副变速拨叉的机械加工工艺规程及钻10孔工序的专用夹具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 机械制造课程设计说明书 题目：设计副变速拨叉的机械加工工艺规程及钻 10孔工序的专用夹具 专 业： 学生姓名： 学 号： 班 级： 指导老师： 专业系主任： 机械工程学院 2015 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 目录 1 概述 . 1 2 审查零件图的工艺性 . 1 3 选择毛坯 . 2 4 工艺规程设计 . 2 件各部分加工方法的选择 . 2 定工艺路线 . 3 5 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 . 4 定加工余量 . 4 定毛坯尺寸 . 4 定圆角半径 . 4 定拔模角 . 4 定分模位置 . 4 定毛坯的热处理 . 4 6 工序设计 . 5 选择加工设备与工艺装备 . 5 确定工序尺寸 . 7 7 确定切削用量及时间定额 . 9 24 圆柱两端面以及两叉头左右两侧 . 9 加工 14 孔 . 10 加工 10 . 11 铣槽 . 12 8 钻孔夹具设计 . 14 究原始质料 . 14 位基准的选择 . 14 削力及夹紧力的计算 . 14 差分析与计算 . 15 、部件的设计与选用 . 16 位销选用 . 16 套、衬套、钻 模板设计与选用 . 17 具设计及操作的简要说明 . 18 小 结 . 19 参考文献 . 20 全套图纸加 Q 401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 1 概述 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，经过生产实习所获得的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学过的全部课程，并且独立完成一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下了良好基础。通过课程设计达到以下目的： （ 1）、能熟练地运用机械制造技术基础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，夹紧以及合理制定工艺规程等问题方法，培养自我学习能力和解决问 题能力。 （ 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的训练，提高结构能力设计。 （ 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，增强解决实际工程问题的独立能力。 2 审查零件图的工艺性 副变速拨叉图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件各表面的加工并不困难。只是 14对应轴线的直线度要求也较高，需进行半精加工。槽 140轴线的对称度有要求，需在数控机床上完成加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 图 1 副 变速零件图 3 选择毛坯 零件材料为 虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为大批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。查机械设计工艺制造设计简明手册表 用铸件尺寸公差等级为 证的尺寸公差在 1 4 工艺规程设计 选择定位基准： 1：粗基准选择：以铸件左边的端面为主要粗基准，以铸件的 24 2：精基准选择：本零件是带孔的零件。其中 14据精基准的选择原则“基准重合原则”，以及考虑到工件的装夹与加工 方便。在孔 14铸件的 24孔 14 14端面为辅助精基准。 件各部分加工方法的选择 本零件的加工面有：内孔、平面以及槽，其材料为 考机械制造买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 工艺学其各部分加工方法如下： （ 1） 24 圆柱左 /右端面 :由于表面粗糙度 5 m,只需进行粗铣。 （ 2）两叉头左 /右侧面：由于表面粗糙度 m,需进行粗铣、半精铣。 （ 3） 14于公差等级为 9 级，且表面粗糙度为 m,需进行钻、扩、铰。 （ 4）两叉头内侧：由于表面粗糙度 m，只需进行粗铣。 （ 5）槽 14于公差等级为 13级，且表面粗糙度为 m,只需进行粗铣。 （ 6） 10 孔：由于表面粗糙度 5 m,只需进行钻孔即可。 定工艺路线 按照先粗后精的原则同时考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置 精度等技术要求，以及加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来。选择零件的加工方法及工艺路线如下： 工序 1：以 24 铣 24 工序 2: 以 24 铣 24 工序 3：以 24 4 ，扩，铰 14 工序 4：以 14 4 粗铣两叉头内侧。 工序 5：以 14 4 铣 14 工序 6：以 14 4 10孔。 工序 7：以 14 4 铣两叉头至 8 工序 8：以 14 4 工序 9： 钳工去毛刺，并到 45角。 工序 10：终检。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 5 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 定加工余量 由于该才有啥新机器造型，材料为 为大批量生产，查机械制造工艺设计简明手册可选铸件的尺寸公差等级为 10级，又铸件基本尺寸在 63取铸件尺寸公差数值为 件机械加工余量单侧为 4侧为3 确定毛坯尺寸 本零件的外表面均属于双侧切削，主要以粗加工为主，故取粗加工余量为3拨叉两侧面需进行半精加工，取半精加工余量为 1得毛坯尺寸表如下 。其余尺寸可以直接铸造出来。其毛坯图如下。 表 1 副变速拨叉毛坯尺寸 零件尺寸 双侧余量 机加工余量 铸件尺寸 70 3 0 76 3 1 14 3 0 34 3 0 8 确定圆角半径 由于采用砂型铸造，所以圆角计算公式 2)(10151 ，取)2425(101)(101 ，所以本铸件内外圆角取 R=5于 特殊位置 24=2可直接取其为 2 定拔模角 根据机械制造工艺设计简明手册可查得，砂型铸造外表面拔模斜度为 030，内表面拔模斜度为 1。 定分模位置 本零件较复杂，分型面为不同平面组合而成。 定毛坯的热处理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 铸造完毛坯后应安排正火处理，以消除残留的铸造应力，以减少加工中的变形，同时改善加工性。 图 2 副变速拨叉毛坯图 6 工序设计 选择加工设备与工艺装备 选择机床 （ 1） 工序 1、 2是粗铣。各工序的步数不多，成批 生产不要求很高的生产率，故选择立式铣床就能满足要求，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的 （ 2） 工序 3 为孔加工，且一次定位需完成三个工步，可选用 采用随行夹具。 （ 3） 工序 4 为粗铣，且工步数较少，精度要求不高，选用最常用的 （ 4） 工序 5、 6为半精铣，工步数较少，精度要求不高，选用最常用的 （ 5） 工序 7 粗铣，精度要求不高，选用最常用的 （ 6） 工序 8 为钻孔，精度要求不高，选用最常用的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 选择夹具 在各工序中由于是 大批量生产，所以都采用专用夹具。 选择量具 本零件属于大批生产，一般采用通用量具，对于精度要求高，不易测量的可采用专用夹具。 选择各轴向测量量具 工序 2中要保证 24圆柱两端面的距离为 70未标注公差，取 T=计量器具的不确定度选择该表面加工时所用的量具，由于它所对应的不确定允许值为 以可选分度值为 取测量范围为 0度值为 此工序中，还要保证拨叉两叉头的厚度为 8未标注公差，取 ， T=用的量具为分度值为 取测量范围为 0度值为 个外部轴向测量在同一工序中，故可采用其中一个精度较高的游标卡尺即可，故选用范围为 0度值为 工序 6中，加工拨叉的右侧，且保证与 24于未标注公差，取 T=不确定允许值为 选用的量具为分度值为 游标卡尺，测量 范围为 0 工序 7中加工拨叉的左侧，且保证拨叉厚度为 时可采用专用量具，通规、止规的具体参数如下： 选择加工孔用量具 工序 3中 914H 经过钻、扩、铰三次孔加工，钻孔至 12孔至 孔至 （ 1） 钻孔时采用标准钻头，且其精度要求低，可不需要量具； （ 2） 扩孔时 ，按计量器具的测量方法极限误差选择量具，由于公差等级为 K=20%选择测量范围为50度值为 （ 3） 铰孔时，由于精度要求较高，加工每个工件都要进行测量，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 故宜选择极限量规，其具体尺寸如下 :通规、止规 工序 8中，钻 10其精度要求低，可不需要量具。 选择加工所用的量具 铣槽时，由于采用了标 准刀具，平时无需测量，但刀具磨损到一定时候时，应进行测量以便及时更换刀具，此时可以选择通用量具。槽的精度为 13级，T=其不确定允许值为 选用的量具为分度值为 量范围为 0 确定工序尺寸 确定工序尺寸的一般方法，由表面加工的最后工序往前推，最后工序的工序尺寸按零件图的要求标准。当无基准转换时，统一表面多车加工的工序尺寸（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用尺寸链计算。 确定内孔的工序尺寸 内孔表面多次加 工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定零件各工序的加工余量，现由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。 本零件各内孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示。 表 2 内孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 钻 扩 铰 钻 扩 铰 钻 扩 铰 14 12 m m m 10 5 10 m 确定轴向工序尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 表 3 各加工面的工序尺寸 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 1 1、 3 0 2 3 1 2 3 3 0 4 3 1 6 5 1 0 7 6 1 0 确定工序尺寸26L、 12L 、35和工序 2中应达到零件的图样要求，则，26L= 2L =7035L =5 确定工序尺寸25L、 22L 、 11L 、31加工余量有关，所以25L=26L+1=722L =25L+1=81L = 12L +3=7331L = 35L 确定工序尺寸4艺尺寸链如图 4所示。 图 4 含尺寸 尺寸 ） =文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 尺寸 =-（ -（ =寸 =以 尺寸为： 尺寸为槽 14中心线距外圆柱左端面的距离。 7 确定切削用量及时间定额 24 加工条件：被加工材料 最小抗拉强度为 330最低延伸率为 10的黑心可锻铸铁。零件大小为 x=70y=85工要求：粗铣 24 右端面，加工余量为 3 1、刀具选择：选择硬质合金端铣刀 刀直径 80吃刀量 40齿数 12。 2、切屑深度 :因为加工余量较小，一次走刀即可完成。 即 。 3、选用铣床：查机械制造技术基础课程设计指南，选用 式铣床，同时查得主轴转速： 100 1r 电动机功率： 4、确定切削速度和工作台每分钟进给量 查机械制造技术基础课程设计指南表 2,i n,120,1,548、工时定额的确定 完成零件加工的一个工序的时间定额公式： 其中；休息及生理需要时间； 准备与终结时间； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 基本时间： 3;2)(22121 辅助时间：布置工作时间：休息及 生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 T=加工 14 加工条件：被加工材料 最小抗拉强度为 330低延伸率为 10的黑心可锻铸铁，孔直径为 14孔至 12孔至 至 14 1，选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径 12孔时，高速钢，扩孔刀直径 孔时， 刀直径为 14给量 ，切削速度机械制造技术基础课程设计指导表， 算得 扩孔时，硬质合金，扩孔刀直径 2，选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表，选用立式钻床 轴最大行程 175轴转速 97r/轴最大转矩 率 3，时间定额的确定 完成零件加工的一个工序的时间定额公式： 其中；准备与终结时间； 钻孔的基本时间： 3;2c o 2121 算可得：辅助时间：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 布置工作时间：休息及生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 孔的基本时间： 3;2c o 21121 算可得：辅助时间：布置工作时间：休息及生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 孔的基本时间： 3;2c o 21121 算可得：辅助时间：布置工作时间：休息及生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 工 14 所用的额定工时为： T=加工 10 加工条件：被加工材料 最小抗拉强度为 330低延伸率为 10的黑心可锻铸铁，孔直径为 10接钻孔至 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 1，选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径 10给量 ，切削速度机械制造技术基础课程设计指导表 2得mv c 。 2，选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表 5用立式钻床 轴最大行程 175轴转速 97r/轴最大转矩 率 3，时间定 额的确定 完成零件加工的一个工序的时间定额公式： 其中；准备与终结时间； 钻孔的基本时间： 3;2c o 2121 算可得：辅助时间：布置工作时间：休息及生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 工 所用的额定工时为 :铣槽 1、加工情况：铣槽宽： 14长度： 19深度 16加工材料 最小抗拉强度为 350低延伸率为 10的黑心可锻铸铁。 2、选用刀具： 刀直径为 80度 14数 20。 3、选机床：查机械制造技术基础课程设计指南表 5用 机床功率为 齿进给量为 z。取 f=z。确买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 定切屑速度和工作台每分钟进给量 查机械制造技术基础课程设计指南表 2 式中，25,20,14,/6mi n ,120,计算得 v m 根据 择 n=60r/r/s，则实际的切削速度 v=s，工作台每分钟进给量为： m 660*20*08.0 z 根据 择 5 z 。则实际的每齿进给量为 06 0 75 5，工时定额的确定 完成零件加工的一个工序的时间定额公式： 其中；准备与终结时间； 基本时间： 3;2)(;2121 j 42m . 辅助时间：布置工作时间：休息及生理需要时间 备与终结时间在中批量生产中可以忽视。 工时定额 T=2s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 8 钻孔夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来钻 10 孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 位基准的选择 由零件图可知：在对钻 10 孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工，因此，定位、夹紧方案有： 方案：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选 用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。 方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。 分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。 通过比较分析只有方案满足要求， 孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。 图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计 钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制 5个自由度。 削力及夹紧力的计算 钻该孔时选用：钻床 具用高速钢刀具。 由参考文献 5查表 721 可得： 切削力公式： 1 f K式中 d=100 /f m m r 查表 821 得： 0 ()736其中： 即： 9 5 5 ( )际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 有：120 . 7 , 0 . 1 6安全系数 ： 6543210 式中：60 全系数，见 参考文献 5表 121 可得： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 3 1 . 0 1 . 0 1 . 5 6K 所以 9 5 5 . 0 8 1 . 5 6 1 4 8 9 . 9 2 ( ) F N 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 取 ，1 ，2 查参考文献 51 2 26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 考文献 5可查得： 901 0592 2 29 其中： 33( )L )(80 螺旋夹紧力：0 4 7 4 8 )上述计算易得： 0 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 差分析与计算 该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为 孔次性加工即可满足要求。 由 参考文献 5可得： 两定位销 的定位误差 ：11 1 m i D d 1 1 2 21 m i n 2 m i n. 2D d D a r c t g L 其中： 1 0 2D ，2 0D 1 0 1d ，2 0 3d 1，2 m i n 0 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 且： L=65得 0 3DW . 0 3 2JW 夹紧 误差 ： co s)(m a x 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15 有10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5jw 、部件的设计与选用 位销选用 本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如表 表 d H D 1D h 1h b 11允差 1418 16 15 2 5 1 4 1 表 定棱形销 d H d L h 1h b 1b C 1C 公称尺寸 允差 4050 20 22 +5 5 3 8 1 6 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 套、衬套、钻模板设计与选用 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图 换钻套 铰工艺孔钻套结构参数如下表 表 套 d H D 1D 2D h 1h r 公称尺寸 允差 6 12 12 +2 18 10 4 9 8 衬套选用固定衬套其结构如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 18 图 定衬套 其结构参数如下表 表 定衬套 d H D C 1C 公称尺寸 允差 公称尺寸 允差 12 +2 18 + 钻模板选用固定式钻模板，用 4 个沉头螺钉和 2 个锥销定位于夹具体上。 具设计及操作的 简要说明 本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 19 小 结 为期两周的夹具课程设计已经结束，课程设计作为机械制造技术基础、机床夹具设计课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额 计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步