变速器换档叉零件机械加工工艺规程及铣拨叉脚的两个端面夹具设计【优秀机械课程毕业设计论文】
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变速器
换档
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工艺
规程
铣拨叉脚
两个
端面
夹具
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优良
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论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，24页。7000字。
任务书一份。
工艺卡一张。
工序卡5张。
图纸共4张，如下所示
A1-铣夹具装配图.dwg
A1-铣夹具体图.dwg
A2-零件图.dwg
A2-毛坯图.dwg
- 内容简介：
-
镇 江 高 专 业 设 计 （论文） 拨叉 的 工艺 工装 及夹具设计 of 题 目： 拨叉的工艺工装及夹具设计 系 名： 机械工程系 专业班级： 机电 学生 姓 名： 贺 巧 凤 学 号： 070108235 指导教师姓名： 张 晶 指导教师职称： 副教授 二一二 年 二 月 十五 日 拨叉 工艺 工装 及夹具设计 专业班级： 机电 学生姓名： 贺巧凤 指导教师： 张晶 职称： 副教授 摘要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 拨 叉 转 5 孔及 铣 宽 7拨叉脚 的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、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 of of to of of is in In of to of to a of of is to of a as a is in of 目 录 序言 1 第一章 零件分析 2 件作用 2 2 第二章 工艺规程设计 3 3 4 5 序尺寸及毛 坯尺寸的确定 6 7 第三章 夹具设计 14 叉 脚两端面 的夹具设计 14 题的提出 14 位基准的选择 14 削力及夹紧力计算 14 位误差分析 15 向键和对刀装置设计 16 具设计及操作简要说明 17 总 结 20 致 谢 21 参考文献 22 第 1 页 共 22 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业 ，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 拨 叉 钻 5 孔及 铣宽 7拨叉脚 的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意 生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 第 2 页 共 22 页 第一章 零件的分析 件的作用 变速器换挡叉 的作用 就是拨动同步器的齿环，以达到各档位的分离和结合，实现换挡 。 零件的工艺分析 从 拨 叉 的零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以 15 这一组加工面包括： 15 右端面， 15。 2. 叉口处的加工面 这一组加工面包括：铣叉口的 两 端 面，铣叉口内侧面，其中 两 端面和15就要求我们要以 15 端面，以保证端面和 15 第 3 页 共 22 页 第二章 工艺规程设计 零件材料为 35，零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造 ， 锻 造精度为 2 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 。 拨 叉 零件材料为 35，硬度选用 180坯重约 1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. 15端面 15端面的粗糙度为 行一次粗铣即可满足要求，查机械工艺学及夹具设计指导表 2 Z=. 15 因为孔 仅 有 15此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 2. 叉口 两 侧面 该 叉口 两侧面 粗糙度都是 行一 次粗 铣 即可满足光洁度要求 。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为 9级。 所以根据相关资料和经验可知，毛坯的叉口厚度定为 合要求。 3. 叉口内圆面 叉口内圆面的圆弧半径为 光洁 度要求 没有 ， 直接铸造出来， 查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为 810级， 叉口的内侧面 ，粗造度为 行一次粗铣即可满足要求，查机械工艺学及夹具设计指导表 3=3的槽 因其宽度只有 13，粗糙度为 以直接铸造成实心 其 它表面均为不加工表面，而且 锻 造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 第 4 页 共 22 页 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了，毛坯的具体形状和尺寸见图 拨 叉 ” 零件毛坯简图。 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言 ，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出， 拨 叉 较不规则，所以粗基准不太容易选择。为了保证 15择叉口内圆面和 15面 作为粗基准，以保证孔的轴心线与叉口的 X、 15照粗基准的选择原则 （即当零件有不 加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 工件被放在支撑板上，限制三个自由度；工件的大叉口内表面紧靠在 一个削边销 的外圆柱面上，限制两个自由度； 12 30面与一个圆柱销配合 ，限制 第 5 页 共 22 页 一个自由度，实现完全定位。 对于精基准而言，主要应该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 。 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。 方案一 工序 1： 锻 造 。 工序 2： 调质处理 工序 3： 铣 15面 工序 4： 钻，扩，铰 15倒角 工序 5： 铣宽 13的 槽 工序 6： 钻、铰 5工序 7： 铣叉口的宽 7的两端面 工序 8： 铣叉口宽 50面 工序 9： 去毛刺 工序 10： 质检、入库 方案二 工序 1： 锻 造。 工序 2： 调质处理 工序 3： 铣 15面 工序 4： 铣叉口的宽 7的两端面 工序 5： 钻，扩，铰 15倒角 工序 6： 铣宽 13的 槽 工序 7： 钻、铰 5工序 8： 铣叉口宽 50面 工序 9： 去毛刺 第 6 页 共 22 页 工序 10： 质检、入库 对方案一和方案二进行比较，可知方案二将 15叉口的 两 端面 后 面 ，由零件图我们知道， 15叉口的 两 端面 有垂直度要求，为了保证他们之间的垂直度要求，应将 15样不但可以保证他们之间的垂直度要求，而且为后面工序的加工，提供了定位基准，节省了时间，进而提高了效率，所以我们选择方案一。 具体的加工路线如下 工序 1： 锻 造。 工序 2： 调质处理 工序 3： 铣 15面 工序 4： 钻，扩，铰 15倒角 工序 5： 铣宽 13的 槽 工 序 6： 钻、铰 5工序 7： 铣叉口的宽 7的两端面 工序 8： 铣叉口宽 50面 工序 9： 去毛刺 工序 10： 质检、入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 15 15行一次粗铣即可满足要求，查机械工艺学及夹具设计指导表 2 Z=. 15 因为孔仅有 15因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜 设计底孔。 因 此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 2. 叉口 两 侧面 该 叉口 两侧面 粗糙度都是 行一次粗 铣 即可满足光洁度要求 。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为 9级。 所以根据相关资料和经验可知，毛坯的叉口厚度定为 合要求。 第 7 页 共 22 页 3. 叉口内圆面 叉口内圆面的圆弧半径为 光洁 度要求 没有 ， 直接铸造出来， 查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为 810级， 叉口的内侧面，粗造度为 行一次粗铣即可满足要求，查机械工艺学及夹具设计指导表 3=3的槽 因其宽度只有 13，粗糙度为 以直接铸造成实心 其它表面均为不加工表面，而且 锻 造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 确定切削用量及基本工时 工序 1： 锻 造。 工序 2： 调质处理 工序 3： 铣 15面 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端 铣刀，刀片采用 p ， 50 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取275 r 第 8 页 共 22 页 m 0 0 275251 0 0 0 w 当275r/ 按机床标准选取 2003） 计算工时 切削工时： 5 ， ， 2 ，则机动工时为 m ： 钻，扩，铰 15倒角 工步一钻孔至 12 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的 00，20 时， 。由于本零件在加工 12 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2查得切削速度8 所以 m 712 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 0 0 475121 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 9 页 共 22 页 工步二： 扩孔 利用钻头将 孔扩大至 ，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 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则 主 轴 转 速 为 m 4 ， 并 按 车 床 说 明 书 取8 rn w ，实际切削速度为 m 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m ： 铰 孔 根据 参 考文献 表 2， 28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取， 98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 切削工时： 0 ， ， 2 ，则机动工时为 m 角 工序 5： 铣宽 13 的 槽 第 10 页 共 22 页 1. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金三面刃 铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在 7 次走刀内铣完，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 51 0 001 0 00 rd vn s 按机床标准选取275 r m 0 0 275251 0 0 0 w 当275r/ 按机床标准选 取 2003） 计算工时 切削工时： 2 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 0 22221 T=7t=序 6： 钻 5工步一 钻 孔至 定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的 00， 时， 。由于本零件在加工 时 第 11 页 共 22 页 属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 所以 m 1 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 切削工时： 2 ， ， 2 ，则机动工时为 m 铰 孔 根据 参考文献 表 2， 28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取， 98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 切削工时： 2 ， ， 2 ，则机动工时为 m ： 铣叉口的宽 7的两端面 1. 选择刀具 刀具选取三面刃铣刀 ，刀片采用 p ， 000 ， 25 ， 4z 。 第 12 页 共 22 页 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取275 r m 0 0 2751001 0 0 0 w 当275r/ 按机床标准选取 2003） 计算工时 切削工时： 01 ， 2 ，则机动工时为 ( m 4 5 4 2021 T=2t=序 8： 铣叉口宽 50面 卧式铣床 择刀具 刀具选取 高速钢三面刃铣刀 ，刀片采用 p ， 000 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 第 13 页 共 22 页 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取275 r m 0 0 2751001 0 0 0 w 当275r/ 按机床标准选取 2003） 计算工时 切削工时： 01 ， ，则机动工时为 m 1 5 fn T=2t=序 9： 去毛刺 工序 10： 质检、入库 第 14 页 共 22 页 第三章 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，决定设计 工序 7： 铣叉口的宽 7的两端面 。 拨 叉 脚 的 两个端 面的夹具设计 题的提出 本夹具主要用于 铣叉口的宽 7 的两端面 的夹具设计，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须 合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。铣叉口宽 7 的两 端 面，采用 15孔及其端面做为定位基准，限制工件五个自由度，工件的另一个自由度用一挡块即可限制，但为了防止工件在铣削时转动，所以在其对应的面用一固定挡 销 。 削力及夹紧力计算 （ 1）刀具： 采用三面刃铣刀 100z=24 机床： 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正 系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 第 15 页 共 22 页 代入上式，可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=6料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 第 16 页 共 22 页 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应 力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 定位误差分析 （ 1）定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面，一心轴，一挡块、一 挡销 。 （ 2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，心轴的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与心轴配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的心轴保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与心轴中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与 第 17 页 共 22 页 固定接触点和心轴中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一心轴，一挡板定位，工件始终靠 近挡板的一面，而心轴的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在心轴正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 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。 根据 80定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺 钉图 根据 a=18向键的结构尺寸如下 ： 表 定向键数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称 允差 d 允差 4d 第 18 页 共 22 页 尺寸 公称尺寸 允差D 18 5 12 5 11 3 + 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示 ： 标记 四周倒圆图 平塞尺图 塞尺尺寸为 ： 表 平塞尺 尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 2 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。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提 高生产力，使用快速螺旋夹紧机构 。 第 19 页 共 22 页 夹具装配图附图如下 第 20 页 共 22 页 夹具体附图如下 第 21 页 共 22 页 总 结 毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不
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