机械类变速器换档叉尾架体加工工艺及关键工序工装设计带CAD图
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机械类变速器换档叉尾架体加工工艺及关键工序工装设计带CAD图,机械类,变速器,换档,叉尾架体,加工,工艺,关键,症结,枢纽,工序,工装,设计,cad
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本科毕业设计说明书（论文） 第 PAGE 31 页 共 31 页 本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc229819391 1 引言 PAGEREF _Toc229819391 h 1 HYPERLINK l _Toc229819392 2 零件分析 PAGEREF _Toc229819392 h 2 HYPERLINK l _Toc229819393 2.1 零件的作用 PAGEREF _Toc229819393 h 2 HYPERLINK l _Toc229819394 2.2零件的工艺分析 PAGEREF _Toc229819394 h 2 HYPERLINK l _Toc229819395 2.3 零件的主要技术条件分析及技术关键问题 PAGEREF _Toc229819395 h 2 HYPERLINK l _Toc229819396 3 工艺规程设计 PAGEREF _Toc229819396 h 4 HYPERLINK l _Toc229819397 3.1 确定毛坯的制造形式 PAGEREF _Toc229819397 h 4 HYPERLINK l _Toc229819398 3.2 基面的选择 PAGEREF _Toc229819398 h 4 HYPERLINK l _Toc229819401 3.3 制订工艺路线 PAGEREF _Toc229819401 h 5 HYPERLINK l _Toc229819402 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 PAGEREF _Toc229819402 h 6 HYPERLINK l _Toc229819403 3.5 确定切削余量及基本工时 PAGEREF _Toc229819403 h 10 HYPERLINK l _Toc229819404 4 夹具设计 PAGEREF _Toc229819404 h 21 HYPERLINK l _Toc229819405 4.1 问题的提出 PAGEREF _Toc229819405 h 21 HYPERLINK l _Toc229819406 4.2 夹具设计 PAGEREF _Toc229819406 h 21 HYPERLINK l _Toc229819411 4.3 夹具的零件 PAGEREF _Toc229819411 h 22 HYPERLINK l _Toc229819412 4.4 夹具设计及操作说明 PAGEREF _Toc229819412 h 25 HYPERLINK l _Toc229819413 5 组合机床设计 PAGEREF _Toc229819413 h 26 HYPERLINK l _Toc229819414 5.1 组合机床机构方案的确定 PAGEREF _Toc229819414 h 26 HYPERLINK l _Toc229819415 5.2 组合机床通用部件的选择 PAGEREF _Toc229819415 h 26 HYPERLINK l _Toc229819416 5.3 被加工零件工序图 PAGEREF _Toc229819416 h 26 HYPERLINK l _Toc229819417 5.4 被加工零件加工示意图 PAGEREF _Toc229819417 h 27 HYPERLINK l _Toc229819418 5.5 组合机床联系尺寸图的绘制 PAGEREF _Toc229819418 h 28 HYPERLINK l _Toc229819419 结束语 PAGEREF _Toc229819419 h 29 HYPERLINK l _Toc229819420 致 谢 PAGEREF _Toc229819420 h 30 HYPERLINK l _Toc229819421 参考文献 PAGEREF _Toc229819421 h 311 引言随着科学技术的进步和生产的发展,要求机械工业不断提供先进的技术设备,加上市场需求的变化多端,产品更新换代的周期也越来越短,多品种、小批量生产的比例在提高1。这样,传统的生产技术准备工作很不适应新的生产特点。为了适应机械工业又好又快发展的需求,机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进,要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构正确、工艺良好的各种新型夹具2。我国工程机械行业经过近两年来的宏观调控，终于将其从2002年、2003年的狂飙式发展速度上降了下来，回到了按照科学发展观要求的理性发展的轨道上来，虽然对行业有些影响和负面作用，但使整个行业对其发展前途认识更清楚了，这是经受宏观调控的洗礼的成果3。随着社会劳动生产率的不断提高，沉重的人员负担已经成为制约工程机械国企快速发展的桎梏之一。现有体制下，国企无法根据产业周期和经营需要调节雇员数量，并因此导致劳动成本居高不下和薪酬结构缺乏竞争力，客观上形成“无用之人无法不用，有用之人无力留用”的尴尬局面。要想扭转这种局面，只能从根而治，通过改制彻底解决国有职工身份置换问题，在此基础上遵循市场化原则对企业的劳务成本和薪酬结构进行合理化调4。工程机械国企有必要紧紧抓住国企改革以及行业快速发展的有利时机，充分利用自身的行业地位优势、市场优势和品牌优势，通过产权制度改革，力争从根本上解决自身存在的重大问题，全面提升市场竞争能力，并进一步谋求国际化发展，参与国际竞争，在世界工程机械领域树立中国民族品牌5。2 零件分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是变速器换档叉（见图1），它位于传动轴的端部。主要作用是是传递扭矩，使变速器获得换档的动力6。图1 变速器换挡叉零件图2.2零件的工艺分析该变速器换档叉需要加工的表面可大致分为四类：（1） 孔。（2） 以为基准的顶端两1956和2.644.6侧面。（3） 叉口的前后两侧面。（4） 以为基准的其它几个平面以及槽面。（5） M101-7H螺纹。这几组加工加工面之间有着一定的位置要求，主要是：mm孔的中心线与叉口的前后两侧面的垂直度公差为0.05mm。2.3 零件的主要技术条件分析及技术关键问题从变速器换挡叉的作用和性能来分析：变速器换挡叉是用来传递扭矩的不拨动齿轮的，所以对孔的精度还是比较高的，由于叉口是用来对齿轮拨动的，叉口的精度也是要求高一点，而相对的槽面的粗糙度就可以大一点。至于M101-7H螺纹，因为需要将换挡叉在一个轨道上移动说以需要确定一个轨道而设计的。从以上的分析可以看出该零件在中批量生产条件下是不需要采用专用机床来进行加工的7。可以通普通车床配上专用夹具就可以保证其精度和表面加工要求。可以说该零件在加工上应该没有相当大的技术难题8。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为35钢。常用的毛坯件有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。考虑到零件在加工过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型9。3.2 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与否，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行10。 3.2.1 粗基准的选择。选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：（1） 应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。（2） 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。（3） 要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。（4） 当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。在铣床上加工变速器换档叉时，以内孔作为粗基准。满足粗基准的选择原则11。3.2.2 精基准的选择。精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单。选择时应遵循以下原则：（1） 尽量选零件的设计基准作精基准，可以避免因基准不重合引起的定位误差，这一原则称为“基准重合”原则。（2） 尽可能使工件各主要表面的加工，采用统一的定位基准，这是“基准统一”原则。（3） 当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则12。（4） 选择加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”。（5） 选择的定位精基准，应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。该零件加工时，采用内孔作为精基准来加工换档叉叉口前后两侧面。3.3 制订工艺路线工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键，其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序和工序的组合内容，它与定位基准的选择密切相关。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的条件下，应考虑机床的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低13。工艺方案分析：由于零件表面精度要求较高，所以安排了粗铣和精铣。考虑到孔的精度要求较高，安排为钻、铰加工。精铣时以孔定位能保证端面与轴心的位置精度要求14。综上分析，确定的加工路线方案一如下：工序 钻并扩铰孔。工序 粗铣叉口195.9两内侧面。工序 粗铣1956和2.644.6两侧面。工序 粗铣叉口前后两侧面。工序 粗铣槽119.65两内侧个面。工序 精铣叉口两内侧面。 工序 精铣1956和2.644.6两侧面。工序 精铣叉口前后两侧面。工序 攻M101-7H螺纹孔。工序 检查。工艺路线方案二为：工序 粗铣叉口195.9两内侧面。工序 钻并扩铰孔。工序 粗铣1956和2.644.6两侧面。工序 粗铣叉口前后两侧面。工序 粗铣槽119.65两内侧个面。 工序 精铣叉口两内侧面。工序 精铣1956和2.644.6两侧面。工序 精铣叉口前后两侧面。工序 攻M101-7H螺纹孔工序 检查。工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先将定位孔加工出来以便于其他面的加工。这样设计符合加工基准的选择，对和面的加工起到定位基准的作用；方案二则先将叉口内侧面加工出来，然后再加工其它平面，叉口内侧面加工好在以此为加工基准的话很难确定空的定位，而且这样铣叉口内侧面在钻孔然后又铣叉口两内侧面增加了装夹次数，所以增加了劳动时间和工作量15。两相比较可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保证各个平面的位置及方向误差。因此决定用方案一进行加工16。工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定“变速器换档叉”零件为35钢，硬度180-201HBS，采用在锻锤上合模模煅毛坯。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） 内孔毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求IT7，参照机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.3-9确定孔的加工余量分配：钻孔：扩钻： Z=0.5粗铰： Z=0.2精铰： Z=0.1表1 工序尺寸工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰孔0.1H9Ra6.3Ra6.3粗铰孔0.2H10Ra6.3Ra6.3扩钻孔0.5H12Ra12.5Ra12.5钻孔15H12Ra12.5Ra12.5（2） 粗铣叉口两内侧面由于两内侧面对于R28.5中心线有平行度等位置要求，所以可以将其看作内孔来确定加工余量，即的孔。毛坯为实心，已经有孔，精度要求为IT8，参照工艺手册表2-3.9确定加工余量的分配：为简化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸为46.5。表面粗糙度要求，需要精铣，此时粗铣单边余量z=2.0。表2 工序尺寸工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣2H11Ra12.550.5Ra12.5毛坯H1646.5Ra25（3） 1956和2.644.6两侧面由于是在卧式铣床上两把刀同时铣床上两把刀同时铣，所以可以把两侧面的余量用双边余量来计算17。现毛坯长度方向直接取13.65。需要精铣，此时粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8，表面粗糙度为Ra12.5精铣时单边余量z=0.2，表面粗糙度为Ra6.3。表3 工序尺寸1956两侧面工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣1.8H11Ra12.510.05Ra12.5毛坯H1613.65Ra25表4 工序尺寸 2.644.6两侧面，工序间尺寸是到孔心的距离工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣1.8H11Ra12.510.5Ra12.5毛坯H1612.3Ra25（4） 叉口前后两侧面该端面的表面粗糙度要求，所以先粗铣再精铣。查机械加工余量手册（以下简称余量手册）中的表4-2查得煅件尺寸公等级CT分为7-9级，用8级18。此时粗铣单边余量为z=2.0mm，精铣时单边余量z=0.2。表5 工序尺寸叉口前后两侧面工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣2H11Ra12.56.3Ra12.5毛坯H1610.3Ra25（5） 槽的加工119.65两个面的粗加工粗糙度要求。因为它们的粗糙度要求为，所以只需进行粗铣。Z=0.2。表6 工序尺寸工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣0.2H11Ra12.514.2Ra12.5切槽H1613.8Ra25（6） 精铣叉口两内侧面由于两内侧面对于R28.5中心线有平行度等位置要求，所以可以将其看作内孔来确定加工余量，即的孔。毛坯为实心，已经有孔，精度要求为IT8，参照工艺手册表2-3.9确定加工余量的分配：为简化模煅毛坯的外形，先直接取粗加工叉口尺寸为50.5。表面粗糙度要求，需要精铣，精铣时单边余量z=0.25。表7 工序尺寸工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.25H8Ra6.351Ra6.3粗铣H11Ra12.550.5Ra12.5（7） 1956和2.644.6两侧面由于是在卧式铣床上两把刀同时铣床上两把刀同时铣，所以可以把两侧面的余量用双边余量来计算。现毛坯长度方向直接取12。表面粗糙度为，需要精铣，此时粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8，精铣时单边余量z=0.2。表8 工序尺寸 精铣1956两侧面工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.2H8Ra6.39.65Ra6.3粗铣H11Ra12.510.05Ra12.5表9 工序尺寸 精铣2.644.6两侧面，工序间尺寸是到孔心的距离工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.2H8Ra6.310.3Ra6.3粗铣1.8H11Ra12.510.5Ra12.5（8） 叉口前后两侧面该端面的表面粗糙度要求，所以先粗铣再精铣。查机械加工余量手册（以下简称余量手册）中的表4-2查得煅件尺寸公等级CT分为7-9级，选用8级。精铣时单边余量z=0.2。表10 工序尺寸工序名称单边工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣0.2H8Ra6.35.9Ra6.3粗铣2H11Ra12.56.3Ra12.5（9） 攻M101-7H螺纹孔选取M10的丝锥进行攻螺纹，查余量手册可以一次成型。3.5 确定切削余量及基本工时工序：钻、扩及铰钻孔，本工序采用计算法确定切削用量。（1） 加工条件工件材料：35钢正火，GPa、模锻。加工要求：钻、扩及铰钻孔， 。机床：转塔车床。刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀。（2） 计算切削用量 （a） 钻孔 eq oac(,1) 进给量 根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）表2.7，当钢的MPa， 时，= /r/r，由于本零件在加工孔时，属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 =（）0.75=0.22/r0.28/r 根据机床说明书，现取=0.20/r eq oac(,2) 切削速度 根据切削手册表2.13及表2.14，查得切削速度m/min。 eq oac(,3) 主轴转速r/min根据机床说明书（见工艺手册表4.2-8），与r/min相近的机床转速为300r/min，故实际切削速度为：r/min eq oac(,4) 切削工时 按工艺手册表9.4-31。 , , （b） 扩孔 eq oac(,1) 进给量 根据切削手册表2.10，当钢的MPa， 时，=/r，由于本零件在加工孔时，属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则 /r/r按机床说明书，取=0.50/r eq oac(,2) 切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表28-2确定为 V=0.4V 钻其中V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故 m/min eq oac(,3) 主轴转速 r/min 按机床选取nw=195r/min eq oac(,4) 机动工时 , , （c） 粗铰孔 eq oac(,1) 进给量 根据工艺手册表2.10，铰孔时的进给量和切削速度为钻孔时的，所以 /r /r r/ eq oac(,2) 切削速度按机床选取,所以实际切削速度为：m/min eq oac(,3) 切削工时 , , 34)/1950.07=3.67min eq oac(,4) 精铰孔因为与粗铰时共用一把刀，利用其机床对工件作粗、精铰孔，所以切削用量及工时均与粗铰相同。/rm/minr/min 34)/1950.07=3.66min工序： 粗铣叉口195.9两内侧面；保证两侧面距离尺寸为（1） 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册表3.1-29查得采用硬质合金立铣刀, 齿数为5个，机床选择为卧式铣床X63。（2） 切削深度由于加工余量不是很大可以一次走刀切完，所以（3） 每齿进给量由数控加工工艺表5-5得硬质合金立铣刀每齿进给量为，由手册得取0.15mm/z （4） 切削速度铣削速度：由数控加工工艺表5-6得硬质合金立铣刀切削速度为mm/min, 由手册得取60mm/min.（5） 主轴转速主轴转速：r/min（6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=450r/min，故实际切削速度为： m/min（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 3.0，= 60，z =5，= 60/min，查得P= 2.7kw，根据卧式铣床X63说明书，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PPcm，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 2，= 60/min，= 450r/min，= 56.52m/min， = 0.08/z。（8） 切削工时 行程=50 工序 粗铣1956和2.644.6两侧面；（1） 刀具和机床的选择根据切削用量简明手册表选择采用直柄立铣刀，dw=5 Z=6，机床选择X52K立式铣床。（2） 切削深度由于加工余量不是很大可以一次走刀切完，所以（3） 每齿进给量查切削用量简明手册表3.3机床功率为7.5kw,所以根据需要选择/齿。（4） 切削速度铣削速度由数控加工工艺确定=0.06/min，即3.6m/min。（5） 主轴转速 r/min（6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=200r/min，故实际切削速度为： m/min当nw=200r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.8620/min=96/min查机床说明书，有fm=96/min与该值接近，故选用100/min。（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 3.0，= 5，z =6，= 3.6m/min，查得P= 4.5kw，根据立式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 2，= 3.6m/min，= 200r/min，= 3.14m/min， = 0.08/z。（8） 切削工时行程=70 工序 粗铣叉口前后两侧面保证其厚度尺寸（1） 刀具和机床的选择查阅机械制造工艺设计简明手册查得采用高速钢齿三面铣刀, dw=225，齿数z=20，机床选择为卧式铣床X63。（2） 切削深度由于加工余量不是很大可以一次走刀切完，所以（3） 每齿进给量根据切削手册表3.3得/齿（4） 切削速度根据数控加工工艺，确定=0.45/min，即27m/min。（5） 主轴转速采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225，齿数z=20，。则 r/min（6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=37.5r/min，故实际切削速度为： m/min当nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.082037.5=60/min查机床说明书，刚好有fm=60/min，故直接选用该值。（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35，3.0，= 225，z =20，= 27m/min，查得P= 5.4kw，根据卧式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 2，= 27m/min，= 38r/min，= 26.5m/min，= 0.08/z（8） 切削工时行程=55，则机动工时为 工序 粗铣槽119.65两内侧面 （1） 刀具和机床的选择查阅机械制造工艺设计简明手册查得采用槽铣刀, dw=14，齿数z=10，机床选择为卧式铣床X63。（2） 切削深度由于加工余量不是很大可以一次走刀切完，所以（3） 每齿进给量根据切削手册表3.3得/z（4） 切削速度根据数控加工工艺，确定=8m/min。（5） 主轴转速r/min 由工艺手册表3.1-74,取主轴转速为190r/min。（6） 实际切削速度则相应的实际切削速度为m/min（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 3.0，= 225，z =20，= 27m/min，查得P= 4.7kw，根据卧式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 2，= 8m/min，= 190r/min，= 8.35m/min， = 0.08/z（8） 切削工时行程=70 工序 精铣叉口两内侧面（1） 刀具和机床的选择查阅机械制造工艺设计简明手册查得采用硬质合金刀, dw=40，齿数z=18，机床选择为卧式铣床X63。（2） 切削深度由于是精加工，所以加工余量要减小，但可以一次走刀切完，所以 。（3） 每齿进给量根据切削手册表3.3得/z（4） 切削速度根据数控加工工艺，确定v=0.25/min，即15m/min。（5） 主轴转速 r/min （6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=115r/min，故实际切削速度为： m/min当nw=115r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.0818115=165.6/min查机床说明书，有fm=165/min与该值接近，故选用165/min。 （7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 1.0，= 225，z =20，=15m/min，查得P= 5.6kw，根据卧式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：，= 15m/min，= 119r/min，= 14.4m/min， = 0.08/z （8） 切削工时行程=50 工序 精铣1956和2.644.6两侧面（1） 刀具和机床的选择查阅机械制造工艺设计简明手册查得采用直柄立式铣床, dw=5，齿数z=6，机床选择为立式铣床X52K。（2） 切削深度由于是精加工，所以加工余量要减小，但可以一次走刀切完，所以 。（3） 每齿进给量根据切削手册表3.3得/齿（4） 切削速度根据数控加工工艺，确定v=0.1/min，即6m/min。（5） 主轴转速 采用高速钢立铣刀，dw=5，齿数z=6。则 r/min（6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=380r/min，故实际切削速度为： m/min当nw=380r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.086380/min =182.4/min查机床说明书，有fm=180/min与该值接近，故选用180/min。（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 3.0，= 5，z =6，= 3.6m/min，查得P= 1.1kw，根据立式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 0.2，= 6m/min，= 380r/min，= 5.966m/min， = 0.08/z。（8） 切削工时 行程=70 工序 精铣叉口前后两侧面（1） 刀具和机床的选择查阅机械制造工艺设计简明手册采用高速钢镶齿三面刃铣刀,dw=225，齿数z=20，。机床为卧式铣床X63。（2） 切削深度由于是精加工，所以加工余量要减小，但可以一次走刀切完，所以。（3） 每齿进给量根据切削手册表3.3得/齿（4） 切削速度根据数控加工工艺，确定v=0.35/min，即21m/min。（5） 主轴转速 r/min（6） 实际切削速度根据机床说明书，取nw=29.5r/min，故实际切削速度为： m/min当nw=29.5/min时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.082029.5=47.2/min查机床说明书，有fm=45/min与该值接近，故选用45/min。（7） 检验组合机床功率根据切削用量简明手册当工件的硬度在HBS = 180-201时，35， 1.0，= 225，z =20，= 3.6m/min，查得P= 5.2kw，根据立式铣床X52K，机床主轴允许功率为：P=100.75kw = 7.5kw，故PP，因此，所选择的切削用量是可以采用的，即：= 0.2，= 21m/min，= 29.5r/min，= 20.8m/min， = 0.08/z。（8） 切削工时行程=55，则机动工时为 工序 攻M101-7H螺纹孔（1） 所用刀具M10丝锥m/s=6m/min , r/min, （2） 按机床选取r/min，则 m/min （3） 切削工时,4 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，需要设计专用夹具。根据设计任务书，决定设计加工变速器换档叉顶端1956和2.644.6两侧面的铣床夹具19。本夹具用于立式铣床,刀具为直柄立铣刀,采用双刀同时对所要求的面进行加工。4.1 问题的提出本夹具主要用来粗铣变速器换档叉的顶端1956和2.644.6两侧面，表面粗糙度要求为Ra12.5，这两个侧面对孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低生产成本，而加工精度不是主要的，后面的精加工会重点解决表面精度问题20。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择由零件图可知，叉口两端面对孔有位置度要求。为了达到夹紧定位要求，据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工，所以应该选择孔作为主要定位基准面，同时以叉口两内侧面作为辅助定位基准。4.2.2 定位分析工件在心轴、档板、螺栓及支承钉上实现完全定位。其中心轴限制了工件在Z轴上的移动及转动自由度和Y轴的移动自由度；档板和螺栓连接限制了工件在X轴上的移动自由度和转动自由度及；支承钉限工件在Y轴上的转动自由度，又由于是两个平面同时加工，所以实现了完全定位21。4.2.3 切削力及夹紧力计算刀具：直柄立铣刀， z=6根据切削手册表3.28得 其中，所以： 当用两把刀铣削时,水平分力： 垂直分力： 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数。其中，其中，查机床夹具设计手册表1-2-1得：为基本安全系数1.5； 为加工性质系数1.1； 为刀具钝化系数1.1； 为断续切削系数1.1。所以 =1.65 4.2.4 定位误差分析夹具的主要定位元件是一心轴，所以定位误差主要就是心轴与工件孔之间的装配误差，即轴与孔的配合误差。孔的尺寸为，所选择的配合轴的尺寸为。所以定位误差为，而孔的公差为IT8=0.572，所以，即最大侧隙能满足零件的精度要求。4.3 夹具的零件根据加工零件的要求现在所设计的这个夹具主要用来粗铣变速器换档叉的顶端1956和2.644.6两侧面的，为了更好的加工这刀工序。我设计了这道工序所需的专用夹具，夹具装配总图。（如图2）图2 夹具装配总图夹具的主要零件有：（1） 夹具体它是支撑整个夹具的主体材料为HT201,它是和机床连接的主要部分。（2） 定位销（如图3）定位销是为了确定对刀块的位置，可以很方便定的定位对刀块，这样才可以保证对刀块的正确位置，位加工零件做好前期准备。根据机械设计课程设计手册表3-17查的螺钉的规格是GB/T 117型。图3 定位销（3） 对刀块（如图4）粗铣变速器换档叉的顶端1956和2.644.6两侧面的时候需要给铣刀进行对刀的时候需要对刀块，这样可以很方便的对刀，减少工作时间，曾加工做效率，可以在不和毛坯接触的情况下给刀进行定位，减少了刀具的磨损，减少了加工成本。 图4 对刀块（4） 螺母（如图5）螺母使用来加紧夹具装配总图里的轴和夹具日的连接使其稳定在夹具体上。 图5 螺母（5） 液压缸（如图6）根据任务书的要求，要采用液压固定，所以选用一个液压缸。根据需要选择了轻型液压缸，型号为MOB系列 压力范围 7（MPa）。图6 液压缸（a） 气缸缸筒采用高品质的铝合金精拉管，内表面经过硬质阳极氧化处理。其厚度为2.5mm，硬度为MHV400。（b） 活塞杆表面采用预先滚压硬化处理，经电镀硬铬、精磨、有良好的防锈、耐磨等性能。（c） 密封件结构先进，品质优良、可在无供油情况下正常工作，起动压力低，使用寿命长（d） 气缸前端盖装置无油润滑轴承，磨擦系数低。（6） 支撑钉（如图7）支撑钉的主要用途是为了防止叉口在加工的时候发生扭转，这样可以固定工件。支撑钉的材料是Q235-A。图7 支撑钉4.4 夹具设计及操作说明在设计夹具时,根据任务书的要求，为了节约成本，增大工作效率，夹具是选择液压驱动。夹具以孔为定位基准，以叉口为辅助基准以实现完全定位和夹紧，以便装卸；夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀；夹具体底面上的定位螺钉可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。5 组合机床设计5.1 组合机床机构方案的确定组合机床可以分很多种类型，按系列化、标准化，设计的通用部件和按被加工零件的形式及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床，组合机床是按加工对象专门设计的，可以通过加工零件的工艺分析设计组合机床，这样可以有针对性的对工序的加工进行集中，减少加工时间，节约生产成本，提高工作效率。这次毕业设计的专题是“以为基准的顶端铣1956和2.644.6侧面”，可以采用轴心定位为基准，采用两把铣刀同时给两个面进行加工。所以选择立式铣床和直柄立铣刀对工件进行加工。5.2 组合机床通用部件的选择5.2.1动力部件（1） 电动机根据零件加工的要求和对加工是所需要的电机功率，更具以上要求所选择的电机型号为Y160M-4。（2） 液压滑台根据任务书和加工零件的特点，选择液压滑台，根据加工功率和行程要求选择液压滑台的型号。本道工序的加工行程并不是很大，所以选择液压滑台的型号为1HY25-IA。（3） 动力箱动力箱是给刀具提供主运动和进给运动，是组合机床的主要部分之一，所以，要根据所选的电机的功率和型号来选择动力箱。因为所选电机的型号为Y160M-4。所以配合的动力箱的型号为ITZB12。本次课程设计的组合机床为立式铣床，根据加工的需求，被加工零件放在夹具上被液压缸固定，粗铣平面，只需要一刀铣就可以了。动力箱是连接在滑台上面的，这样设计是为了方便立铣。5.3 被加工零件工序图被加工工序图（如图8）是更具选定的工艺路线在决定的，而现在所选择的工序的加工内容是粗铣1956和2.644.6两侧面，包括加工零件的定位，尺寸，加工精度，加工定位基准，表面粗糙度及技术要求。图8 被加工工序图5.4 被加工零件加工示意图加工示意图是组合机床设计的主要图纸之一，因为它反映了工件在加工的时候整个机床的加工过程，根据加工部位的特点要求来决定刀具的类型、数量，结构和尺寸。另外还要表示出加工的运动形态。（1） 刀具的选择根据加工的需要和本工序的特点选择的是直柄立铣刀， 。（2） 切削用量本工序的切削用量在前面计算时已有说明，也可以参见工艺卡片上箱对应的内容。（3） 动力头工作型换及行程确定动力头工作循环一般包括快进、工作进给、快退等动作。这道工序所要铣面的工作循环为：快进工作进给快退。（a） 工作进给长度的确定铣刀的进给长度为。（b） 快进长度确定铣刀的快进长度为。（c） 快退长度的确定快退长度为。其中，铣面时= 200r/min，= 3.14m/min，= 0.08/z。 5.5 组合机床联系尺寸图的绘制机床联系尺寸图是体现各部件的轮廓尺寸及相互间的关系，体现出整个机床、夹具和零件的装配关系。（1） 机床高度和宽度的选择首先根据需要选用的是立式铣床，根据资料选用床底座的高度为560，宽度为560；机床的身高为1900，机身的宽度为320；头盖高为275，头盖宽度为320。（2） 夹具外形轮廓尺寸的确定夹具的轮廓尺寸要根据组合机床的大小和技工零件的装配情况而设的的。根据设计的需要夹具的高度为186，宽度为160。（3） 通用部件的选择因为前面有详细
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