kst1015拨叉叉杆加工艺及铣叉口内侧面夹具设计.doc

目 录第1章零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析11.3 零件的加工方法选择21.4零件的加工方案的选择31.5确定切削用量及基本工时3第2章 铣叉口内侧面夹具的设计142.1 卧式铣床夹具的设计142.2问题的提出142.3定位基准的选142.4定位元件的选择及要求152.5夹紧元件的选择152.6夹具体的设计152.7夹紧方案的设计162.8 夹具设计及操作的简要说明17结 论18参考文献19第1章零件的分析全套图纸加扣3012250582 1.1 零件的作用题目所给定的零件是拨叉，该拨叉用于放置变速器中，起固定和传递力的作用且要保证撞击破坏引起不必要的麻烦 。1.2 零件的工艺分析 零件的结构如图（1-1）所示： 1-1 零件结构图镗叉口35圆弧粗糙度为12.5。该零件直径15孔的精度等级为8级,采用基轴制,粗糙度为12.5,相对于端面的平行度为0.05,其轴线距底面为18公差为0.1钻扩铰30孔的表面粗糙度为3.2零件的技术要求：1该拨叉的材料为450-10，2为未注铸造圆角R3-5，3铸件不允许有夹渣、裂纹、气孔等缺陷。1.3 零件的加工方法选择表1-1零件的加工方法选择加工面加工方法设备刀具铣30孔端面铣立铣62W 40端面铣刀铣18mm两平面铣立铣62W 40端面铣刀钻扩铰30孔钻钻床钻头，铰刀铣叉口内侧面铣立铣62W 50立式铣刀镗叉口35圆弧镗镗床镗刀1.4零件的加工方案的选择表1-2 零件的加工方案的选择工序号工序名称工 序 内 容1铸造铸造成型2时效热处理3铣铣30孔端面4钻钻扩铰30孔5铣铣18mm两平面6钻铣叉口内侧面7镗镗叉口35圆弧8钳工去除锐边毛剌9终检检验1.5确定切削用量及基本工时工序：铣30孔端面。本工序采用计算法确定切削用量。a、加工条件 工件材料:450-10铸造b、加工要求 铣30孔端面，表面粗糙度为12.5c、机床：62W立式铣床.d、刀具：刀片材料硬质合金 40端面铣刀.计算切削用量（1）粗铣30孔端面在长度方向上的余量为2.a、已知毛坯长度方向的加工余量为21.7mm,一次加工ap=2mm计长度加工公差按IT12级，取-0.46mm（入体方向）。 b、进给量 f根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册，当ap3mm以及工件直径为80mm时 f=12mm/r按说明书见切削手册取 F=1.5mm/rC、计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60 min） Vc=CvKv/Tmapxvfyv(m/min) 其中Cv=242, Xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系数Kv 见切削手册表1.28即 Kmv=1.44, Ksv=0.8, Kkv=1.04, Kkrv=0.81, KBv=0.97。所以 Vc=2421.440.81.040.810.97/800.220.151.50.35 = 102.6(m/min) d、 确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=1000102.6/65=523(r/min) 按机床说明书（见工艺手册表4.2-8），与523r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现取nw=600r/min如果选nw=480r/min，则速度损失太大。所以实际切削速度为vc=122m/min精铣30孔端面深度加工：进给量每齿：查参考书籍2的表3235，选择切削的加工的速度：查参考书籍3的表1832，选择铣床主轴的转速，查书籍的公式式（2.2）知道：查参考书籍8的表3.2-37 切削加工的实际的速度：加工进给的量，查书籍的表（1.4）得：工作台60秒的进给量： 得加工切削层的长度：由箱体毛坯的长度得 刀具切入的长度：得铣刀切出的尺寸长度：得切削为1次机加工的用时：查参考书籍3的表2.2-47知道切削的辅助的用时工序钻扩铰30孔根据零件的形状选择钻床Z525的机床，按照参考书籍7的表4.3-14至4.5-16能够知道其技术的参数加工孔的刀具选用为钻头， ；进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 扩29.7孔刀具：根据参照参考文献3表4.331选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。片型号：E403切削深度：进给量：查阅书籍3表2.452，取。切削速度：查阅书籍参考文献3表2.453，取。机床主轴转速：按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时被切削层长度：刀具切入长度有：刀具切出长度： ，取走刀次数为1机动时间：铰孔刀具：参考选用相关参考文献3表4.510.0的高速钢锥形柄的铰刀。进给量：参考选用相关书籍文献3表2.438，取。切削速度：查阅书籍文献3表2.441，取。机床主轴转速：，查阅书籍文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序：钻攻12孔加工10的孔： 选取材质为高速钢8.5锥柄麻花钻头；按照参考书籍（4的表3.27） 由参考资料书籍3的表2.6，与参考资料书籍3的表4.116知道 由参考书籍（4的表2.15） 根据钻床取 加工工时：攻丝M12：取材质为高速钢M10mm机用丝攻零件的螺距，知道 由机床取 攻丝时间：工序：镗叉口35圆弧拨叉的材质是450-10铁， 加工的机床选取镗床T618，加工的工序选择合金镗刀进给量：按照参考书5的表2.2-36，取速度加工：按照书籍资料5的表2.3-46，取参照式子（2.3）转速：，选择实际镗削速度：加工层的距离：刀具切入的距离：镗刀切出的距离：走刀1次切削层的距离：刀具切入的距离：镗刀切出的距离：1次走刀加工用时：根据参考书3附表2.2-44能够知道铣削加工的辅助的时间工序铣叉口内侧面铸件取X62W式的机床。查阅参考书籍7的表3135取的材料的硬质合金的铣刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照箱体毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时工序铣18mm两平面根据工序的加工要求，选用铣床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用刀具的材质为硬质合金的铣刀。刀具的宽度取选择，其几何的参数查参考书籍4的表9.1-25选用：、。深度的加工：每一转的加工的进给量为，故加工的速度计算转速的计算：根据铣床加工的说明： 实际加工速度： 工作台60秒进给量加工： 参照铣床使用说明： 切削用时：查参考书籍4的表9.2-37加工的时间得： 其中：，查参考书籍3的表9.1-36知，算入式2-5知： 工序钻扩15孔钻孔进给量：根据按照资料书籍7的表2.7-59，取加工速度：根据按照资料书籍7的表2.3-58，取机床转速，由式字（14）知：，取加工实际速度，由式字（1.9）知：切削层加工距离：铣刀切入的距离： 式（1.5）铣刀切出的距离： 得走刀1次加工时间： 由（1.4）扩孔进给量：参考选用相关书籍文献3表2.238，取。切削速度：查阅书籍文献2的表2.442选择，取。主轴转动速度：，根据参考书3的表3.2236，取故加工的实际速度：加工时间 切削层的距离：刀具切入时距离： 刀具切出时的距离： 取1次走刀加工用时： 第2章 铣叉口内侧面夹具的设计2.1 卧式铣床夹具的设计 经过与指导老师的协商，本夹具用在立式铣床上加工汽车拨叉的顶面。机床型号为62力式铣床。刀具为50的端面铣刀。2.2问题的提出本夹具主要用来精铣拨叉的顶面,有一定的技术要求，表面粗糙度为12.5。主要应考虑机械加工的精度，而提高劳动生产率，降低劳动强度为次要因素。2.3定位基准的选择精基准的选择主要应考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。现设计计算如下：定位误差的分析 拨叉工序图及定位元件简解 (a)分析：对称度的工序基准12H8的轴线与定位基准80+_ 0.05 mm的轴线不重合，B0。工件定位基准与止口定位基准（80+0.07+0.01mm）不重合，Y0。定位基准可以任意方向移动。 （b）计算： B=0.02mm（同轴度误差）。 Y=TD+Td+Xmin =0.03+0.10+0.02 =0.15mm D=Y+B=0.15+0.02=0.17mm 这种定位方式的定位误差太大，很难保证槽的对称度要求。其原因：一方面是定位基准与工序基准不重合，另一方面是定位基面的公差太大。解决以上问题的措施是：夹具的总体结构为盘类形状。2.4定位元件的选择及要求：本夹具选用的定位元件是一个定位销和一个定位心轴。定位销采用的短圆柱销，因为这种类型的销适用于直径在50mm以下的孔定位。限制了拨叉两个自由度。用一个定孔心轴上的面限制拨叉底面的三个自由度。定孔心轴的定位基面必须有足够的精度，因为工件的定位是通过定位副的接触实现的，定孔心轴的精度直接影响工件的定位精度，因此，该定孔心轴基面应有足够的精度，以适应拨叉的加工要求。该定孔心轴应有足够刚度和强度，定孔心轴不仅限制工件的自由度，还有支撑工件，承受夹紧力和切削力的作用，所以应该有足够刚度和强度，以免使用中变形或破坏。定孔心轴的耐磨性好，拨叉的装卸会磨损定位元件的定位基面，导致定位精度下降。定孔心轴的工艺性要好，定孔心轴的的结构应力求简单，合理，便于加工，装配和更换。定孔心轴的材料：450-10，2.5夹紧元件的选择本夹具夹紧元件，采用移动压板。2.6夹具体的设计夹具材料选用450-10，盘类结构。夹具体采用铸件。2.7夹紧方案的设计夹紧力的作用点在拨叉定位基面的对面，落在定孔心轴的支承范围内，保证定位可靠，作用点处在拨叉刚性较好的部位，减小了夹紧变形。夹紧力的方向：夹紧力的方向朝向拨叉定位底面以保证拨叉的定位精度。该夹紧力的方向有利于减小夹紧力，在工件上铣床上铣销，夹紧力因于铣销轴向力工件的重力同向，切削力、重力由夹具的固定支承承受。切削扭矩由夹紧力所产生的摩擦力矩平衡，轴向力和重力所产生的摩擦力矩有利于减小所需夹紧力。故所需夹紧力可最小。夹紧力对工件定位的可靠性、工件和夹具的变形、夹紧机构的复杂程度和传动装置的选择有很大的影响。夹紧力的大小计算涉及到复杂的动力平衡问题，这里只作粗略的估算。 FJ=KFJ0=1.5600=900N夹紧元件的结构：在夹紧机构中多数是以斜锲夹紧机构、螺旋夹紧机构以及偏心夹紧机构为基础构成的，这三种夹紧机构合称为基本夹紧机构。本夹紧机构采用螺旋夹紧机构，它的结构形式变化最多，选用典型的移动压板，它的结构紧凑，使用方便。夹具与工作台安装联结方式：本铣夹具通过定位键与铣床工作台T形槽的配合来确定夹具在机床上的位置。定位键采用沉头螺钉固定在夹具体底面的纵向槽中，使用两个，两定位键的距离较远，定位精度较好。定位键与夹具体的配合为H7/h6。为提高夹具安装精度，定位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或者在安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以小轴间隙的影响。 铣床夹具的夹具体设计有耳座，并通过四个M16的螺栓将夹具紧固在机床的工作台T形中，耳座的间距与T形槽的间距一致。 2.8 夹具设计及操作的简要说明本夹具用在卧式铣床上加工拨叉的上表面.当加工完毕后，使工件与夹具体之间松开。该夹具结构简单，操作方便。但分度精度受到分度盘的四条斜槽制造精度的影响，故适用于加工要求精度不高的情况下。另外采用定孔心轴，能用于加工批量不大的场合。铣床夹具的装配图及夹具主要零件图分别见图纸结 论 本设计方案与和类似的夹具相比较，能正确解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。但是还有一些地方做得不完善，需要进一步改进和研究，本夹具对夹紧力的计算只是粗略的估算，车夹具在安装还需要调试，可能要加配重。铣夹具的夹紧改位其它夹紧方式可能会跟好的提高生产效率。 总而言之：我在这次课程设计的过程中，专业知识得到一次全面的复习提高。在以下的各方面得到了很好的锻炼：1.能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的知识2.提高了结构设计能力，通过设计夹具训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具能力。3.学会使用手册以及图表资料，掌握与本夹