K049-倒挡倒档拨叉机械加工工艺规程及钻Φ14孔夹具设计
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k049
倒挡倒档拨叉
机械
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工艺
规程
14
夹具
设计
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K049-倒挡倒档拨叉机械加工工艺规程及钻Φ14孔夹具设计,k049,倒挡倒档拨叉,机械,加工,工艺,规程,14,夹具,设计
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目录序言2一、零件的分析1（一）零件的作用1（二）零件的工艺分析1二、工艺规程设计2 (一)确定毛坯的制造形式3（二）基面的选择3（三）制定工艺路线3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定4（五）确立切削用量及基本工时5三、夹具设计：13（一）、设计时注意的问题13 （二）、夹具设计13参考资料：15哈尔滨理工大学课程设计论文 - 1 - 序 言 机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的位置。 就我自己而言，我想通过本次的课程设计能使我的专业知识有进一步的提升。通过本次课程设计： 1、通过课程设计，使我加深对所学理论的理解。 2、培养从事实际工作的方法和步骤(如优选设计方案、编制设计说明书、列出计算过程和结果，并进行讨论和分析等)。 3、进一步提高利用技术资料、运算和绘图的能力;增强学生运用计算机的能力及外语的能力。 4、培养实事求是、认真、严谨的科学态度和刻苦钻研不断创新的精神。 5、巩固所学到的理论知识，提高解决工程实际问题的能力。 对于我们即将毕业的工科学生来说，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为振兴我国的机械行业，为了中华民族的伟大复兴打下一个良好的基础。 由于能力所限，在设计中尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。 2 - 一、零 件 的 分 析 （一）零件的作用 题目所给定的零件是倒档拨叉，它位于倒档拨叉杆上，主要作用一是通过倒档拨叉杆将扭矩传递给倒档拨叉，拨动倒档同步器，改变齿轮的啮合方向，实现机器倒行；二是在倒档拨叉上有一个配合槽，与其他零件配合装配，在拨叉转动时带动其运动。（二）零件的工艺分析 从倒档拨叉的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以14mm孔为中心的加工面 这一组加工面包括：一个的14mm孔以及对其倒角，宽14mm深 17.93mm的槽口，在14mm孔所在的轮毂上钻一个孔，规格为8.7，用来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用。 2. 叉口处的加工面 这一组加工面包括：铣叉口的侧面，铣叉口内圆面，内圆面所在的圆弧半径为R15mm和R19mm。 这两组加工面之间有一定的位置要求： （1）R15mm叉口对14mm孔的轴心线及14mm槽口中心线位置公差0.4mm。 （2）叉口侧面和螺纹孔中心线的位置要求是41.50.15。 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并保证他们之间的位置精度要求。 二、工 艺 规 程 设 计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为QT500-5，达到成批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，拖拉机倒档拨叉较不规则，所以粗基准不太容易选择。为了保证19.1mm孔的位置精度的要求，选择叉口内圆面和叉口侧面作为粗基准，以保证孔的轴心线与叉口的X、Y方向的位置要求以及14mm孔轴心线的垂直度，依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 工件被放在V型块上，限制三个自由度；工件的14mm孔外表面上方用短V型块作为加紧装置。 孔的端面紧靠在套筒上，限制一个自由度，实现完全定位。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 （四）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 1. 工艺路线方案一 工序 摇臂钻床上钻孔规格为8.7。 工序 铣床上铣14孔端面工序 立式钻床上扩、铰孔14mm并倒角。 工序 卧式铣床上粗铣叉口侧面。 工序 卧式铣床上铣叉口。 工序 手工去锐边。 工序 卧式铣床上铣槽。 工序 卧式铣床上精铣叉口侧面。 工序 去毛刺。 工序 终检。 2. 工艺路线方案二 工序 铣床上铣14孔端面工序 立式钻床上扩、铰孔19.1mm并倒角。 9工序卧式铣床上粗铣叉口侧面。 工序卧式铣床上铣叉口。 工序手工去锐边。 工序卧式铣床上铣槽。 工序摇臂钻床上钻孔规格为8.7。 工序手工去毛刺。 工序卧式铣床上精铣叉口侧面。 工序去毛刺。 工序 X1 终检3. 工艺方案的比较与分析 上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不之处，第1个方案先是“摇臂钻床上钻孔”，先把这一步工序放在前面是想，后面还有“钻14mm孔”这一步工序，如果先钻孔攻丝那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。能这样想，出发点是好的，考虑到可以减少一步工序，似乎能减少劳动工时，提高生产率，可是没有考虑到，把这一步工序放前，定位比较难，不易保证必要的位置精度，夹具设计困难，实际可行性比较低。再看第2个方案，第2个方案把“钻19.1mm孔”这一步工序放在了前面，这样为以后的各个工序提供了加工基准，工序安排比较科学合理。不过它和第1个方案一样，都把“扩、铰孔14mm”和“倒角”放在了一步工序中。在这一步中通过换钻套可以倒一边的角，不过要倒另一边的角，就要把工件卸下翻面倒角，这样增加了夹具的设计难度。不过主要的是立式钻床体积比较大，操作起来不方便，并且倒角也没有高的精度要求，从经济效益上来考虑是不合算的。通过分析后，把这一步工序一分为二，把“倒角”独立出来，单独作为一步工序，因为倒角的精度要求不高，我们可以把这一步工序放在台钻上来完成。台钻体积比较小，操作简单，夹具结构也简单，这样零件的加工工时降下来了，生产效率上来了，降低了零件的成本。因此，最后的加工路线确定如下： 工序 铣床上铣 24mm圆柱端面 工序 立式钻床上扩、铰孔14mm。 以拨叉叉口内圆非加工面、槽口和14mm孔的端面为粗基准定位。 选用Z535立式钻床加工，采用专用夹具。 工序 台钻上对14mm倒角。 以14mm和端面为基准定位。 选用ZQ4015台式钻床加工，采用专用夹具。 工序 卧式铣床上粗铣叉口侧面。 以14mm和端面为基准定位。 选用X62卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 卧式铣床上铣叉口圆弧面。 以14mm和毛坯上的槽口为基准定位。 选用X62卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 手工去锐边。 用扁平挫刀手工去锐边，可设计简易的支承台。 工序 卧式铣床上铣槽。 以14mm孔、叉口内圆侧面为基准定位。 选用X62卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 摇臂钻床上钻、扩8.7mm孔以14mm孔及其端面、叉口内圆侧面为基准定位。 用Z3025摇臂钻床加工，采用专用夹具。 工序 手工去毛刺。 用圆形小挫刀手工去毛刺，可以设计简易的支承台，注意不 不要划伤内圆面。 工序 卧式铣床上精铣叉口侧面。 以19.1mm孔和螺钉对准长销上的槽为基准定位。 选用X62卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可设计简易的支承台。 工序 终检。 （五）确定切削用量及基本工时 工序 铣床上粗铣 24mm圆柱端面。粗铣侧面时两个面剩余的加工余量是相同的，所以计算一个面即可。现在以其中一个面为精基准，对另一个面进行精加 工，切削用量和切削工时如下： 根据文献3表4.2-38，可得知X62卧式铣床的电动机功率为7.5kw。因此，再根据资料文献4表3.5可查得 fz=0.08mm/ 齿切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s,即27/min取nw=500r/min,故实际切削速度为 V=15.7m/min三、夹 具 设 计 为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 利用本夹具辅助钻孔、攻丝，从零件图上可以看出在14mm孔的轮 毂上钻孔.经过老师的指导决定定出如下方案： 在设计钻套时，可设计为偏心钻套，加工方案为先成批加工一批工件， 然后拆卸钻套，转向180度，同时换定位销（定位销上有盲孔，便于钻孔攻丝的加工），然后反过来将这批零件的另一个螺纹孔加工好。这样夹具设计相对简单，并且可以保证劳动生产率。由零件图纸上可以看出这道工序没有特别的精度要求，所以设计时，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。 （三）切削力及加紧力的计算 在这一步工序中，所需要最大切削的工步是钻孔10mm，我们只对 这一工步进行计算即可。 刀具：锥柄长麻花钻一把 ，10mm 进给量f=0.08mm/r 工件硬度：250HBS 1） 由文献6表3-71可知，钻削加工时的切削力计算公式为2） 切削力及夹紧国计算Fz=查表可得=30、xf=1.0、yf=0.65、=0.83、=0.83、=0.965因此Fz=9.81302.50.480.9652.525.7=33.2N水平分力=（11.2）Fz=1.1Fz=36.5N垂直分力=0.3 Fz=10N所以能够引起松动的最大切削力中水平分力=36.5N、垂直分力=0.3 Fz=10N 由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=K 其中：其余系数K=K1K2K3K4 K1基本安全系数 K2加工性质系数1.5 K3刀具钝化系数1.1 K4断续刀削系数1.2所以引起沿夹紧结构轴线方向上松动的最大切削力为P=1.51.11.21.236.5=86.7N。考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用螺旋夹紧结构 则所承受的弯矩最大为Mmax=6936.5N=25N.m夹紧结构所能受的矩远远大于Mmax。3） 定位误差分析由于所加工的零件对本工序加工的面没有特殊的技术要求，虽然由于定位孔的加工误差以及底面的误差，可能产生所加工的面的平面度、位置度等形位误差，但是在这里是允许的。4） 夹紧设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹夹具时，应该注意劳动生产率。但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，螺旋夹紧机构成了首选的方案。这种结构的缺点就是夹紧过程慢，且装卸不太方便。为了解决这一矛盾，我将其中的一个定位销设计成活动的。参考文献 1. 蔡在檀编著. 金属切削原理.上海：同济大学出版社.1994 2. 任嘉卉主编. 公差与配合手册.北京：机械工业出版社.1990 3. 李益民主编. 机械制造工艺
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