倒档拨叉I机械加工工艺及夹具设计-钻φ18mm孔
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倒档拨叉
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18
mm
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1制造工艺学夹具课程设计倒档拨叉专用夹具说明书姓 名：许彬彬学 号：0811111045班 级：08 机电 1 班指导老师：蹇崇军老师设计时间：2012 年 1 月 2目 录一、设计题目3二、零件图及加工工序分析4三、设计方案61、夹具设计方案2、夹紧装置的设计3、导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定4、绘制夹具结构图5、确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合四、夹具零部件的结构10五、定位误差的计算14六、致谢15七、参考文献163一、设计题目“倒档拨叉”专用夹具设计二、零件图及加工工序分析1、倒档拨叉零件图如图 1 所示：图 1 倒档拨叉零件图4倒档拨叉材料为 QT450-10，即球墨铸铁，最小抗拉强度为 450MPa，最低延伸率为 10。根据机械加工材料等相关资料可以知道：球墨铸铁既有灰铸铁的优点，即具有高的抗压强度、优良的耐磨性和消震性，低的缺口敏感性。同时具有与中碳钢媲美的抗拉强度、弯曲疲劳强度及良好的塑性与韧性，此外，还可以通过合金化及热处理来改善与提高它的性能，所以生产上已用球墨铸铁代替中碳钢及中碳合金钢制造发动机的曲轴、连杆、凸轮轴和机床的主轴等。QT450-10 主要用于汽车、拖拉机底盘零件等。由于该倒档拨叉外形复杂，又是薄壁零件，属于大批量生产，故毛坯采用金属型铸造。加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床；按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。根据零件图可知，零件整体要求精度较高。其中 18 孔中心线和叉脚开档脚面有垂直度要求，并且 18 孔中心线自身有直线度要求， 被测槽面与8.7 孔中心线有对称度要求。26 圆柱的上下端面粗糙度要求为 Ra2.5，槽内面两侧的粗糙度要求为 Ra12.5，槽面粗糙度要求为 Ra2.5，叉脚开档脚面的粗糙度要求为 Ra6.3，脚面内侧的粗糙度要求为 Ra12.5，操纵槽端面的粗糙度要求为 Ra2.5。52、钻 18 孔 的孔的加工工序图如图 2 所示:图 2 工序图倒档拨叉 18 孔 的孔加工的方法为选用立式钻床 Z525 进行加工。6三、设计方案方 案 一 :以 直 径 26 的 外 圆 和 拨 叉 的 下 底 面 为 定 位 面 ， 为 一面 一 V 型 块 定 位 限 制 五 个 自 由 度方 案 二 :以 两 底 槽 内 表 面 拨 叉 的 下 底 面 为 定 位 面 .方 案 一 的 定 位 原 件 与 钻 模 板 配 合 较 容 易 实 现 ， 较 易 容 易 实 现钻 孔 加 工 ,因 此 选 择 方 案 一由 设 计 任 务 及 条 件 可 知 ,要 设 计 钻 18 孔 夹具的设计，在 保 证质 量 和 提 高 生 产 率 的 前 提 下 ,尽 量 简 化 结 构 ,做 到 经 济 合 理 ， 工 艺性 好 ， 装 夹 方 便 .根 据 被 加 工 部 位 的 分 布 情 况 ,拟 采 用 可 换 钻 套1、夹具设计方案1） 确 定 定 位 方 案根 据 工 件 结 构 特 点 ,其 定 位 方 案 :如 图 所 示 ,以 26 孔 及 倒 档 拨 叉 下 底 面 组 合 定 位 ,限 制 工 件 的五 个 自 由 度 ,由 于 要 加 工 的 18 孔 在 圆 周 方 向 成 均 布 分 布 ,不 用限 制 工 件 Z 自 由 度 。2） 选 择 定 位 元 件选 用 垫 块 和 V 型 块 ,作 为 26 孔 及 倒 档 拨 叉 下 底 面 的 定 位 元 件(见 夹 具 总 图 ).其 结 构 和 尺 寸 按 要 求 确 定 。72、夹紧装置的设计1） 夹 紧 机 构根 据 生 产 类 型 ， 此 夹 具 的 夹 紧 机 构 不 宜 复 杂 ， 采 用 螺 旋 夹 紧 方 式 。压 紧 螺 栓 直 径 暂 用 M14， 为 缩 短 装 卸 工 件 的 时 间 ， 采 用 开 口 压 板 。2） 夹 紧 力 的 计 算刀具：17.8 的麻花钻，18 的铰刀。2、夹紧力的计算钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70 表 3-6，查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式： dtdfLQWgz 132)(8式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径d1 工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16f螺杆直径z螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则所需夹紧力 dtdfLQWgz 132)(=600N根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、导向装置的设计及其他装置结构.夹具体的确定加 工 孔 的 导 向 装 置 的 确 定 为 维 修 方 便 ， 不 采 用 固 定 钻 套 ， 而 选 用可 换 钻 套 ， 它 们 的 主 要 尺 寸 和 结 构 由 参 考 文 献 1选 取 。4、绘制夹具结构图绘 制 夹 具 结 构 图 一 般 分 两 步 ， 首 先 绘 制 草 图 ， 待 对 夹 具 精 度 进 行 分析 和 计 算 后 ， 若 需 修 改 的 ， 修 改 后 再 按 国 际 正 式 绘 制 夹 具 总装 图 ， 如 图 所 示 。9105、确定夹具技术要求和有关尺寸，公差配合夹 具 技 术 要 求 和 有 关 尺 寸 ， 公 差 配 合 是 根 据 教 材 以 及 有 关 资 料 ，手 册 规 定 的 原 则 和 方 法 确 定 的 ， 本 例 的 技 术 要 求 和 公 差 配 合 如 下 ： 定 位 元 件 与 倒 档 拨 叉 底 面 的 垂 直 度 误 差 允 许 值 在 全 长 上 为0.03mm。 导 向 元 件 与 夹 具 体 底 面 的 垂 直 度 误 差 允 许 值 在 全 长 上 为0.05mm 导 向 元 件 与 夹 具 体 底 面 的 平 行 度 误 差 允 许 值 为 0.05mm由 于 夹 具 设 计 的 各 部 分 分 析 与 计 算 已 进 行 ， 结 果 符 合 要 求 ， 在 结构 草 图 的 基 础 上 ， 绘 制 正 式 的 总 装 配 图 。四、夹具零部件的结构1、压紧螺栓112、垫块123、钻模板134、夹具体14五、定位误差的计算定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。 ，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j= （ TD+T d+S）/2TD =0.018mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0195mm该定位方案满足要求。由于上分析可知，该定位方案与定位装置是可行的。15六、致谢这 次 的 课 程 设 计 让 我 学 到 很 多 ， 并 且 巩 固 了 所 学 的 知 识 。 在 做 设计 的 时 候 ， 我 要 感 谢 我 的 指 导 老 师 和 我 的 同 学 。 我 的 夹 具 设 计 题 目 是倒 档 拨 叉 夹 具 的 设 计 ， 目 的 是 为 了 保 证 这 道 钻 孔 工 序 的 精 度 和 加 工 效率 。在 设 计 开 始 时 ， 在 老 师 的 帮 助 下 我 逐 渐 明 确 了 设 计 思 路 ， 这 使 我的 工 作 能 够 渐 渐 的 展 开 ； 在 和 老 师 的 讨 论 中 我 明 确 了 夹 具 设 计 方 案 ，并 了 解 了 定 位 夹 紧 的 方 式 。 在 随 后 的 设 计 中 ， 我 按 照 夹 具 设 计 的 思 路一 步 一 步 的 设 计 。 在 这 过 程 中 ， 我 也 遇 到 了 一 些 问 题 ， 比 如 该 如 何 选取 夹 具 体 材 料 等 ， 这 些 问 题 都 是 在 老 师 和 同 学 的 帮 助 和 探 讨 中 得 到很 好 的 解 决 。在 和 老 师 同 学 的 讨 论 中 ， 使 我 学 到 了 很 多 东 西 ， 也 认 识 了 一 些 自己 的 不 足 ， 总 之 ， 非 常 感 谢 老 师 和 同 学 在 这 次 课 程 设 计 给 我 的 帮 助 ！16七、参考文献 1黄健求主编 机械制造技术基础 机械工业出版社 2005.112方子良主编 机械制造技术基础 上海交通大学出版社 2005.1 3崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2007.24孙丽媛 机械制造工艺及专用夹具设计指导 冶金工业出版社 2002.125 大连大学工程画教研室.机械制图M.北京：高等教育出版社，2003.6 王光斗，王春福.机床夹具设计手册M.上海：上海科学技术出版社，2000. 课程设计工艺卡 产品型号 零（部）件图号 1 共 2 页机械加工工艺过程卡产品名称 倒档拨叉 零（部）件名称 倒档拨叉 第 1 页材料牌号 QT450-10 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 6210250 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注工 时工序号 工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工艺装备准终 单件01 下料02 铸造 铸造毛坯(金属型铸造) 热03 退火 热04 清洗检查 彻底清洗干净铸件内外非加工表面，检查铸件是否有缺陷05 钻孔 见工艺附图 1 金 Z525 型机床 专用夹具06 拉孔 见工艺附图 2 金 闭制拉床 专用夹具07 车端面、倒角 见工艺附图 3 金 C6132 型机床 专用夹具08 粗铣、半精铣脚面见工艺附图 4 金 X62W 型机床 专用夹具09 铣叉脚开档 见工艺附图 5 金 X62W 型机床 专用夹具10 铣槽 见工艺附图 6 金 X6232 型机床 专用夹具编制（日期） 审核（日期） 标准化（日期）会签（日期）标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期课程设计工艺卡 产品型号 零（部）件图号 共 2 页机械加工工艺过程卡产品名称 零（部）件名称 第 2 页材料牌号 QT450-10 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注工 时工序号 工序名称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工艺装备准终 单件11 钻孔 见工艺附图 7 金 Z535 型机床 专用夹具12 倒角、去毛刺 金 专用夹具13 清洗、终检 按图纸要求全部检验 金 专用夹具编制（日期）审核（日期） 标准化（日期）会签（日期）标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期课程设计工艺卡 零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 1零件名称 倒档拨叉 05 钻孔 共 1 页车间 金工材料 QT450-10机床名称 立式钻床机床型号 Z525夹具名称 专用夹具上工序 钻孔下工序 刮端面工序内容课程设计工艺卡 1.以 5mm 厚的腹板为第一毛坯基准；在加工 18H9 孔时保证孔壁均匀，以 26 外圆表面为第二毛坯基准，钻孔至 17，以后以孔为精基准。2.定位及夹紧如图所示。零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 2零件名称 倒档拨叉 06 拉孔 共 1 页车间 金工材料 QT450-10机床名称 闭制拉床机床型号夹具名称 专用夹具上工序 拉孔下工序工序内容课程设计工艺卡 1.拉 18H9 的孔作为之后所有工序的精基准。2.以工序一中的孔 17 及 26外圆表面为基准。3.夹紧力仍可以和工序一相同，如图所示。零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 3零件名称 倒档拨叉 07 车端面 共 1 页车间 金材料 QT450-10机床名称 C6132 型车床机床型号 C6132夹具名称 专用夹具上工序 车端面下工序 倒角工序内容课程设计工艺卡 1、车 26 圆两端面2、倒角3、保证表面粗糙度和最大实体要求。4、夹紧及定位如图。零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 4零件名称 倒档拨叉 08 粗铣、半精铣 共 1 页车间 金工材料 QT450-10机床名称 铣床机床型号 X62W夹具名称 专用夹具上工序 粗铣下工序 半精铣工序内容课程设计工艺卡 1.粗铣 半精铣脚面。2.保证 T1T2 对 18H9 孔轴的垂直度要求。3.T1T2 面与不加工腹板的平均尺寸为 0.5mm，应注意保持一定的台面。4.采用长销小平面组合定位，如图所示。5.保证粗糙度要求。另外，铣 T1T2 面时，工件旋转，由 T1 转到 T2 面。零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 5零件名称 倒档拨叉 09 铣叉脚开档 共 1 页车间 金工 材料 QT450-10课程设计工艺卡 机床名称 铣床机床型号 X62W夹具名称 专用夹具上工序 铣下工序工序内容1.铣叉脚开档。2.采用长销小平面组合定位，限制 5 个自由度。再用两个支承钉限制工件旋转自由度。定位如图所示。3.一次铣完即可满足 Ra12.5 的粗糙度值。零件图号 01 工序号 第 1 页机电及自动化学院 工艺附图 6零件名称 倒档拨叉 10 铣槽 共 1 页车间 金工材料 QT450-10课程设计工艺卡 机床名称 铣床机床型号 X6232夹具名称 专用夹具上工序 铣下工序工序内容1.铣槽 14H132. 采用长销小平面组合定位限制 5 个自由度，再用两个支承钉限制定位孔的旋转自由度，以便于加工 14H13 槽。3.由于槽配
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