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K14-快挡拨叉 快档拨叉工艺及夹具设计 K14 快挡拨叉 快档拨叉 工艺 夹具 设计

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内容简介：

目 录1 零件的工艺分析32 定毛坯，画毛坯图33典型零件工艺工装设计说明书43.1 定位基准的选择43.2 制定工艺路线43.3选择加工设备及刀、夹、量具53.4加工工序设计64 夹具体设计75夹具的使用操作说明85.1铣夹具的使用说明85.2钻夹具的使用说明8小结9致谢9参考文献1 1零件的工艺分析由零件图可知，变速叉的材料为ZG45.该材料的强度、耐磨、耐热、减振性能比较好。需人工时效。适用与承受较大应力、耐磨、一定气密性零件。如汽缸机体、轴承、床身等该零件主要加工面为：B面、C面、D面、12+0.105 -0.015孔、8+0.1 0孔、3孔等B、C面的平面度很重要，它的好坏直接影响到12+0.105 -0.015孔加工的垂直度D面的平面度直接影响到8+0.1 0孔的垂直度12+0.105 -0.015孔的加工直接影响到8+0.1 0孔的垂直度由参考文献1有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。2定毛坯、画毛坯图根据零件材料，确定毛坯为铸钢件。毛坯的铸造方法采用沙型机器造型，铸件为一整体实心结构。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效参考文献1表2.3-4，该铸件的尺寸公差等级CT为1113级。故取CT为111级参考文献1表12-10，该铸件为2级精度铸钢件的加工余量顶面为4mm，底面及侧面为4mm 表1 各加工面总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明B平面20.724左侧面C平面20.724右侧面D平面17.524左侧面F平面824左侧面G平面1924右侧面H平面2424左侧面I平面2424右侧面 表2 铸件主要的尺寸公差主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTB、C面轮廓尺寸74+4153.6D面轮廓尺寸17.5421.53.6F、G面轮廓尺寸5.54+413.53.6H、I面轮廓尺寸83.54+491.54.43 典型零件工艺工装设计说明书3.1定位基准的选择精基准的选择：变速叉的B面和12+0.105 -0.015孔既是装配基准又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，“一面一削”既可限制5个自由度，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则，此外，B面定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几个要求，选择变速叉的重要面（H面）的毛坯面作为组基准：第一，在保证个加工面均有加工余量的前提下，使重要面的加工余量均匀；第二，H面面积较大，能保证定位准确、夹紧可靠。最先进行机械加工的表面是精基准B面和C面，使用卧式铣床一次铣削B面和C面的加工余量。3.2制定工艺路线根据个表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：B、C面、D面粗铣、精铣；凹台E面粗铣、精铣；F面、G面粗铣、精铣；H面、I面粗铣；12+0.105 -0.015孔钻孔、扩孔、铰孔、研磨并倒角；8+0.1 0孔钻孔、扩孔、铰孔；3孔钻空。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗后精的加工原则，由于变速叉所需加工的表面或孔的表面粗糙度要求比较高，所以需要精加工，加工时将加工面放在前面先加工，孔放在后面后加工。初步拟定加工工艺路线如下：铸造时效10 钳工整形20 粗铣B、C、D面30 钻、扩、铰12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X4540 粗铣凹台面E面50 粗铣F、G面60 精铣B、C、D面70 研磨12+0.105 -0.015孔80 精铣凹台面E面90 钻、扩、铰8+0.1 0孔100 钻3孔110 检验120 入库遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序上仍存在一定的问题，值得进一步讨论。由于叉口的精度要求比较高，所以在精加工之前应对零件进行钳工整形，由于叉口的硬度要求比较高，故在加工完后应对零件叉口部分进行淬火处理和镀铬处理，叉口受热后，叉口精度回受到很大影响所以在淬火处理后在钳工整形一次。修改后的工艺路线如下：铸造时效10 钳工整形20 粗铣B、C、D面30 钻、扩、铰12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X45，锪平两端面H、I面40 粗铣凹台面E面50 粗铣F、G面60 钳工整形70 精铣B、C、D面80研磨12+0.105 -0.015孔90精铣凹台面E面100钻、扩、铰8+0.1 0孔110钻3孔120 对叉口进行淬火处理130 钳工整形140对叉口镀铬150 检验160 入库3.3选择加工设备及刀、夹、量具由于生产类型为大批量生产，故加工设备宜一专用机床为主，辅以少量通用机床。其生产方式以专用机床加专用夹具为主，可辅以少量通用机床的流水线生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。工序20：粗铣B、C面；采用卧铣，选择专用卧式铣床，选择直径D为110mm的A类套式面铣刀（参考文献1表10-37）、专用夹具和游标卡尺粗铣D面；采用立铣，选择X52K立式铣床（参考文献1表8-26）。选择直径D为10mm的三面二刃的铣刀（参考文献110-37）、专用夹具和游标卡尺工序30：钻、扩、铰12+0.105 -0.015孔，孔口倒角1X45；钻12+0.105 -0.015孔，采用摇臂钻床，选择Z3025型（参考文献1边8-25），选用直柄麻花钻（参考文献1表10-22）；扩12+0.105 -0.015孔，选用直柄扩孔钻（参考文献1表10-26）。铰12+0.105 -0.015孔，选用直柄机用绞刀（参考文献1表10-32）；铰后倒角，选用专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规工序40：粗铣凹台E面，采用立铣，选择X52K立式铣床（参考文献1表8-26）。选择直径为15.5的专用三面二刃铣刀（参考文献110-37）、专用夹具和游标卡尺工序50：粗铣F、G面，采用立铣，选择X52K立式铣床（参考文献1表8-26）。选择直径为10mm的三面二刃的铣刀（参考文献110-37）、专用夹具和游标卡尺工序70：精铣B、C面，采用卧铣，选用专用卧式铣床，选择直径D为110mm的A类套式面铣刀（参考文献1表10-37）、采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺精铣D面，采用立铣，选择X52K立式铣床（参考文献1表8-26）。选择选择直径D为10mm的三面二刃的铣刀（参考文献110-37）、采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺工序80：研磨12+0.105 -0.015孔，选用M2110A式内圆磨床（参考文献1表8-34）。选择棕刚玉磨料（参考文献1表10-62），选择直径D为20的圆柱磨头（参考文献1表10-79），采用高精度专用夹具及游标卡尺。工序90：精铣凹台E面，采用立铣，选择X52K立式铣床（参考文献1表8-26）。选择直径为13.5的专用三面二刃铣刀（参考文献110-37）、采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺工序100：钻、扩、铰8+0.1 0孔，采用立钻，选择Z518型立式钻床（参考文献1表8-26）。选择直径8的直柄麻花钻（参考文献1表10-22）。扩铰8+0.1 0孔选用直柄扩孔钻（参考文献1表10-26）。铰8+0.1 0孔，选用直柄机用绞刀（参考文献1表10-32）。选用专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规工序110：钻3孔，采用立钻，选择Z518型立式钻床（参考文献1表8-26）。选择直径3的直柄麻花钻（参考文献1表10-22）。3.4加工工序设计工序70精铣B、C面工序（查参考文献1表13-27）平面加工余量，得粗加工面后精铣余量Z B、C精为1.0mm。精铣B、C面，B面至C面的工序尺寸既为设计尺寸X B-C精=7-0.2 -0.3,则精铣B、C面的工序尺寸X B-C粗=9mm（查参考文献1表13-27）得粗加工后精铣余量公差为+0.3，所以X B-C粗=9+0.1 0 校核精铣余量Z B、C精=X B、C精min-X B-C精max =(9-0.1)-（7+0.1） =1.8mm11.52kw 故机床的功率足够。4夹具体设计4.1本次设计的夹具为第70道工序-精铣B、C面夹具，该夹具适用于专用卧式铣床。4.1.1这道工序所加工的平面为B、C面。按照基准重合原则并考虑到目前对B、C面同时加工，为避免重复使用粗基准，应以12+0.105 -0.015孔定位，又为了避免变速叉在被铣削过程中出现相对的转动或滑动，应在变速叉下端面加一个辅助支承在上端面加一个紧固装置，在凹台内加一个定位销，对变速叉的自由度进行有效的控制。设计方案应尽量考虑变速叉在整个加工过程前后装夹的方便性和可靠性。4.1.2从对变速叉的结构形状分析来看，若工件以H面朝下垂直放置在定位面上，定位和夹紧相对而言都比较的稳定和可靠，也容易将设计的初衷实现。12+0.105 -0.015孔与定位平面上的定位销紧密配合，从而控制工件在X方向和Y方向上的移动，X轴方向和Y轴方向上的转动，但如果仅凭这一个定位销还是不够的，工件的六个自由度目前也只有四个得到了有效的控制，还不够成加工的条件。要想安全的加工工件必须将工件的六个自由度完全的给予限定，故还需在工件左端的下端面加一个辅助支承块，用以消除工件左半面的悬垂力，然后在变速叉左端的上端面加一个紧固装置，将处于支承块和紧固装置间的平面夹紧，此时，工件在Z轴方向上的转动也得到了有效的控制，在凹台E面内加一个定位销，这样工件在Z方向上的移动也得到了有效的控制。工件的六个自由度都得到了控制，工件加工时无相对的移动和转动满足了加工B、C面所提出的要求。夹具的夹具体和辅助支撑、夹紧装置用螺栓连接。4.1.3若采用气动或液压夹紧，势必采用比较复杂的结构，气管和油管也将妨碍操作的正常进行。为使本道工序所采用的夹具尽量的简单化，并能够操作简单方便，故选用手动夹紧。4.2本次设计的夹具为第100道工序钻、扩、铰8+0.1 0孔。该夹具适用于Z518型立式钻床。4.2.1本道工序所加工的孔在变速叉的顶面上且与叉口中心线成35角。按照基准重合原则，为避免加工过程中基准的重复使用，应以12+0.105 -0.015孔定位。8+0.1 0孔应从变速叉顶面加工，因为要加工的孔与叉口中心线成35，这给装夹工件带来了一定的麻烦，这就要求加工过程中变速叉叉口的中心线与钻模套中心线成35放置，这样才能保证被加工面处于正上方。4.2.2从对工件的结构形状来分析，若工件H面朝下放置在支撑板上，变速叉顶面将呈侧向放置。在此过程中可以以H面做为定位基面，在支撑板上加一个定位销与12+0.105 -0.015孔紧密配合，由于8+0.1 0孔的中心线与H面的距离为9.5mm 加上孔的半径4mm，所以定位销进入12+0.105 -0.015孔的尺寸只能为3mm所以为短定位销定位，从而控制了工件在X方向和Y方向上的移动，至于对X轴方向和Y轴方向的转动及Z方向的移动的控制只要在12+0.105 -0.015孔靠近I面的方向上加一个夹紧装置（锥度销）即可。此时工件的六个自由度也只有五个得到了有效的控制，还不构成加工的条件。故需在叉口处加一个定位块用来控制Z轴方向的转动，由于叉口比较薄故需在叉口处加一个辅助夹紧装置使叉口能与定位块紧密的配合，从而更好的控制Z轴方向上的转动。工件的六个自由度都得到了控制，工件加工时无相对的移动和转动满足了加工8+.1 0孔所提出的要求。为了使工件装卸方便I面的锥度销夹紧装置采用弹簧夹紧。5夹具的使用操作说明5.1铣夹具的使用说明首先将铣夹具在合适的位置安放好，然后对夹具体进行可靠的固定。安装工件时首先用手柄2将螺栓1松开，然后将手柄3向后拉，然后将工件12+0.105 -0.015孔靠近H面的一头套在定位销4上,叉口朝左放置，叉口的下端面放置在辅助支撑块5上，当H面与支撑板紧密配合后松开手柄3使定位销在弹簧的作用下与凹台内部紧密配合，最后用手柄2将螺栓拧紧，使得工件牢固的定位的夹具上。工件夹紧后将夹具体固定到铣床上进行加工。工件加工完毕后，将夹具从铣床上取下，首先用手柄2将螺栓1松开，然后将手柄3向后拉使定位销4完全与工件分离后取下工件，松开手柄3即可。本次设计中，还按照老师的要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参照附图ZJG5.2钻夹具的使用说明首先将钻夹具在适当的位置安放好，然后对夹具体进行可靠的固定。安装工件时首先将螺母1松开取下压板2，然后将手柄3向后拉，然后将工件12+0.105 -0.015孔靠近H面的一头套在定位销4上,叉口与定位块配合使得叉口的中心线与钻模套的中心线成35，然后松开手柄3使锥度销紧压在I面上，锥度销的轴线与12+0.105 -0.015孔的轴线重合，最后插上压板2并拧紧螺母1。使得工件牢固的定位在夹具上。工件夹紧后将夹具体固定到钻床上进行加工工件加工完毕后，将夹具从钻床上取下，首先将螺母1松开取下压板2，然后将手柄3向后拉使锥度销完全离开工件后取下工件，松开手柄3即可。本次设计中，还按照老师的要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参照附图ZJ 小结 忙碌了近两个月时间的毕业设计终于在今天完成了。在此期间我亲身经历了设计的全部过程，从调研、收集整理资料到初步确定方案，到毕业设计的全部完成。这一切让我充分认识到知识的重要性喝严谨性，更加明确的认识到了自身所存在的不足之处。在校期间我接触较多的都只是局限于文化课程，真正实践的机会很少。由于缺乏涉及到设计的相关实际操作经验，这就给设计带来了诸多问题。很多看似简单的东西，一旦真正运用起来都变了非常棘手的难题。由于实际设计经验的匮乏，我解决疑难的方法除了向指导老师请教解惑以外便是通过查阅各种相关的书籍喝资料，但是这种解决方案毕竟是从书本中生搬硬套而来的，缺乏其相应的灵活性喝变通