倒档导块专用夹具设计.doc

课程设计说明书课程设计名称：倒档导块专用夹具设计 开课院（系）： 课程设计时间：2013年11月11日至11月29日学生姓名： 学生学号： 班级： 年月日： 哈尔滨工业大学（威海） 机械制造基础 课程设计任务书设计题目： 倒档导块铣两端面专用夹具设计 设计者 班号 设计数据及要求 传动装置设计注意事项：1、设计由相关图纸五张及说明书一份组成2、设计必须根据进度计划（由指导教师拟订）按期完成3、设计图纸及计算说明书必须经指导教师审查签字后，方能参加设计答辩完成期限 2013年 11 月 29 日 答辩日期 2013 年 11 月 29 日 设计指导教师 年月日： 2013-11-29 设计内容及说明 主要参数 目录第一章 零件的分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析第二章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式2.2 基面的选择2.3 制定工艺路线2.4 机械加工余量与毛坯尺寸及工序尺寸的分析2.5 确定切削用量及基本工时 第三章 夹具设计 3.1 对夹具的要求 3.2 问题的提出 3.3 夹具的设计 3.4 夹具说明与操作 第四章 参考文献一、 零件的分析1.1零件的作用 所设计的零件是倒档导块，它装在变速箱中，在汽车换挡过程中起到拨叉配合拨动齿轮的作用。因此它是换挡操作过程中必要的环节，需承受一定的冲击与交变载荷。 其中22孔中传入轴，而8孔则插入销。在圆柱的侧面开了一个8X8X12的槽，该槽是较重要的工作部分，负责拨动其他零件。因此加工时注意孔的配合，槽的三个表面，粗糙度要求与公差，由于槽的侧面要经常接触与分开，还需要表面热处理。1.2零件的工艺分析此零件有5个重要表面需加工。有一个槽要开。钻2个孔，其中孔的定位与配合关系到安装精度。各面尺寸要求较低，但也要求在采用通用设备同时，注意加工方式的选择。在尺寸要求的保证上，主要采用专用夹具的方式。二、 工艺规程设计2.1 确定毛坯制造形式 零件的材料为铸钢，考虑汽车在运行中经常加速及正常行驶，零件在工作过程中承受变载及冲击性载荷，又由于零件为大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不小，外形也比较简单，故采用金属型浇铸，这是从提高效率，保证加工精度上考虑。2.2 基面的选择 基面的选择是规程设计的重要工作之一，基面的选择是否合理，关系到加工质量，关系生产效率。1 粗基准的选择 分析倒档导块的零件结构及尺寸结合零件的加工精度，在铣两端面时，可以用尺寸48两端中心为定位基准，加工22孔时，可以用外圆定位，采用V型块定位，径向进行夹紧。2 精基准的选择 主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，要进行计算，但是一般要首先考虑基准重合问题。若是无法解决，甚至要与设计者沟通，解决问题，达到质量与成本控制。3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点是零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求得到保证，在生产已确定为批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量保证加工效率，除此之外，还要考虑经济成本要求。采用方案： 工序一：铣两端面达尺寸72mm，选用卧式铣床x60机床及专用夹具。 工序二：钻孔：粗钻至20 扩孔：扩孔至21.8 铰孔：粗铰孔至22F8 锪两端45倒角 选立式铣床Z535 工序三：铣左端面 粗铣左端面至48mm，半精铣至47.50.5 ,选立式铣床x50及专用夹具。 工序四：铣上侧面 铣上侧面至48mm，距中心孔位置为35 选立式铣床x50 工序五：铣下端面 铣下端面至13,扁厚12mm, 选用立式铣床x50及专用夹具。 工序六：铣2X3倒角 选立式铣床x50及专用夹具。 工序七：开槽 开槽至 铣两端1.5X45倒角。 工序八：铣倒角1X45 选用立式铣床x50 工序九：对槽位置处高频淬火处理 工序十：钻8的孔 钻孔至7.8，铰孔至8H9 选用立式铣床Z535及专用夹具 工序十一：对零件清洗。2.4 加工余量，毛坯尺寸，工序尺寸的确定 倒档导块材料为45号钢，硬度为207240HBS，毛坯重量0.9kg，大批量生产，由此可确定零件毛坯各表面加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1) 零件重0.6kg，估计毛坯中0.9kg.2) 铸件采用普通级精度3) 铸件形状复杂度s= 毛坯重量， 铸件外廓包容体积 可知s0.476,为一般复杂。4) 铸件材质系数为M（碳的质量分数不小于0.65%）5) 零件表面粗糙度Ra3.2。铸件单边加工余量为22.5mm,由此可得毛坯尺寸及公差。 760.5mm,340.5mm,480.5mm，49.50.52.5 确定切削用量及基本工时工序一：铣两端面至72mm，两端面表面粗糙度为12.5，采用半精铣，单边加工余量2mm，一次走刀完成。查加工工艺手册，铣削速度Vc=9.0m/min,进给量f=0.1mm/r铣刀直径选择d=(1.41.6)ae，采用面铣刀Ae为铣削宽度36mm，d=1.5X36=54mm计算主轴速度 n=530r/min,取540r/min进给速度Vf=fn=54mm/min背吃刀量af=2mm 工时Tm=L/Vf=1.67min 工序二： 工步一：粗钻至20,钻头使用分层钻头，以减少切削力 钻头直径20mm，查加工工艺手册，进给量f=0.36mm/r， 钻削速度V0=64r/min主轴n=1000r/min. 工时：Tm=L/Vf=0.16min 工步二：扩孔至21.8 进给量f=0.56mm/r 钻削速度Vc=64m/min 主轴速度n=1000r/min 工时 Tm=0.16min 工步三：铰孔至22F8 查加工工艺手册，铰刀直径22 材料为低合金钢，进给量f=0.33mm/r 铰孔速度Vc=21m/s 主轴速度n=304r/min 工时Tm=0.16min 工步四：倒两端倒角1X45 进给量f=0.56mm/r 工序三： 表面粗糙度3.2，采用粗铣半精铣方式 铣削宽度16mm 铣削直径25mm 切削速度Vc=90mm/min 主轴转速n=1146r/min,取n=1200r/min 进给量f=0.05mm/r 背吃刀量ap1=1.5mm,ap2=0.5mm 工时 Tm=1.2min 工序四：铣下端面至13 倒2x3倒角，采用铣削方式 铣削宽度13mm，表面粗糙度12.5 可一次走刀ap=2mm，铣刀直径20mm 切削速度Vc=90m/min 进给速度0.05mm/r 主轴转速n=1433r/min,取n=1600r/min 工时：Tm=L/Vf=0.775min 工序五：铣上端面至16 表面粗糙度要求12.5，可一次走刀 切削速度Vc=1.5m/s,背吃刀量ap=2mm 铣削宽度26mm ，铣刀直径40mm 主轴转速n=716rmin,取550rmin 进给速度Vf=27.5mm/min 工时：Tm=3,2min工序六：开槽18X12X8 底表面粗糙度6.3,侧表面粗糙度3.2，并倒1.5X45倒角 采用成形尖齿槽铣刀一次走刀完成 尖齿槽铣刀宽18mm，直径60mm 进给量0.05mm/r,切削速度90m/min 进给速度27mm/min 工时Tm=2.7min 倒角采用16mm，立铣刀切削速度Vc=1.5m/s 进给量0.05mm/r 主轴转速n=1791r/min,取n=1600r/min 进给速度Vf=80mm/min 工时Tm=0.35min工序七：对8H9孔加工 工步一：钻孔至7.8,采用高速钢钻头 钻头直径 7.8,进给量f=0.15mm/r 切削速度Vc=30m/s,主轴转速n=1200r/min 进给速度Vf=180mm/min 工时：Tm=0.24min 工步二： 铰孔至8H9 进给量f=0.18mm/r 切削速度Vc=18m/s 主轴转速n=720r/min 进给速度Vf=130mm/min 工时：Tm=0.34min三：夹具设计 3.1 对夹具设计的要求a. 要求被加工件精度，用合理定位夹紧方案b. 简化操作过程，减少辅助时间c. 良好使用性能，标准化加工工艺简单，装配、检验、维修、使用方便可靠d. 夹具简单，标准化程度高，成本低。3.2 问题的提出主要用来铣端面，尺寸为2.5X16X48,粗糙度要求为3.2，没有提出位置要求。精度要求不高，因此，在平面工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。 3.3 夹具的设计1 定位基准的选择 由零件图及工序安排可知，在铣削前，圆柱端面和22的孔已经加工完成，保证端面相对22的孔中心线平行且保证槽位水平方向。设计基准选为22孔中心线并采用以加工面作为另一定位基准面，这样确定了工件5个自由度，再用一个定位钉限定另一个旋转自由度，实现六点定位。同时由于是自动定心，能消除定位误差，由于工件为大批量生产，生产中为了提高生产效率，降低劳动强度，采用启动夹紧的方式。2 切削力和夹紧力的计算 Y66端铣刀，d=100mm,Z=10 由机械制造工艺手册可知 F主=9.81 =68.3 =16mm =0.1mm/z =2.5mm 故Fz=5497N考虑其他因素影响，引入修正系数可得r*Fz=0.9996*5497=5495NFh=6594N Fv=1648.54N F0=2198N虽然F0与夹紧力方向一一致，但其左右两边对称抵消，故夹紧力不需要太大。水平和垂直方向上切削力保证相应定位材料强度即可。可选铸钢。切削功率Pm=F*V*1000(kw)机床功率Pe=Pm/n,n取0.75故Pe=9.66KW10KW,满足机床要求3.4 夹具说明与操作 该夹具是通过心轴限制4个自由度，剩下轴向平移自由度和一个旋转自由度，通过气压缸就可以限制个自由度，通过调节螺钉限制一个旋转自由度，同时通过气压缸进行压紧。 参考文献机械设计手册机床夹具设计机床夹具图册加工工艺手册机械设计基础 s0.476加工余量为22.5mm单边加工余量2mmVf=fn=54mm/minaf=2mmTm=L/Vf=1.67min f=0.36mm/rV0=64r/minn=1000r/minTm=L/Vf=0.16minf=0.56mm/rVc=64m/minn=1000r/minTm=0.16minf=0.33mm/rVc=21m/sn=304r/minTm=0.16minf=0.56mm/rVc=90mm/minn=1146r/minf=0.05mm/rap1=1.5mm,ap2=0.5mmTm=1.2minap=2mmVc=90m/min0.05mm/rn=1600r/minTm=L/Vf=0.775minn=716rmin