机械制造技术课程设计-三四档拨叉加工工艺及钻Φ5夹具设计

机械制造工艺学课程设计说明书三四档拨叉加工工艺及钻5夹具设计全套图纸加扣3012250582 目录一、序言3二、零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析4三、工艺规程设计43.1确定毛坯的制造形式43.2基面的选择43.3制订工艺路线53.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定63.5确定切削用量及基本工时8四、钻5孔夹具设计114.1研究原始质料114.2定位基准的选择114.3切削力及夹紧力的计算124.4误差分析与计算134.5 零、部件的设计与选用144.5.1定位销选用144.5.2夹紧装置的选用144.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用154.6夹具设计及操作的简要说明16结 论17参考文献18一、序言机械制造工艺学课程设计是在大学全部基础课,技术基础课以及大部分专业课完成以后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学四年的的学习中占有重要地位.就我个人而言,希望能通过这次课程设计对自己即将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力.由于能力有限,设计尚有诸多不足之处,恳请各位老师多多指教.二、零件的分析2.1零件的作用题目所给定的零件是第三四变速叉,它位于变速箱中,主要重用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的.2.2零件的工艺分析此变速叉共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求,现分述如下: 1.以14mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括: 14mm孔及其倒角,两个侧面,14mm孔的上端距其中心24mm的两个端面,还有孔下端的5孔.2.以78.2mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括: 78.2mm的孔及其倒角, 78.2mm的孔的侧面,.这两组加工表面有着一定的位置要求,主要是:78.2mm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助专用夹具加工另一组表面,并保证他们之间的位置精度要求.三、工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为ZG310-570钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.因为为大批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型.这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的.3.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的.1.粗基准的选择现选取14mm孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共两个V形块夹持外轮廓做为主要定位面,以消除自由度.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,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复.3.3制订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的技术要求能得到合理的保证.爱生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降低.工艺路线工序 钻铰14mm孔并倒角.工序 攻铰5.工序 粗铣78.2mm孔的两端面.工序 粗镗81.7mm孔.工序 精镗78.2mm孔.工序 78.2mm孔1*450倒角工序 精铣78.2mm孔的两端面.工序 终检.上述方案主要是以14mm孔位基准,两侧面,这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差,同时也照顾了加工路线方便的特点,因此最终确定如下:工序 粗铣14mm孔上端两端面,以14mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 钻铰14mm孔并倒角.以14mm孔及端面定位,选用Z5125立式钻床及专用夹具.工序 攻铰5.工序 粗铣78.2mm孔的两端面.以14mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗镗81.7mm孔.以14mm孔及距中心线66.2mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 精镗78.2mm孔. .以14mm孔及距中心线66.2mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 78.2mm孔1*450倒角.选用C620-1型车床及专用夹具.工序 精铣78.2mm孔的两端面. 以14mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 终检.3.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定“变速叉”零件材料为ZG310-570钢,毛坯重量约1.5Kg,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯.根据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 槽的侧面参照表3.1-56,其加工余量Z=3mm.2. 14mm孔的两个上端面参照表3.1-56, 其加工余量Z=3mm.3. 78.2mm孔的两侧面,铣削公差-0.22mm. 参照表3.1-56, 其加工余量Z=3mm.精铣余量:单边0.7mm(见表8-31),铣削余量:Z=3.0-0.7=2.3mm,偏差mm。由于设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整法加工.因此在计算最大,最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定.5. 14mm孔参照, 其加工余量2Z=2mm.钻孔18.5mm,铰孔14mm.6. 78.2mm孔参照, 其加工余量2Z=2.5mm.粗镗81.7mm,精镗78.2mm.厚度为8mm的两端面尺寸加工余量和工序间余量.毛坯名义尺寸:8+2*2=12mm毛坯最大尺寸:12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸:12-0.5*2=11mm粗铣后最大尺寸:8+0.7*2=9.4mm粗铣后最小尺寸:9.4-2*0.22=8.96mm精铣尺寸与零件尺寸相符,即8mm.3.5确定切削用量及基本工时工序 粗铣14mm孔上端两端面。齿 切削速度：参考有关手册，确定V=27m/min。采用高速钢三面刃圆盘铣刀，Z=10。工序 钻铰14mm孔,并倒角1*450两端. 1.钻孔18.5mm ,V=17m/min. 采用高速钢钻头, 2.铰孔14mm. 采用高速钢绞刀,V=14.7m/min. 3. 14mm孔倒角1*450两端. 采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与铰孔相同. 工序 钻铰孔5 采用麻花钻,V=20m/min. 工序 粗铣78.2mm孔端面. 采用高速钢圆柱铣刀,Z=10,V=20m/min 工序 粗镗78.2mm孔 采用双刃镗刀,V=40m/min. 工序 精镗78.2mm孔. V=35m/min 工序 78.2mm孔1*450倒角. V=16m/min 工序 精铣78.2mm孔的两端面齿 采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min. 工序 终检。最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其他数据,填入机械加工工艺过程卡片.四、钻孔夹具设计4.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻圆周面上直径为5孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工，进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：方案：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。通过比较分析只有方案满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择底平面和两孔为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制5个自由度。4.3切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：台式钻床Z4006A，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式： 式中D=5MM 查表得： 其中： 即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得： 有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：由上述计算易得： 因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4误差分析与计算该夹具以底面、两孔为定位基准，要求保证被加工和孔粗糙度为12.5。该孔次性加工即可满足要求。由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 且：L=135mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：4.5 零、部件的设计与选用4.5.1定位销选用本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如表6.1和6.2：表6.1可换定位销dHD公称尺寸允差141816150.01122514M124 表6.2 固定棱形销dHd公称尺寸允差40502022+0.0340.0236553816 1.54.5.2夹紧装置的选用该夹紧装置选用移动压板，其参数如表6.3： 表6.3 移动压板公称直径L545208196.67M654.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 图6.1 可换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表6.4：表6.4 钻套dHD公称尺寸允差51212+0.018+0.007221810490.518衬套选用固定衬套其结构如图所示：图6.2 固定衬套其结构参数如下表6.5：表6.5 固定衬套dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0161218+0.023+0.0120.52钻模板选用固定式钻模板，用4个沉头螺钉和2个锥销定位于夹具体上。4.6夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在钻床上加工直径为5的孔。工件以底平面、两孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。 结 论通过这次设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学四年中所学基础知识的学习和理解。毕业设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，毕业设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于镗孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，镗孔的专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的毕业设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。 参考文献1 杨叔子，机械加工工艺师手册M，北京：机械工业出版社，2004。2 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，2004。3 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1990。4 方昆凡，公差与配合手册M，北京：机械工业出版社，1999。5 王光斗，王春福，机床夹具设计手册M，上海科学技术出版社，2000。6 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。7 吴宗泽，机械设计实用手册M，北京：化学工业出版社，2000。8 刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。9 上海金属切削技术协会，金属切削手册M，上海：上海科学技术出版社，1984。10 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002。 11 黄如林，切削加工简明实用手册M，北京：化学工业出版社，2004。12 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。13 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980