机械制造技术课程设计-倒II挡拨叉零件加工工艺及钻φ6孔工装夹具设计（全套图纸）.doc

目 录第一章 工艺规程制定11.1 机械加工工艺规程制订11.2 机械加工工艺规程的组成11.3 制订机械加工工艺规程的原始资料1第二章 工艺规程设计22.1毛坯的制造形式22.2 基面的选择22.3制定工艺路线32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.5确定切削用量及基本工时5第3章 变速叉的夹具设计123.1 问题的提出123.2 定位基准的选择123.3 切削力及夹紧力计算123.4 定位误差分析123.5钻套的设计133.6 夹具设计及操作简要说明16总 结17参 考 文 献18 第一章 工艺规程制定1.1 机械加工工艺规程制订1、工艺规程 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2、制订工艺规程的原则 保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进，经济效益高，劳动条件良好。3、制订工艺规程的原始资料 4、制订工艺规程的程序 计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟订工艺路线（划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。全套图纸加1538937061.2 机械加工工艺规程的组成工艺过程由若干个按着一定顺序排列的工序组成。工序是工艺过程的基本单元，也是生产组织和计划的基本单元。工序又可细分为若干个安装、工位及工步等。1、 工序 一个或一组人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的一部分工艺过程。2、 安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序3、 工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分占据每一位置所完成的那部分工序。4、 工步 在加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序5、 走刀 在一个工步内当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。1.3 制订机械加工工艺规程的原始资料产品装配图及零件图；产品质量的验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术发展状况。 第二章 工艺规程设计2.1毛坯的制造形式 零件材料为RZG310570，轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为8级，能保证锻件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2 基面的选择定位基准有粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1 、精基准的选择选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。1） 用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2） 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3） 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4） 为获得均匀的加工余量或较高 的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5） 有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。根据该变速叉零件的技术要求和装配要求，选择变速叉的82.2mm孔及变速叉端面作为主定位精基准，零件上有很多表面都可以采用它作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。2、粗基准的选择1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面 之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3）如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5）粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。此设计选择20孔孔及其端面作为主定位精基准、65弧形槽作为辅助定位基准。2.3制定工艺路线 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。工序00：下料工序10：叉口两处28长度内高频淬火，硬度为45HRC53HRC，淬硬层深1.22.5，其余硬度229HB269HB工序20：铣30左端面 工序30：铣30右端面 工序40：钻孔至18；扩18孔至19.8；铰19.8孔至20；倒角C1工序50：铣13.5侧面工序60：铣14侧面工序70：粗铣、半精铣两爪共面工序80：铣15凸台面工序90：钻6孔工序100：钳工去毛刺工序110：检验至图纸要求工序120：包装、入库2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 变速器II、III挡变速叉零件材料为RZG310570，毛坯重约3.4Kg。生产类型为成批生产，采用锻造， 2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 30左端面的加工余量30左端面，制造精度CT8级，加工余量等级MA-F，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。2. 30右端面的加工余量30右端面，制造精度CT8级，加工余量等级MA-F，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。3. 20孔的加工余量因20孔的尺寸不大，故采用锻造，孔的表面粗糙度Ra3.2，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，需经过钻扩铰三步方满足其精度要求。钻孔至18 单边余量Z=9.0扩18孔至19.8 单边余量Z=0.9铰19.8孔至20 单边余量Z=0.14. 13.5侧面的加工余量13.5侧面，因加工余量小，故锻造时不留余量，表面粗糙度Ra12.5，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。5.14侧面的加工余量14侧面，因加工余量小，故锻造时不留余量，表面粗糙度Ra12.5，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。6.15凸台面的加工余量C向凸台面，制造精度CT8级，加工余量等级MA-F，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，需经过一步铣削即可满足其精度要求。7.两爪共面的加工余量两爪共面，制造精度CT8级，加工余量等级MA-F，由机械制造工艺设计简明手册表2.2-4得，单边余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra3.2，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，两步铣削即粗铣半精铣方可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精镗 单边余量Z=0.5mm8.6的加工余量 6孔的尺寸不大，故采用实心锻造，表面粗糙度Ra6.3，由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，钻孔即可满足其精度要求。 9.其他不加工表面锻造即可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序00：下料工序10：叉口两处28长度内高频淬火，硬度为45HRC53HRC，淬硬层深1.22.5，其余硬度229HB269HB工序20：铣30左端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，立式铣床X51标准选取490当490r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37，立式铣床X51标准选取3）计算工时 = 0.242min工序30：铣30右端面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，立式铣床X51标准选取490当490r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37，立式铣床X51标准选取3）计算工时 = 0.242min工序40：钻孔至18；扩18孔至19.8；铰19.8孔至20；倒角C1工步一：钻孔至18确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：扩18孔至19.8利用钻头将孔扩18孔至19.8，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取，根据参考文献表4.2-13，取则主轴转速为，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步三：铰19.8孔至20确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步四：倒角C1工序50：铣13.5侧面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣 ）完成，则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取5903)计算工时切削工时：，i=1则机动工时为工序60：铣14侧面1. 选择刀具刀具选取端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣 ）完成，则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型立式铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取5903)计算工时切削工时：，i=1则机动工时为工序70：粗铣、半精铣两爪共面工步一：粗铣两爪共面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，X61卧式铣床标准选取600当600r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37，X61卧式铣床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工步二：半精铣两爪共面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，X61卧式铣床标准选取755当755r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37，X61卧式铣床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序80：铣15凸台面1. 选择刀具刀具选取端面铣刀，。2. 决定铣削用量1）决定铣削深度2）决定每次进给量及切削速度按机械制造工艺设计简明手册表4.2-36，立式铣床X51标准选取590当590r/min时按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37，立式铣床X51标准选取3）计算工时 = 0.092min工序90：钻6孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为 第3章 变速叉的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。由指导老师的分配做工序90设计钻6孔的夹具设计3.1 问题的提出 本夹具主要用于钻6孔，属于工序90，和其他面没有任何精度要求，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。3.2 定位基准的选择以拨叉20孔、30端面和65弧形面定位，定位分析如下：1、 30端面作为第一定位基准，与心轴30端面相配合，限制三个自由度，即X轴移动，Y轴转动和Z轴转动。2、 20孔作为第二定位基准，与心轴20外圆相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。3、 65弧形面作为第三定位基准，与可换式定位销相配合，限制一个自由度，即X轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。3.3 切削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得：钻削力 式（3-1）钻削力矩 式（3-2）式中：D=6mm 代入公式（3-1）和（3-2）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义3.4 定位误差分析(1)移动时基准位移误差 （式3-3）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与心轴最小配合间隙代入（式3-3）得： =0.021mm+0+0.02mm =0.041mm (2) 转角误差 （式3-4）式中： 心轴孔的最大偏差 心轴孔的最小偏差 心轴定位孔与心轴最小配合间隙 B型固定式定位销孔的最大偏差 B型固定式定位销孔的最小偏差 B型固定式定位销孔与B型固定式定位销最小配合间隙其中： 则代入（式3-4）得：4.1978e则：0.02413.5钻套的设计因大批量生产，为了减少更换钻套的辅助时间，根据工艺要求，选用可换钻套的具体结构如下 具体的尺寸如下因为可换钻套和衬套是间隙配合，加工的时间可换钻套靠压紧螺钉把他压紧在钻模板上，以防止加工的时间工件的旋转，有上图可知和6可换钻套相配的螺钉的尺寸为M5，查机床夹具标准件可知，M5快换钻套压紧螺钉的具体结构如下具体的尺寸如下3.6 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了移动压板夹紧方式。本工序为钻切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 总 结本次课程设计受到了院系各级领导的高度重视，得到了全校教师的大力支持与帮助。在此，我衷心的向你们道一声：你们辛苦了。通过课程设计，是对我们四年来所学知识的综合的检测，更是一个对所学知识的回顾及综合复习的过程；对机械绘图、工程材料、机械设计、夹具设计等过程等都有了更进一步的认识。感谢院系领导给了我足够时间来完成整套夹具设计，在设计过程中，得到了老师和同学的帮助与指导，在此表示感谢；也对做相关题目的同学的资助表示感谢，感谢他们在模具设计过程中对我的帮助和指导，尤其对担任本次设计的指导老师表示深深敬意，在设计过程中遇到一些困难，在老师的帮助下我才顺利的完成了该夹具的设计，他对我设计过程中出现的疏忽与不足之处提出批评与修改建议，使我的设