五六档变速导块加工工艺及铣φ22孔两端面液压夹具设计.doc

图纸等加153893706目录1 前言22 五六档导块零件的加工工艺规程设计32.1五六档导块零件的分析32.1.1五六档导块零件的作用32.1.2五六档导块的工艺分析32.2 五六档导块加工过程中的主要问题以及解决方法42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基面的选择52.2.3确定五六档导块零件的工艺路线62.2.4加工五六档导块的设备与工艺的设备82.2.5确定切削用量83专用夹具设计143.1问题的提出143.2定位分析143. 3切削力及夹紧力的计算143. 4确定对刀装置163.5夹具操作说明16结束语18参考文献19致 谢201 前言对零件的加工工艺及夹具的课程设计，是对已学知识的一次检测，是踏入社会前，对相关知识的一次总测验，也是对理论和实际相结合的试水。机床夹具已经被作为，现代机械加工中的重要设备。设计和使用一种实用且先进的夹具已成为一种，促进生产发展的重要工艺措施。随着中国在机械工业生产方面的逐渐进步,不断创新机床夹具已成为技术革新中的重大目标，越来越多的新夹具不断的出现，将会对现代机械制造领域产生非常大的影响。就夹具本身而言，也是在随着机械制造领域的不断发展而不断地革新与进步。按各个部件在夹具中的职能和布局特色,构成夹具的元件能够划分为下面几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装配(或称夹紧部分)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装配(包括刀具导向元件,对刀设备及靠模设备等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装配；(7)其它元件及其装配(包括夹具各部分间以及夹具与机床间起衔接作用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；一些夹具，可能并没有装备所有的元件。相反,按照加工等多方面依据具体要求,一部分夹具仍需安装其它装置和机构。下面几项内容的设计将会成为设计夹具的重点：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其余元件和装置的设计。2 五六档导块零件的加工工艺规程设计2.1五六档导块零件的分析2.1.1五六档导块零件的作用这次我的设计的是五六档导块零件的工艺以及夹具的设计，五六档导块主要起到变速导向的作用。五六档导块零件是机器中的主要的零件。从图上可以看出，22孔加工质量，只要孔的精度降低下来，机器的使用价值也就要大打折扣。2.1.2五六档导块的工艺分析 工件的材料是HT200，灰铸铁生产工艺不复杂，铸造的性能不错，减震性能也较好。 五六档导块零件所需要加工的表面和加工面的位置的要求。分析如下几点：（1）主要的加工表面：1）加工上，下平面要保证尺寸到72mm2）加工12mm两侧平面3）加工18mm槽平面，加工18mm两个端面并要保证各位误差的要求4）加工8孔5）钻铰22孔（2）主要的基准表面：1）以上平面当作基准的加工的表面此组加工的表面所包括： 五六档导块零件的上表面各个孔与五六档导块的上表面2）以下平面当作基准加工的表面这组所要加工的表面所包括：主要要加工的是平面的各个孔以及面2.2 五六档导块加工过程中的主要问题以及解决方法2.2.1确定毛坯的制造形式五六档导块的材料为HT200。因为年产量4000件，达到中批量生产的水平，并且五六档导块工件的轮廓尺寸不是太大，铸造的表面所要求的质量也教高，所以可以采用质量铸造稳定的，合适成批量生产的机器砂模铸造方式。方便于铸造以及加工工艺过程，并且也可以提高劳动的生产率。2.2.2基面的选择1选择粗加工基准 非加工表面作为粗基准可以保证要加工的面与不要加工的面之间的位置关联精度。若零件上有许多不用加工的表面此时选取粗基准需要选用高的位置精度要求的面。，遵循使用的关联表面要达到加工余量要求均衡这一原则。这样就能确保平均地去除少量的剩余量，使零件表面构造更加精细，在耐磨性方面得到极大的提高。遵循使用加工的剩余量达到最小的表面这一原则，不可。如果不按照这一原则选择则会导致无法对这个面所拥加工量剩余进行保证的危险情况，最终威胁到设计本身。遵循尽力选用平整、光滑洁净、拥有足够面积的表面这一原则，否则将无法对加工定位的精确性进行测定，夹具对工件的固定是否成功。选择粗基准时必须考虑到表面的冒口、毛刺、浇口等，有时还需要对其加工。由于粗基准大多有无规则的表面，应当防止反复运用。多次运用无法确保表面间位置精确。对于本五六档导块零件而言，参照互为基准加工选择的原则，选取此五六档导块的下表面来作为此零件加工的粗加工基准，利用底平面的定位块支承以及底面来作为主要定位加工基准，来限制z、z、y、y、几个的自由度。然后以一面来定位来消除x、方向的自由度，从而达到定位的目的。2选择精加工基准 让零件拥有相同或者类似的设计基准与定位基准可以大范围的避免定位基准与设计基准的偏差所引起的基准偏差，否则要花很长的时间去消除这些偏差。这便是基准重合原则。尽可能采用不要采取不同的定位基准。如此一来便益于我们轻松快捷的选定每个表面间的位置精度，将本来需要进行的基准转换间的错误将小至最低，且选用统一夹具的各工序，可缩小工作量。这便是基准统一原则。精基准的选取时，有些被频繁加工的两个被加工面之间能够以彼此作自己的加工基准。这便是互为基准的原则。(4).一些需要剩余量少且均匀的精加工或光整加工工序能够选用被加工表面自身作基准。这便是自为基准原则。主要考虑到五六档导块零件基准重合的问题以及便于装夹，选择已加工完的平面来作为精加工基准。2.2.3确定五六档导块零件的工艺路线表2.1工艺路线方案一1铸造铸造成型2时效热处理3铣铣22孔两端面4铣铣18mm槽及端面5铣铣12mm两侧面 及端面6钻钻铰22孔7钻钻8孔8钳工去除锐边毛剌9检验按零件图纸对加零件进行全尺寸检验表2.2工艺路线方案二1铸造铸造成型2时效热处理3铣铣22孔两端面4钻钻铰22孔5铣铣12mm两侧面 及端面6铣铣18mm槽及端面7钻钻8孔8钳工去除锐边毛剌9检验按零件图纸对加零件进行全尺寸检验工艺路线的比较以及分析：第二条工艺路线和第一条不同点是将加工平面的工序放到了前面。铣完平面以后再来加工22孔然后以22孔及端面定位基准加工其它面以及其它孔等。经过分析比较发现这样的改动提高了劳动生产的效率。并且相对于五六档导块的尺寸精度以及位置的精度都有很大程度的帮助,也符合了先加工面后加工孔的加工的原则。 首先加工五六档导块的22孔平面，然后以上下平面为精基准再加工22孔，这样就可以保证了，平面间要求的平行度，同时也为加工五六档导块平面上各个孔确保了垂直度的要求。所以也符合先面后孔的加工的原则。要是选选第一条的工艺方按路线，先来加工孔然后在加工面,不但不方便装夹，而且零件毛坯端面和轴的轴线是不是垂直，确定了加工出来的孔的轴线和轴的轴线是不是平行问题。所以分析第一条工艺路线方案不可行。选择第二条工艺路线，先加工各个平面，后以加工过的平面来作为精基准，在对其它各个孔的加工，就可以确保孔的形位公差的要求以提高劳动效率以及保证精度两个前提下，得出第二个路线较合理。故我选择按第二个路线来进行生产加工。最终的方按见工艺过程卡以及工序卡片所示。2.2.4加工五六档导块的设备与工艺的设备机床选用 X52K式的铣床 Z535式的钻床 选用工装该五六档导块为中批量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用各步的加工工序在铣床上面进行的，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足五六档导块零件图纸的质量的要求。因为五六档导块要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为高速钢的钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。2.2.5确定切削用量工序：铣22孔两端面加工的条件：五六档导块材料选择 HT200，铸造。机床选用 X52K铣床。根据文献资料7表3133刀具选用硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料选择， ，齿数的粗齿铣刀。因为其单边的余量：Z=2mm因此铣加工的深度：每齿的进给量：查文献资料3表2.3-76，选择铣加工时的速度：由文献资料7表3135，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）公式当中 V铣加工的速度； d刀具的直径。根据式2.1铣床主轴的转动速度：查文献资料3表3.2-75 加工的实际的铣加工速度：进给的量： 工作台的每分钟的进给量： ：由文献资料7表2.3-82,工序：铣12mm两侧面及端面：加工的条件：五六档导块材料选择HT200，铸造。机床选用X52K式铣床。由文献资料7表3133，刀具选用材料铣刀 1）背吃刀量以及的选用 因待加工尺寸不小，分为两次来干 2）每一个齿制造的进给的宽度 根据12 里面的表3.5 3）铣平面时的速度以及每分的进给的宽度 铣平面时的速度：根据查阅的资料 9 里面的表3.33使用 得出 所以 使用X52K铣床机械切削加工机床，检索机床的使用说明，检索参考书籍9资料表4.1.39，得到，故铣平面的实际速度是 ，铣床工作台以及每分的进给的宽度 铣平面时的速度：根据查阅的资料里面的表，使用 4）这次加工所花费的用时：见9上面对应的表格3.27，得到见9上面对应的表格3.27， 工序：铣18mm槽及端面切削用量及基本工时的确定：铣18mm槽及端面，选用机床：X52K立式铣床 选择铣刀半径为25mm，齿数Z=2（见工艺手册表3.127） ，（切削表3.7和切削表3.8） （切削表3.9） 按机床选取 实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 铣床工作台进给量： 基本工时：工序：钻8孔切削用量及基本工时的确定：钻8通孔，选用机床：Z535立式钻床 选择8mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册表3.16） （切削表2.7和工艺表4.216） （切削表2.15）硬度200217 按机床选取（工艺表4.25） 实际切削速度： 基本工时：（工艺表6.25）工序：钻铰22孔机床：Z535钻床钻至直径21.7孔,机械切削加工使用刀具为高速钢锥柄麻花钻头单边余量： mm制造深度：一个齿加工进给距离：查参考书3表2.5-74： 制造时速度：由参考书7表3239：据式（2.6）钻床主轴制造时转速：查 3附表3.2-75：制造时实际速度：加工进给距离：工作台60秒进给距离：参考书附表2.1-85：五六档导块切削层加工长：五六档导块零件毛坯尺寸得 加工钻头切入长：加工钻头切出时长：选走刀次数1铰直径22孔已知条件如下：它用材料是 HT200，铸造成型根据分析五六档导块则选取Z535式钻床又因刀具选铰： 制造深度：一个齿进给距离：据参考教材7表3137： 制造速度：参考书 7表3539：制造时转速：教材第四版式（2.6）：由参考资料3表3.1-36：实际铰削加工速度：进给量，由公式（2.9）：钻床工作台每分钟进给量： 铰削层长：分析五六档导块零件毛坯铰刀切入时距离：铰刀时铰刀切出距离：选走刀次数1参考书9：min。参考书8附表2.4-48：钻削加工辅助时间参考书8切削加工工时：min参考书5附表2.1-45：铰削加工辅助时间工序 钳工，检验 3专用夹具设计(铣22孔两端面夹具设计)3.1问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工五六档导块零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工五六档导块铣夹具采用X52K式铣床，用铣刀。3.2定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工铣22孔两端面时，采用侧面和端面相互作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个端面与两个型块定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=（TD+T d+S）/2TD =0.060mmT d =0.011mmS=0.010mmj=0.0365mm3. 3切削力及夹紧力的计算刀具：合金铣刀。铣切削力：查机床夹具设计手册P70表3-6，得铣削力计算公式： 式中 P铣削力t铣削深度,2mmS每转进给量, 0.3mmHB布氏硬度，140HBS 所以 =7443（N）铣的扭矩： 式中 S每转进给量, 0.3mmD直径, 25mmHB布氏硬度，140HBS=54(NM)夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以一个面和两个型块定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则所需夹紧力 =766（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3. 4确定对刀装置本工序要求对被加工的两侧面依次进行加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，查表9-13，确定对刀块高度H=10mm。3.5夹具操作说明这次设计的铣夹具的夹紧原理为：通过圆弧面孔和端面为定位基准，型块、垫块实现完全定位，以对刀块对刀来刀具进行加工。采用机动快速夹紧机构夹紧工件。结束语通过近两周的课程设计，使我们充分的掌握了一般的设计方法和步骤，不仅是对所学知识的一个巩固，也从中得到新的启发和感受，同时也提高了自己运用理论知识解决实际问题的能力，而且比较系统的理解了零件加工工艺与夹具设计的整个过程。在整个设计过程中，我本着实事求是的原则，抱着科学、严谨的态度，主要按照课本的步骤，到图书馆查阅资料，在网上搜索一些相关的资料和相关产品信息。在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有xxx老师的指导和帮助，才能够在设计中少走了一些弯路，顺利的完成了设计。本设计研究过程中仍然存在不足之处，有的问题还待于进一步深入，具体如下：（1）缺乏实际工厂经验，对一些参数和元件的选用可能不是非常合理，有一定的浪费。（2）与夹具相关的刀具和量具的了解还不太清楚。（3）系统的设计不太完善，在与计算机配合进行精确的数据采集和控制上还有一些不足。（4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨损度在实际中尚不明确。18参考文献1 刘德荣，组合夹具结构简图的初步探讨，组合夹具，1982. (1) 2 孙已德，机床夹具图册M，北京：机械工业出版社，1984：20-23。3 贵州工学院机械制造工艺教研室，机床夹具结构图册M，贵阳：