机械制造技术课程设计-主离合器分杠杆加工工艺及拉36槽内花键夹具设计（全套图纸） .pdf

辽宁工程技术大学课程设计 i 辽宁工程技术大学 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目： 主离合器分杠杆机械加工工艺规程及拉主离合器分杠杆机械加工工艺规程及拉 36 槽内花键夹具设计槽内花键夹具设计 班 级： 机自 13-4 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2016.6.19 辽宁工程技术大学课程设计 ii 任任 务务 书书 一、设计题目一、设计题目: 主离合器分杠杆机械加工工艺规程及拉主离合器分杠杆机械加工工艺规程及拉 36 槽内花键夹具设计槽内花键夹具设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产） 三、上交材料三、上交材料 1所加工的零件图 1 张 2毛坯图 1 张 3编制机械加工工艺过程卡片 1 套 4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1 套 5绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 6绘制夹具中 1 个零件图（a1 或 a2。装配图出来后，由指导教师为学生指定 需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1 张 7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。 （约 5000-8000 字） 1 份 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1第 l2 天查资料，绘制零件图。 2第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机 械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其 同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 1113 天，完成夹具装配图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 辽宁工程技术大学课程设计 iii 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天21 天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩 五、成绩评定五、成绩评定 优秀 良好 中等 及格 不及格 满分 得分 平时表 现 勤 奋 好 学，善于 思考 勤 奋 积 极，态度 认真 比较勤奋 不够勤奋 不勤奋，态 度不端正 10 图纸质 量 方案合理 新颖，表 达规范 方 案 合 理，图纸 比较规范 方 案 一 般，图纸 基本规范 方案基本 合理，图 纸欠规范 方 案 不 合 理，图纸不 规范 40 说明书 质量 内 容 全 面，准确 内 容 全 面，基本 准确 内 容 一 般，准确 性一般 内容基本 全面，有 小错误 内容不全， 错误较多 20 答辩 回答问题 准确流利 回答问题 比较准确 回答问题 基本准确 回答问题 欠准确 回答错误 30 总分 100 综合评定成绩：综合评定成绩： 优秀、优秀、 良好、良好、 中等、中等、 及格、及格、 不及格不及格 指导教师指导教师 日日 期期 辽宁工程技术大学课程设计 iv 摘摘 要要 机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知识，将理论与 实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工 作岗位打下良好的基础。本设计是主离合器分离杠杆零件加工工艺及 铣大头端面夹具设计。主离合器分离杠杆零件的主要加工表面是平面 及孔。考虑到零件年产量 5000 件，属于大中批量，但是零件的结构简 单尺寸较小，所以整个加工过程选用通用机床；在夹具方面选用专用 夹具，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满 足设计要求。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 辽宁工程技术大学课程设计 v abstract machinery manufacturing technology curriculum design is that we achieve mastery through a comprehensive university learned knowledge, combining theory with practice, the integrated use of training for professional knowledge, for coming to our own work to lay a good foundation. this design is the main clutch lever parts processing technology and milling head end fixture design. main clutch lever parts processing surface is flat and hole. considering the annual production of 5000 pieces of parts, belong to large and medium- sized batch, but the small size of parts of the structure is simple, so the whole process choose general machine tools; choose special fixture in fixture, clamping way use manual clamping, more simple clamping, mechanism design is simple, and can meet the design requirements. 辽宁工程技术大学课程设计 1 目目 录录 前前 言言 . 2 第一章第一章 零件的分析零件的分析 3 1.1 零件的作用零件的作用 3 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 3 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 . 4 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 4 2.2 基面的选择基面的选择 4 2.3 制定工艺制定工艺路线路线 4 2.4 机械加工机械加工余量余量、工、工序尺寸序尺寸及毛坯及毛坯尺寸尺寸的确定的确定 6 2.5 确定确定切削切削用用量量及基及基本本工工时时 7 第三章第三章 夹具设计夹具设计 . 14 3.1 问问题的题的提出提出 . 14 3.2 夹具设计夹具设计 . 14 3.3 小结小结.17 体会与展望体会与展望 18 参考文献参考文献 . 19 辽宁工程技术大学课程设计 2 前前 言言 机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知识，将理论与实践相 结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的 基础。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产 的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效 益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要 通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重 要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动 强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对 于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究 对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 本设计是主离合器分离杠杆零件加工工艺及铣大头端面夹具设计。主离合器 分离杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比 保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔、基准先行前道工序为下道 工序做准备的工艺设计原则。基准的选择以杠杆大头外圆42外圆面作为粗基准， 以杠杆大头花键底孔及其下表面作为精基准。先将大头底面加工出来，然后作为 定位基准，在以底面作为精基准加工孔。由于内孔花键较细小且精度要求较高故 采用拉削加工最为合理。考虑到零件年产量 5000 件，属于大中批量，但是零件的 结构简单尺寸较小，所以整个加工过程选用通用机床；在夹具方面选用专用夹具， 夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。 辽宁工程技术大学课程设计 3 一、零件的分析一、零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 题目给出的零件是主离合器分离杠杆。是发动机动力输出系统的一个零件， 它的主要的作用是把离合器踏板产生的机械位移通过花键转变成扭矩，带动拨叉 动作使离合器分离或者接合，控制发动机动力的输出与停止。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的材料为 45 钢锻造件，hb217255。现分析如下： 主要加工面： 1) 杠杆大头下表面。 2) 小头两侧端面。 3) 花键底孔、 0.16 0.05 12+ + mm 孔、4 孔。 4) 花键、12.5mm 及 m12mm 螺纹孔。 5） 1 0 4+槽。 主要基准面： 1) 以杠杆大头下表面为基准的加工表面。这一组加工表面包括：花键底 孔、小头端面 2) 以花键底孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：内孔花键、 12.5mm 孔、m12mm 螺纹孔、 0.16 0.05 12+ + mm 孔、4mm 孔、 1 0 4+mm 槽及其倒 角。其中主要加工面是内孔花键和 0.16 0.05 12+ + mm 孔。 这两组加工面之间有着一定的位置要求。现分述如下： 杠杆大头端面与花键孔轴线要求相互垂直以保证杠杆曲臂尺寸 851mm 花键孔轴线与 0.16 0.05 12+ + 孔有距离 2300.75mm 的要求以及与12.5 孔、m12 螺纹孔 辽宁工程技术大学课程设计 4 距离 22mm 的要求。 由上述分析可知，对于两组加工表面而言，可以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，并保证它们之间的位置精度要求。 二、工艺规程设计二、工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢，硬度 hb217255，由于零件是一个传递扭矩的杠杆，工作 时承受较大的负荷，因此此零件应该选用锻件；由于该零件已达大批生产的的水 平，而且零件的轮廓尺寸也不大，故可锻造成型。这从提高生产率，保证加工精 度上考虑，也是应该的。 2.2 基面的选择基面的选择 粗基准的选择 对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是杠杆 大头侧肩、面圆头和下端面，作为加工的粗基准，用一个 v 型块对圆头定位和一 个活动 v 型块对小头部杆身定位，以限制 x,y 轴移动、z 轴旋转自由度；再以一 个垫板支承42 圆的底面作主要定位消除 z 轴移动、x,y 轴旋转自由度，达到完 全定位。就可加工上端面和花键底孔。 精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用杠杆大头下端面和花键底孔 作为精基准。 2.3 确定工艺确定工艺路线路线 表 2.1 工艺路线方案一 工序 1 热处理 工序 2 铣杠杆大头下端面 辽宁工程技术大学课程设计 5 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 168 . 0 0 4 . 22 + mm 工序 4 铣杠杆小头两端面至 0 0.18 13mm 工序 5 钻 0.16 0.05 12+ + 和 4 孔 工序 6 钻 m12 螺纹底孔，扩 12.5 阶梯孔，攻 m12 螺纹孔 工序 7 拉杠杆大头 36 槽内孔花键 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽 工序 9 检查 表 2.2 工艺路线方案二 工序 1 热处理 工序 2 铣杠杆大头上端面 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 168 . 0 0 4 . 22 + mm 工序 4 钻 0.16 0.05 12+ + 、锪 1 0.5 24+ mm 平面以及钻 4mm 孔 工序 5 锪 1 0.5 24+ mm 另一面 工序 6 钻 m12 螺纹底孔，扩 12.5 阶梯孔，攻 m12 螺纹孔 工序 7 拉杠杆大头 36 槽内孔花键 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽 工序 9 检查 工艺路线的比较与分析： 第二条工艺路线不同于第一条是将 “工序 3 铣宽度为 0 0.18 13mm 的杠杆小头两端 面”变为“锪 1 0.5 24+ mm 两个端面面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这 样的变动可以一定程度提高生产效率，但是不能很好保证零件的尺寸精度和位置 精度。所以发现第二条工艺路线并不可行。 从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以 我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表 2.3 所示。 辽宁工程技术大学课程设计 6 表 2.3 最终工艺过程 工序 1 热处理。调质处理，保证硬度 hb217255 工序 2 铣杠杆大头下表面。保证尺寸 1 0 46+mm，粗糙度是 25。选用立式升降 台铣床 x52k，专用夹具。 工序 3 钻、铰孔花键底孔至 168 . 0 0 4 . 22 + mm。钻孔 168 . 0 0 4 . 22 + mm 的毛坯到 22mm；铰孔22mm 到 168 . 0 0 4 . 22 + mm。保证粗糙度是 6.3；锪孔口45 倒角至 1.5mm。采用立式钻床 z535，专用夹具。 工序 4 铣杠杆小头两端面。保证厚度为 0 0.18 13mm，保证尺寸 851，粗糙度 是 25,采用卧式铣床 xa6132，用专用夹具。 工序 5 钻 0.16 0.05 12+ + 和 4 孔。粗糙度是 25,采用摇臂钻床 z3032，为保证加 工的孔的位置度，采用专用夹具。 工序 6 钻 m12 螺纹底孔， 扩 12.5 阶梯孔， 攻 m12 螺纹。 采用立式钻床 z535， 专用夹具。 工序 7 拉杠杆大头 36 槽内孔花键。 用内花键拉刀拉孔 168 . 0 0 4 . 22 + 至 36 槽内 花键，粗糙度是 3.2,采用卧式拉床 l6120c，专用夹具。 工序 8 铣杠杆大头 4mm 槽。铣杠杆大头开槽，保证宽度为 1 0 4+mm，保证粗糙 度是 25,采用卧式铣床 xa6132，用专用夹具。 工序 9 检查 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 杠杆的材料是 45 钢锻件，毛坯的重量约 3kg，生产类型为大批生产。由于毛 坯用采用模锻件, 毛坯尺寸的确定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余 量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量 之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与 辽宁工程技术大学课程设计 7 最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1杠杆大头厚度 46mm 考虑到花键孔端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查设计指导 书表 2- 13，其余量值为 2.02.5mm，现取 2mm。 故厚度毛坯值为 48mm 2内孔花键 考虑到锻模的简单方便，将内孔花键锻成实心，内孔花键钻、铰、拉出。 钻孔：22mm 铰孔： 168 . 0 0 4 . 22 + mm 拉花键：专用拉刀拉成 3杠杆小头厚度 () 0 0.18 13h12 考虑到端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查设计指导书表 2- 13，其余量值为 2.02.5mm，现取 2mm。 故厚度毛坯值为 15mm 4杠杆小头面上 () 0.16 0.05 12d11 + + mm 孔及4mm 孔 考虑到孔径很小锻造很难实现，将内孔锻成实心，内孔钻出。 钻孔：4mm 钻孔： () +0.16 0.05 12d11 + mm 5m12-3 螺纹、12.5mm 孔 由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。 64mm 槽 由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 辽宁工程技术大学课程设计 8 工序 1：热处理 工序 2：铣杠杆大头下表面 机床：x52k 立式铣床。 刀具：硬质合金端铣刀，材料：15yt，100dmm= ，齿数5z =，此为粗齿 铣刀。 因其余量：=2mm 所以铣削深度 p a：2 p amm= 每齿进给量 f a：查，取0.12/ f amm z= 铣削速度v：参照参考文献，取45/minvm=。 机床主轴转速n： 1000 143.3m / min v n d = 查机床说明书 145 / minnr= 实际铣削速度v： 3.14 100 145 45.5/min 10001000 dn vm = 进给量 f v：0.12 5 14587/ min ff va znmm= 工作台每分进给量 m f ：90/ min m fmm= 切削行程 12 m m 429 t0.57min f90 w lll+ = 工序 3 钻、铰孔22.4mm，并锪倒角 1.545 1 钻孔22 mm 确定进给量 f :查表 5-23，当钢的 b 表 5-23，当钢的 b ， 查 得 切 削 速 度 v=26m/min 。 所 以 1000v1000 26 2070 / min 4 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =2000r/min，故实际切削速度为 4 2000 25.1/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=13mm 辽宁工程技术大学课程设计 11 1313 0.08min 2000 0.08 m w t n f = 1钻4mm 孔 2. 钻12mm 孔 确定进给量 f :查表 5-23，当钢的 b ， 查 得 切 削 速 度 v=16m/min 。 所 以 1000v1000 16 425 / min 12 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =400r/min，故实际切削速度为 12 400 15.1/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=13mm h13 0.16min 400 0.20 m w t n f = 工序 6 钻12.5mm 孔，钻 m12 螺纹底孔，攻 m12 螺纹孔。 机床：z535 立式钻床，刀具：锥柄钻头12.5mm、10.2mm，加长柄机用丝 锥（12 1.75m） 1钻孔12.5mm 确定进给量 f :查表 5-23，当钢的 b ， 查 得 切 削 速 度 v=16m/min 。 所 以 1000v1000 16 407 / min 12.5 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =400r/min，故实际切削速度为 12.5 400 15.7/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=22mm h22 0.28min 400 0.20 m w t n f = 2钻 m12 螺纹底孔 确定进给量 f :查表 5-23，当钢的 b ， 查 得 切 削 速 度 v=16m/min 。 所 以 1000v1000 16 500 / min 10.2 s w nr d = 根据机床说明书，取 w n =500r/min，故实际切削速度为 10.2 500 16/ min 10001000 ww d n vm = 切削工时：h=21mm h20 0.20min 500 0.20 m w t n f = 1. 攻 m12 螺纹孔 切削速度v：查，取1112m/minv =: 机床主轴转速n： 辽宁工程技术大学课程设计 13 () () 0 100011121000 292318/ min 3.14 12 v nr d = : :， 根据机床说明书，取丝锥回转转速300 / minnr= 实际切削速度 v ： 0 3.14 12 300 11.3/ min 10001000 d n vm = = 确定进给量f：由于其螺距1.75pmm=,因此进给量1.75/fmm r= 切削工时：h=20mm h20 0.04min 300 1.75 m w t n f = 工序 7 拉 36 槽内花键 确定进给量 f :当钢 b 表 5-34 零件材料选拉削速度分组， 则查表 32-2 拉削速度选 v=4.53.5m/min 根据 lg120c 机床说明书，现取 v=4m/min。 切削工时： 12 m lll66046 10 t0.18min v10004 1000 + + = 工序 8 铣大头 4mm 开槽 采用高速钢锯片铣刀， w d =160mm，齿数 z=80。 切削速度：查表 5-1，确定 v=15-30m/min，取 v=30m/min，则 1000v1000 27 54 / min 160 s w nr d = 现采用 x63 卧式铣床，根据机床使用说明书，取 w n =60r/min，故实际切削速 度为 160 60 30.1/ min 10001000 ww d n vm = 当 w n =60r/min 时，工作台的每分钟进给量 m f 应为： 辽宁工程技术大学课程设计 14 m f = zw f zn =0.081860=86.4mm/min 查机床说明书，取 m f =75mm/min， 切削工时：铣刀的行程=60+24mm，则机动工时为 8484 1.12min 75 m m t f = 工序 9：检查 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果连同其他加工数据，一 并填入机械加工工艺过程综合卡片。 第三章第三章 夹具设计夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。 经指导老师分配任务设计，设计拉36槽内花键专用夹具。本夹具将用于x52k 立式铣床。刀具为一把硬质合金端铣刀，对工件的端面进行加工。 3.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用来铣花键孔口端面，由于这个端面图纸要求精度不是很高，因 此在加工本道工序时，主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度；以及生产 的经济性。 3.2 铣铣花键花键孔口孔口42 端端面夹具设计面夹具设计 本夹具主要用来铣花键孔口42 端面。由加工本道工序的工序简图可知。花 键孔口42 端面时，花键孔口42 端面有粗糙度要求25 a rm=，杠杆铣削后高 辽宁工程技术大学课程设计 15 度要求 1 0 46 mm + 。本道工序是对花键孔口46 端面铣削加工，因此在本道工序加工 时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表 面质量。 3.2.1 定位基准的选择定位基准的选择 用一个 v 型块对圆头定位和一个活动 v 型块对小头部杆身定位，以限制 x,y 轴移 动、z 轴旋转自由度；再以一个垫板支承42 圆的底面作主要定位消除 z 轴移动、 x,y 轴旋转自由度，达到完全定位。就可加工上端面和花键底孔。 3.2.2 定位元件的设计定位元件的设计 本工序由两个 v 型块定位，一个固定 v 型块，一个活动 v 型块 固定 v 型块结构如图 3.1 所示。 图 3.1 固定 v 型块 辽宁工程技术大学课程设计 16 活动 v 型块的结构如图 3.2 所示。 图 3.2 活动 v 型块 3.2.3 定位误差分析定位误差分析 工序基准与定位基准均为轴线，故基准不重合误差为 0。其定位误差主要由零 件尺寸造成，夹具误差可以忽略。 3.2.4 夹紧力计算