书 取 00（ r/ 实际切削速度 V=) 切削工时 ， 查 工艺手册 表 L+2+ 由于下一道工序是钻孔，所以留下 20台阶，所 以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 L=(652=22.5 . 3、钻孔、扩孔、倒角。 （ 1）、钻孔 钻头选择：见切削用量简明手册表 头几何形状为（表 表 双锥修磨具刃，钻头参数： 20 =30 ， 2 =118， 2 =70， 2 , =55 ,b=2=4 根据切削用量简明手册表 2f=、 按机床进给强度决定进给量：根据表 当 b 210 0 可 确定 f= 按 床说明书 取 f=n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 0头最大磨损量取 命 T=45、切削速度 由切削用量简明手册，表 =21m/n=1000V/ D=由机床技术资料得和 近的有280n/m 和 400n/取 280n/ n=280m/实际 =17 m/、 基本工时， (80+10)/ 入切量及超切量由表 查出 + =10 所以 (80+10)/ （ 2）、扩孔 刀具直径 1具几何参数同上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间， n 和 f 都不变，所以 上 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。 （ 3）、倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 可以查出 当 160 245 41 车床说明书 主电机功率 11 可见 比小得多所以机床功率足够 所用切削用量符合要求 钻削功率检验按切削用量简明手册表 21 查得转矩 切削用量简明手册表由表 功率公式 C 00 车床说明书 主电机功率 11 可见 以机床功率足够，所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 拉削速度 v=s(切削工时 t=k/1000中 ： 单面余量 21削到 25 L 拉削表面长度， 80 考虑校准部分的长度系数，取 k 考虑机床返回行程系数，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数， Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=()2拉刀同时工 作齿数 z=l/p=80/12 7 其本工时 80 000 7=工序 粗铣，精铣 B 面。 加工要求：粗铣 铣 B 面， 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3床 ： 62W 1. 粗铣 1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表 削宽度 5径为0齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数（表 0 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 于加工表面 精度要求 .2 每转进给量 mm/考虑到 62床为中等系统刚度和 62W 铣床说明书 所以每转进给量r 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面的最大磨损量为 齿铣刀 0 刀具寿命 T=120 4) 决定切削速度 根据切削用量简明手册表 Z=8, 0 fz=f/z=z ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根据 铣床说明书选 n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 1m/ 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 切削功率的修正系数： 故 根据 铣床说明书，机床主轴允许的功率为 故 因此所决定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/80= =14. 精铣 1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 ） 决定切削速度 可根据切削用量简明手册表 (n=1000V/ d=(211r/62n=210r/f=26mm/25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/125= =14序 铣削 14 加工工件尺寸： 14 长度 L=12文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 机床： ) 选择刀具：由加工尺寸公差 所以铣刀精度为精密 级 刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 8故一次走完， mm 切削用量简明手册表 确定 f=r 现取f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4) 决定切削速度 f、由切削用量 简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 63=据 铣床说明书选 75r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 实际速度 000=选 根据 铣床说明书选选10mm/10/375 16=z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 式 圆周力 由表 28 得 0， ， c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103= 000=据 率足够 。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/40+14)/110= =14序铣宽为 180+加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 180+ L=40工余量 23于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走， 3， 0 1) 选择刀具 铣刀参数： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 2) 选择铣削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 由于槽的宽度为 18故二次走完， 3mm 0切削用量简明手册表 确定 f=r 现取 f=r 4=z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命： 根据切削用量简明手册表 最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4）确定切削速度 定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 100=314r/据 铣床说明书选 00r/际速度 000=选 50mm/ 根据 铣床说明书选选50mm/50/300 24=z 5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )i/40+20)50= =20mm i=2(走两次 ) 工序 磨 18， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 保证尺寸 181) 选择砂轮。 见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为 40 127 其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为 46#，硬度为软 2 级。 平型砂轮，其尺寸为 16 6 40（ D d H）。 2) 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂 =3000r/机床说明书 )， v 砂 =s 进给量 f=50mm/单行程 ) 切削工时。当加工 1 个表面 时 L+y+ ) i K/50= 最后，将 以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。 夹具设计 （ 一）问题的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具 经过与指导老师协商，决定设计第 4道工序 钻直径 为 16的钻床夹具。本夹具将用与 式钻 床。 （一） 问题的提出 在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快 速性上。 （二）夹具设计 （二） 夹 具设计 1)保证工件的加工精度 专用夹具应有合理的定位方案，标注合理的尺寸公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工要求。 2)应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。 3)工艺性好 专用夹具的结构应简单合理便于加工装配检验和维修。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。 4)专用夹具的操作应简单省力安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排泄结构。 5)除考虑专用夹具本身结构简单。标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益 买文档就送