1 主离合器分离杠杆铣宽度为4mm槽夹具设计.doc
主离合器分离杠杆铣宽度为4mm槽夹具设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163961宁课程设计主离合器分杠杆机械加工工艺及夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962摘要主离合器分杠杆零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词工艺，定位，切削用量，夹紧IABSTRACTTHEBOLTBODYPARTSANDMILLINGFIXTUREDESIGNPROCESSISTHEDESIGNPROCESSDESIGN,INCLUDINGMACHININGPROCESSDESIGNANDFIXTURETHREEINPROCESSDESIGNSHOULDFIRSTOFALLPARTSFORANALYSIS,TOUNDERSTANDPARTOFTHEPROCESSTODESIGNBLANKSTRUCTURE,ANDCHOOSETHEGOODPARTSMACHININGDATUM,DESIGNTHEPROCESSROUTESOFTHEPARTSTHENTHEPARTSOFEACHSTEPINTHEPROCESSTOTHESIZECALCULATION,THEKEYISTODETERMINETHECRAFTEQUIPMENTANDTHECUTTINGDOSAGEOFEACHWORKINGPROCEDUREDESIGNTHENTHESPECIALFIXTURE,THEFIXTUREFORTHEVARIOUSCOMPONENTSOFTHEDESIGN,SUCHASTHECONNECTINGPARTPOSITIONINGDEVICES,CLAMPINGELEMENT,AGUIDEELEMENT,FIXTUREANDMACHINETOOLSANDOTHERCOMPONENTSPOSITIONINGERRORCALCULATEDBYTHEANALYSISOFFIXTURE,JIGSTRUCTURETHERATIONALITYANDTHEDEFICIENCY,PAYATTENTIONTOIMPROVINGANDWILLDESIGNINKEYWORDSPROCESS,POSITIONING,CUTTINGDOSAGE,CLAMPING,购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396II目录前言1一、零件的分析2二、确定毛坯4三、工艺规程设计5四、铣宽度为4MM槽夹具设计1741研究原始质料1742定位基准的选择1743切削力及夹紧分析计算1844误差分析与计算1945零、部件的设计与选用21451定位销选用21452定向键与对刀装置设计2146夹具设计及操作的简要说明22总结24参考文献25致谢261前言机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。本设计是主离合器分离杠杆零件加工工艺及夹具设计。主离合器分离杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔、基准先行前道工序为下道工序做准备的工艺设计原则。基准的选择以杠杆大头外圆外圆面作为粗基42准，以杠杆大头花键底孔及其下表面作为精基准。先将大头底面加工出来，然后作为定位基准，在以底面作为精基准加工孔。由于内孔花键较细小且精度要求较高故采用拉削加工最为合理。考虑到零件年产量5000件，属于大中批量，但是零件的结构简单尺寸较小，所以整个加工过程选用通用机床；在夹具方面选用专用夹具，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163962一、零件的分析11零件的作用题目给出的零件是主离合器分离杠杆。是发动机动力输出系统的一个零件，它的主要的作用是把离合器踏板产生的机械位移通过花键转变成扭矩，带动拨叉动作使离合器分离或者接合，控制发动机动力的输出与停止。12零件的工艺分析零件的材料为45钢锻造件，217255HBW。现分析如下主要加工面1杠杆大头下表面；2小头两侧端面；3花键底孔、MM孔及4MM孔；016524花键、125MM及M12MM螺纹孔。5）槽。104主要基准面1以杠杆大头下表面为基准的加工表面。这一组加工表面包括花键底孔、小头端面2以花键底孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括内孔花键、125MM孔、M12MM螺纹孔、购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163963MM孔、4MM孔、MM槽及其倒角。其中主01652104要加工面是内孔花键和MM孔。652这两组加工面之间有着一定的位置要求。现分述如下杠杆大头端面与花键孔轴线要求相互垂直以保证杠杆曲臂尺寸851MM花键孔轴线与孔有距离230075MM的要求以及与01652125孔、M12螺纹孔距离22MM的要求。由上述分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163964二、确定毛坯21确定毛坯的制造方法零件材料为45钢，硬度217255HBW，由于零件是一个传递扭矩的杠杆，工作时承受较大的负荷，因此此零件应该选用锻件；由于该零件年产量为5000件，已达大批生产的的水平，而且零件的轮廓尺寸也不大，故可锻造成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。22绘制毛坯图购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163965三、工艺规程设计31选择定位基准粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则，选择本零件的不加工表面是杠杆大头侧肩、面圆头和下端面作为加工的粗基准，可用支撑板对侧肩进行定位，以限制、自由度；用一个挡板对圆XYZ头定位和一个支撑销定对小头部杆身定位，以限制、自由度；再YX以一个垫板支承42圆的底面作主要定位消除自由度，达到完全Z定位。就可加工上端面和花键底孔。精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用杠杆大头下端面和花键底孔作为精基准。32制定工艺路线表21工艺路线方案一工序5热处理工序10铣杠杆大头下端面工序15钻、铰孔花键底孔至MM0324工序20铣杠杆小头两端面至MM18工序25钻和4孔01652工序30钻M12螺纹底孔，扩125阶梯孔，攻M12螺纹孔工序35拉杠杆大头36槽内孔花键购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163966工序40铣杠杆大头4MM槽工序45检查表22工艺路线方案二工序5热处理工序10铣杠杆大头上端面工序15钻、铰孔花键底孔至MM032工序20钻、锪MM平面以及钻0165210544MM孔工序25锪MM另一面1054工序30钻M12螺纹底孔，扩125阶梯孔，攻M12螺纹孔工序35拉杠杆大头36槽内孔花键工序40铣杠杆大头4MM槽工序45检查工艺路线的比较与分析第二条工艺路线不同于第一条是将“工序3铣宽度为MM的0183杠杆小头两端面”变为“锪MM两个端面面”其它的先后顺序10524均没变化。通过分析发现这样的变动可以一定程度提高生产效率，但是不能很好保证零件的尺寸精度和位置精度。所以发现第二条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。所以我决定以第一个方案进行生产。具体的工艺过程如表购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396723所示。表23最终工艺过程工序5热处理。调质处理，保证硬度HB217255工序10铣杠杆大头下表面。保证尺寸MM，粗糙度是25。0146选用立式升降台铣床X52K，专用夹具。工序15钻、铰孔花键底孔至MM。钻孔032MM的毛坯到22MM；铰孔22MM到03248HMM。保证粗糙度是63；锪孔口倒角至4515MM。采用立式钻床Z535，专用夹具。工序20铣杠杆小头两端面。保证厚度为MM，保证尺寸0183851，粗糙度是25,采用卧式铣床XA6132，用专用夹具。工序25钻和4孔。粗糙度是25,采用摇臂钻床01652Z3032，为保证加工的孔的位置度，采用专用夹具。工序30钻M12螺纹底孔，扩125阶梯孔，攻M12螺纹。采用立式钻床Z535，专用夹具。工序35拉杠杆大头36槽内孔花键。用内花键拉刀拉孔至36槽内花键，粗糙度是32,采用卧式拉床03248HL6120C，组合夹具。工序40铣杠杆大头4MM槽。铣杠杆大头开槽，保证宽度为MM，保证粗糙度是25,采用卧式铣床XA6132，用专用夹10具。工序45检查33机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定杠杆的材料是45钢锻件，毛坯的重量约3KG，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用模锻件,毛坯尺寸的确定如下由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163968大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下1杠杆大头厚度46MM考虑到花键孔端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查工艺手册表2225，其余量值为2025MM，现取2MM。故厚度毛坯值为48MM2内孔花键考虑到锻模的简单方便，将内孔花键锻成实心，内孔花键钻、铰、拉出。钻孔22MM铰孔MM0324H8拉花键专用拉刀拉成3杠杆小头厚度0183H2考虑到端面的铣削加工方便性，故锻造厚度方向的余量查工艺手册表2225，其余量值为2025MM，现取2MM。故厚度毛坯值为17MM4杠杆小头面上MM孔及4MM孔01652D考虑到孔径很小锻造很难实现，将内孔锻成实心，内孔钻出。钻孔4MM购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163969钻孔MM01652D5M123螺纹、125MM孔由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。64MM槽由上可知，此处锻成实心，不用考虑留加工量。34确定切削用量及基本工时工序1铣杠杆大头下表面机床X52K立式铣床。刀具硬质合金端铣刀，材料，齿数15YT0DM，此为粗齿铣刀。5Z因其余量2MM所以铣削深度PA2M每齿进给量查，取F012/FAMZ铣削速度参照参考文献，取。V45/MINV机床主轴转速N103D查机床说明书45/INR实际铣削速度V1045/MIN0进给量FV2587/IFFAZN工作台每分进给量M9/INF切削行程12M4T057IFWLL购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639610工序2钻、铰孔224MM，并锪倒角15451钻孔22MM确定进给量查表2810，当钢的F表2810，当钢的F表2810及表2814，查得切削速度V26M/MIN。所以10V2607/MIN4SWNRD根据机床说明书，取2000R/MIN，故实际切削速度为WN42051/MIN10WDV切削工时H13MM308IN2MWTNF2钻12MM孔确定进给量查表2810，当钢的F表2810及表28购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163961314，查得切削速度V16M/MIN。所以10V16425/MINSWNRD根据机床说明书，取400R/MIN，故实际切削速度为W124051/IN0WNV切削工时H13MMH1306MIN42MWTNF工序5钻125MM孔，钻M12螺纹底孔，攻M12螺纹孔。机床Z535立式钻床，刀具锥柄钻头125MM、102MM，加长柄机用丝锥（）1275M1钻孔125MM确定进给量查表2810，当钢F的表2810及表2814，查得切削速度V16M/MIN。所以购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163961410V16407/MIN25SWNRD根据机床说明书，取400R/MIN，故实际切削速度为W125407/IN0WNV切削工时H22MMH208MIN4MWTNF2钻M12螺纹底孔确定进给量查表2810，当钢F的表2810及表2814，查得切削速度V16M/MIN。所以10V1650/MIN2SWNRD根据机床说明书，取500R/MIN，故实际切削速度为W10256/INWNV切削工时H21MMH20MIN5MWTNF3攻M12螺纹孔购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q19721639615切削速度查表408，取V12M/INV由式（21）机床主轴转速N，0129318/MIN34VNRD根据机床说明书，取丝锥回转转速0/I实际切削速度V0314213/INDN确定进给量由于其螺距,因此进给量F75PM75/FMR切削工时H20MMH204IN3175MWTNF工序6拉36槽内花键确定进给量当钢表321根据零件材料选拉削速度分组，则查表322拉削速度选V4535M/MIN根据LG120C机床说明书，现取V4M/MIN。切削工时12ML6041T8MINV工序7铣大头4MM开槽采用高速钢锯片铣刀，160MM，齿数Z80。WD切削速度查表3023，确定V15购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q1972163961635M/MIN，取V30M/MIN，则10V2754/MIN60SWNRD现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表4239），取60R/MIN，故实际切削速度为WN16031/MINWDV当60R/MIN时，工作台的每分钟进给量应为WF0081860864MM/MINMFZWN查机床说明书，取75MM/MIN，MF切削工时铣刀的行程6024MM，则机动工时为8412IN75MTF最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程卡片。17四、铣宽度为4MM槽夹具设计41研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣宽度为4MM槽，该宽度为4MM槽对孔的中心19线要满足对称度要求以及其铣宽度为4MM槽两边的平行度要求。在铣此铣宽度为4MM槽时，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。42定位基准的选择由零件图可知在对铣宽度为4MM槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔和孔进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有241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。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，通用性较强的开口垫圈和螺母来夹紧。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。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。18铣该铣宽度为4MM槽时其对孔的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为底平面；43切削力及夹紧分析计算刀具中齿锯片铣刀刀具直径D80MM，齿数Z32，宽度L4MM。由参考文献55表129可得铣削切削力的计算公式09801235PZFAFDBZN有098110120548362N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即FKW19安全系数K可按下式计算6543210式中为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数6123456,0,1,3KK由此可得031056所以845WFN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。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螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有210TGTQLWZ式中参数由参考文献5可查得627ZR9015229其中3LM8N螺旋夹紧力04该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如21由表得原动力计算公式261001KLWL即04782393275KWLNL由上述计算易得K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。44误差分析与计算该夹具以一面两销定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。GWJ与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示J20MJJWDAZWJ由参考文献5可得两定位销的定位误差11MINDWD121MIN2MINDDDDJWARCTGL其中，1052D20D，DM3D，ININ4063DWM2J夹紧误差COSINMAXYJ其中接触变形位移值1962NHBZYRAZKNCL查5表1215有。104,06,42,07RAZHBKCNCOS8JYM磨损造成的加工误差通常不超过MJM5夹具相对刀具位置误差取AD01误差总和0853JW从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2145零、部件的设计与选用451定位销选用本夹具选用一可换定位销来定位，其参数如下表表51定位销DDH公称尺寸允差1DH1BC11216150011225144452定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示O图21夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度A18MM定向键的结构尺寸如表54表54定向键22夹具体槽形尺寸B2B公称尺寸允差D允差4LHHD1公称尺寸允差D2H18001900352519419451800195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图53所示标记四周倒圆图23平塞尺塞尺尺寸参数如表55表25塞尺公称尺寸H允差DC3000602546夹具设计及操作的简要说明23如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。24总结加工工艺的编制和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时，对零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产
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