快挡拨叉工艺设计及夹具设计-钻直径8.7孔夹具（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 机械制造课程设计说明书 题目：设计快挡拨叉的机械加工工艺规程 及钻直径 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 要 本设计 快挡拨叉 零件加工过程的基础 设计的夹具设计 。主要 加工部位是平面和 孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加工孔 表面。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词： 快挡拨叉 零件 ；工艺；夹具； 全套图纸加 Q 401339828买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 he of of In to is In of to of of of to of be be of to is to of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 录 摘 要 . . 1 章 零件的分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 2 件的生产类型 . 2 第 2 章 确定毛坯的 种类和制造方法 . 3 择毛坯 . 3 定机械加工余量 . 3 计毛坯尺寸 . 3 第 3 章 拟定工艺路线 . 5 准的选择 . 5 件表面加工方法选择 . 5 艺路线的拟定 . 6 第 4 章工序设计 . 7 择加工设备与工艺装备 . 7 定工序尺寸 . 8 削用量及基本时间确定 . 9 第 5 章 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 总 结 . 19 参考文献 . 20 致 谢 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第 1 章 零件 的分析 件的作用 快挡拨叉在运输车的变速箱中，与操纵机构的其他零件结合，用它拨动滑动齿轮，实现倒车。 14配合面有较高精度。槽 14滑动拨动的配合表面。下拨叉为与滑动齿轮接触的表面。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 件的工艺分析 该零件是叉架零件，形状不大规则，尺寸精度、形位精度要求不高，为大批量生产零件，其主要技术要求分析如下： 其主要加工的有 14一个比较重要的孔，其轴线要保证与 度 脚面尺寸要求公差尺寸为 ；开挡公差尺寸为 面粗糙度为 14要是保证叉面能正确地安装在变速箱的倒档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位，； 粗糙度为 面要求淬火处理，硬度要求为 4853爪总长公差尺寸为 0；后脚面 公差尺寸为 0到 面到轴线尺寸 18的公差尺寸为 到 轴线到开挡前脚面的尺寸 公差尺寸为深 32 公差尺寸为 0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔 对称度为 表面表面粗糙度为 表面满足配合14到 槽底部分允许呈 角或 2最大长为3 的倒角；孔 需锪平直径为 12；孔 24 端面、开挡内 、孔 表面以及槽 14面表面粗糙度为 般的加工都可获得。 通过分析该零件，其布局 合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 件的生产类型 依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 择毛坯 由于零件的结构比较复杂，大批量生产，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型铸造，工件材料为 定机械加工余量 铸 件 的 尺 寸 公差 按 6414 定 ， 机 械 加 工余 量 按11351 根据 6414工余量等级为 F H。 所以，可取 级。查表（ 6414）查出各表面的公差数值。 零件尺寸 公差 4 端面 46 2 脚面圆柱面 15 面圆柱面 19 脚面尺寸 6 44 底面 14 脚开挡尺寸 40 计毛坯尺寸 快挡拨叉毛坯图尺寸（单位： 零件表面 总余量 毛坯尺寸 公差 4 端面 46 2 50 2 脚面圆柱面 15 2 13 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 脚面圆柱面 19 2 17 脚面尺寸 6 2 10 44 2 10 底面 14 2 12 脚开挡尺寸 40 2 36 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 第 3 章 拟定工艺路线 准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知 14宽，叉子面厚，叉子面与腹板的距离等 均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 （ 1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择 5加工 14保证 24 （ 2）精基准的选择 ，各工序则以该孔为定位精基准，从靠近叉脚的 24面为轴向尺寸的定位基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 件表面加工方法选择 本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。 （ 1） 24 端面 :表面粗糙度为 选粗铣即可满足要求。 （ 2） 14：公差等级为 9 级，表面粗糙度为 差尺寸 0 到 据 定其公差等级按 以先钻后扩孔来满足要求。 （ 3）开挡 面粗糙度为 标注公差等级，故粗铣即可满足要求。 （ 4）脚面：表面粗糙度 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 4）开挡：表面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 （ 5）槽 14面粗糙度为 差等级 13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 6）槽 14面：表面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 7）孔 8：表面粗糙度 差尺寸为 0到 据 用钻孔即可达到要求。 艺路线的拟定 （ 1）工艺路线的拟定 为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术 要求，必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为大 批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的加工可按以下工艺路线进行。 10、铸造 15、热处理 20、铣 14端面 25、钻扩铰 1430、倒角 14 35、铣开档叉脚面 40、铣开档 405、铣槽 140、钻 8 55、去毛刺 60、检验 根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 第 4 章工序设计 择加工设备与工艺装备 （一） 选择机床 1钻扩铰 14序 5倒角及 工序 8钻 8， 工步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用 1、 6、 7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用 （二） 选择夹具 本零件除了铣槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。 （三） 选择刀具 1铣端面。镶齿三面刃铣刀。 1钻扩铰 14择莫氏锥柄麻花钻 13 直径为 14作长度 46序 4 14。选择 14 1141直径为 14作长度 46氏锥度为 1号，总长 189 1倒角。 1、 6、 7都是铣。 铣刀按表 5径为100，孔径 d=27，齿数 z=12。 1钻 8孔。孔径为 通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。 （四） 选择量具 本零件为大批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表： 工序 工序名称 量具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 3 铣端面 游标卡尺、粗糙块 4 钻扩铰 14 游标卡尺、塞规 5 倒角 游标卡尺 6 铣脚面、开挡 游标卡尺、粗糙块 7 铣槽 游标卡尺、粗糙块 8 钻 8 游标卡尺、塞规 定工序尺寸 4 端面加工余量 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 粗铣 粗铣 端面 50 4 46 14 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 钻扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 13 1 13 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 精铣 粗铣 精铣 粗铣 精铣 2 15 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 面 3 42 10 14 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 8孔 8 8 削用量及基本时间确定 1 工序 10 切削用量：本工序为粗铣端面，已知加工材料为 面淬火处理后 确定粗铣端面的切削用量。所选刀 具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高，选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m i n/ 。 校核机床功率： 参考公式z n k p 其中 d=100mm 42.0z=12 n=150/60r/s ，解得 61.1故可用。经计算得加工时间为 57s。 2 工序 15、 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 切削用量： 钻，扩，铰 14 定钻 14 所选刀具为 莫氏锥柄麻花钻 确定切削用量3/2=表得 进给量 f =r，切削速度 v =21m/主轴转速 n=000=取 n=545r/时 v=1000 定扩 14( 的切削用量。 所选刀具为 14 1141直径为 14作长度 108氏锥度为 1 号，总长 189 确定切削用量，查表得 进给量 f =r，切削速度v =60m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时 v=1000 确定钻 孔 的基本时间 1 确定扩 14( 的基本时间 1 总时间为 30s。 3 工序 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。 定铣开挡底面圆柱面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 12.0z=12 n=150/60r/s ，解得 01.2故可用。 定铣开挡底面圆柱面 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转 速 30r/度要求不高（ 选择 n=200r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 2.0z=12 n=200/60r/s ，解得 72.0故可用。 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 r/度要求较高（ 有垂直度要求），选择 n=250r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p 5.0d=100mm 2.0z=12 n=250/60r/s ，解得 1.0故可用。 加工用时为：180s 铣脚面和开挡各 90s。 4 工序 7 本工序为 铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。 定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得 进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 02.0z=12 n=150/60r/s ，解得 74.0故可用。 定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转 速 30r/度要求较高（ 对称度为 选择 n=220r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 其中 d=100mm 82.0z=12 n=220/60r/s ，解得 66.3故可用。加工时间为： 5 、工序 8 本工序为 钻 8，并锪平 12。 确定钻 8 孔的切削用量。所选刀具为直 柄麻花钻 确定切削用量=表得 进给量 f =r，切削速度v =27m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时v=1000工用时 99s。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 第 5 章 钻孔夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来钻 ，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 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=0 /f m m r 查表 821 得： 0 ()736其中： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 即： 9 5 5 ( )际所需夹紧力： 由 参考文献 5表 1 2 12 得： 12 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 1，2 m i n 0 4 且： L=69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 1d C 1C 公称尺寸 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 总 结 快挡拨叉的加工工艺及夹具设计，主要是对快挡拨叉的加工工艺和夹具进行设计。快挡拨叉的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，因 定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下，经过两个月自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识