主离合器分杠杆加工工艺及拉36槽内花键夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】
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VI 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36槽内花键夹具设计 班级： 姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 任 务 书一、设计题目: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。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： 优秀、 良好、 中等、 及格、 不及格 指导教师日期摘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。AbstractMachinery 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.17 目 录前 言2第一章 零件的分析31.1 零件的作用31.2 零件的工艺分析3第二章 工艺规程设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2 基面的选择42.3 制定工艺路线42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本工时7第三章 夹具设计143.1 问题的提出143.2 夹具设计143.3 小结.17体会与展望18参考文献19前 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。一、零件的分析1.1零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、mm孔、4孔。4) 花键、12.5mm及M12mm螺纹孔。5）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、mm孔、4mm孔、mm槽及其倒角。其中主要加工面是内孔花键和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花键孔轴线与孔有距离2300.75mm的要求以及与12.5孔、M12螺纹孔距离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2.1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铣杠杆大头下端面工序3钻、铰孔花键底孔至mm工序4铣杠杆小头两端面至mm工序5钻和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mm工序4钻、锪mm平面以及钻4mm孔工序5锪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mm的杠杆小头两端面”变为“锪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。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mm。钻孔mm的毛坯到22mm；铰孔22mm到mm。保证粗糙度是6.3；锪孔口倒角至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mm，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48mm2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：mm拉花键：专用拉刀拉成3杠杆小头厚度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15mm4杠杆小头面上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：mm5M12-3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：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其余量：=2mm所以铣削深度：每齿进给量：查，取铣削速度：参照参考文献，取。机床主轴转速：查机床说明书 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： 切削行程 工序3 钻、铰孔22.4mm，并锪倒角1.545 1钻孔22 mm确定进给量:查表5-23，当钢的800MPa，=22mm时，=0.390.47mm/r。由于本零件在加工22mm孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（0.390.47）x0.75=0.290.35mm/r根据机床说明书，现取=0.25mm/r。切削速度：根据设计指导书，查得切削速度v=18m/min。所以 根据机床说明书，取=225r/min，故实际切削速度为 切削工时：h=46mm 2铰孔：mm采用刀具：mm 专用铰孔钻。进给量：=（0. 91.2）0.7=0.630.84mm/r 查机床说明书，取=0.72mm/r。机床主轴转速：取n=68r/min，则其切削速度v=8.26m/min机动工时 l=46mm 3.锪倒角1.545采用90锪钻。为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与铰孔时相同： =68r/min手动进给。工序4 铣小头两端面切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s即27m/min采用镶齿三面刃铣刀，=160mm，齿数z=18。则 现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取=60r/min，故实际切削速度为 当=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量应为： =0.081860=86.4mm/min查机床说明书，取 =75mm/min，切削工时：铣刀的行程=60+24mm，则机动工时为 工序5 钻4mm、12mm孔1钻4mm孔确定进给量:查表5-23，当钢的800MPa，=4mm，=0.080.10mm/r。由于本零件在加工4mm孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（0.080.10）0.75=0.060.08mm/r根据机床说明书，现取=0.08mm/r。 切削速度：查，查得切削速度v=26m/min。所以 根据机床说明书，取=2000r/min，故实际切削速度为 切削工时：h=13mm 1钻4mm孔2. 钻12mm孔确定进给量:查表5-23，当钢的800MPa， =12mm时，=0.250.31mm/r。由于本零件在加工12mm孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r根据Z3032机床说明书，现取=0.20mm/r。 切削速度：查，查得切削速度v=16m/min。所以 根据机床说明书，取=400r/min，故实际切削速度为 切削工时：h=13mm 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（）1钻孔12.5mm 确定进给量:查表5-23，当钢的800MPa， =12.5mm时，=0.250.31mm/r。由于本零件在加工12.5mm孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r根据Z535机床说明书，现取=0.20mm/r。 切削速度：查，查得切削速度v=16m/min。所以 根据机床说明书，取=400r/min，故实际切削速度为 切削工时：h=22mm 2钻M12螺纹底孔 确定进给量:查表5-23，当钢的800MPa， =10.2mm时，=0.250.31mm/r。由于本零件在加工10.2mm孔时属于中等刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（0.250.31）0.75=0.190.24mm/r根据Z535机床说明书，现取=0.20mm/r。 切削速度：查，查得切削速度v=16m/min。所以 根据机床说明书，取=500r/min，故实际切削速度为 切削工时：h=21mm 1. 攻M12螺纹孔切削速度：查，取机床主轴转速：， 根据机床说明书，取丝锥回转转速实际切削速度：确定进给量：由于其螺距,因此进给量切削工时：h=20mm 工序7 拉36槽内花键确定进给量:当钢800MPa，属于中等刚度零件，查表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： 工序8 铣大头4mm开槽采用高速钢锯片铣刀，=160mm，齿数z=80。切削速度：查表5-1，确定v=15-30m/min，取v=30m/min，则 现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取=60r/min，故实际切削速度为 当=60r/min时，工作台的每分钟进给量应为： =0.081860=86.4mm/min查机床说明书，取 =75mm/min，切削工时：铣刀的行程=60+24mm，则机动工时为 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 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，设计铣大头端面专用夹具。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 问题的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 铣花键孔口42端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，杠杆铣削后高度要求。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夹紧力计算根据设计指导
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