机械制造技术课程设计-一二档变速导块加工工艺及铣扁夹具设计

目录TOC\o"1-3"\u引言 1第一章零件的作用 21.1绘制零件图 21.2零件的作用 21.3零件的工艺分析 3第二章工艺规程的设计 32.1确定毛坯的制造形式 32.2基准的选用 32.3工艺路线的制定 42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4第三章切削用量的计算 5第四章专用夹具设计 84.1夹具定位方案确定 84.2夹具体设计 94.3夹具定位误差分析 94.4夹紧力计算 104.5绘制夹具装配图 10总结 11参考文献 12致谢 13引言机械制造工艺学课设是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这是我们在毕业设计之前对所学课程的一次深入的全面的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在几年的学习中占有重要地位。就我个人而言，希望通过本次课程设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性训练，通过本次设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为将来的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师予以批评指导。本次课程设计的题目为：设计零件1、2档导块的机械加工工艺规程及工艺装备。主要内容如下：

1绘制零件图，分析零件结构及作用；2根据分析情况绘制零件毛坯图；3分析加工方式，制定工艺流程，合理利用设备及刀具；4计算加工切削用量；5设计零件铣扁专用夹具，分析零件的定位及夹紧受力情况；6绘制夹具装配图及零件图；7设计零件说明书。零件的作用1.1绘制零件图首先利用软件进行图形的绘制，具体见下图图1.1导块零件二维图：图1.1导块二维图1.2零件的作用本次课设的零件为：“1、2档导块零件”。该零件装在变速箱中，当车换挡过程中起到拨叉配合拨动齿轮的作用。因此该零件是换挡过程中的重要部件，需承受一定的冲击与交变载荷。其中零件Ø22mm孔传入轴，由Ø8mm孔插入销进行固定，防止零件活动。在圆柱的侧面有一18mm槽，该槽是重要的工作部位之一，负责拨动其它零件，因此，加工孔时注意配合，该槽有三个面，都需要加工，粗糙度有要求且槽宽有公差要求，由于槽侧面要经常接触与分开，所以需要热处理淬火处理，增强零件的耐磨性。1.3零件的工艺分析该零件为叉架类零件，形状不规则、尺寸精度、形位公差要求均较高，零件的主要技术要求分析如下：1孔加工：叉孔Ø22mm的加工，要求公差为F8，粗糙度为Ra=3.2；2孔Ø8mm的加工，要求精度公差为H9，粗糙度为Ra=3.2，位置相对于A基准为0.1mm；3面加工，孔Ø22mm孔两端面的加工，尺寸72mm，粗糙度Ra=12.5；4叉槽两端面的加工，尺寸保证厚度8±0.1mm，侧面距孔Ø22mm中心为18.5±0.15mm，粗糙度Ra=3.2；5叉槽的加工，尺寸宽度为18mm，槽底至孔Ø22mm孔中心为23mm，槽两侧面粗糙度Ra=3.2，槽底粗糙度Ra=12.5；槽两侧的倒角尺寸；6按图纸要求的槽两侧热处理：硬度为HRC50~58，深度为1.2~2.5mm。第二章工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式由于零件的结构、形状不规则，已知材料为HT200，毛坯的尺寸精度为IT11~12级，采用金属型铸造。2.2基准的选用根据图纸及查阅资料结合零件的使用情况分析，知Ø22F8孔，槽宽，插槽厚度等加工，均通过准确的定位才能保证，所以对基准进行分析：1粗基准的选择，按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工面的位置要求，选择不加工面为粗基准，所以选择Ø22mm孔外轮廓为粗基准加工孔两端面。2精基准的选择，在加工孔Ø22mm以后，后面的工序均以该孔为基准进行加工。所以，精基准选择为Ø22mm孔为精基准。2.3工艺路线的制定工艺路线的拟定的好与坏直接关系到产品的质量及生产效率。已知年产量为20000件，为批量产品。制定工艺路线的出发点，应当遵循以质量为目的，是产品的尺寸精度、位置精度要求得到合理的保证。生产纲领已经确定为批量生产，可考虑专用机床配以专用夹具并尽量使工序集中提高生产效率，除此之外还要考虑加工的经济实用型，以便降低成本。工艺方案：工序10：铸造，铸造毛坯；工序20：铣，铣叉孔两端面，粗糙度保证Ra=12.5；工序30：钻，钻、铰孔至尺寸，保证孔尺寸Ø22F8mm，粗糙度Ra=3.2；工序40：铣，铣槽顶面至尺寸，保证尺寸35mm至孔Ø22mm中心，粗糙度Ra=12.5；工序50：钻，钻、铰孔Ø8mm至尺寸，保证粗糙度Ra=3.2；工序60：铣，保证厚度8±0.1mm至尺寸，保证左侧端面距孔Ø22mm中心18.5±0.15mm，保证粗糙度Ra=3.2、12.5；工序70：铣，铣槽宽至尺寸18mm，深度距孔Ø22mm中心23mm，保证槽两侧粗糙度Ra=3.2，槽度粗糙度Ra=12.5；工序80：倒角，手动打磨各处倒角，保证粗糙度Ra=6.3；工序90：热处理，按图纸要求淬火处理，保证硬度50~58HRC,硬化层深度1.2~2.5mm；工序100：检验，按图纸要求检验各处尺寸。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定本次课程设计的零件为变速导块，是变速箱中的重要零件，材料选择HT200，生产纲领为批量生产，毛坯选择铸造形式。查文献，该铸件尺寸公差为等级CT为9级。分析其余量为：两端面为单面2mm；孔径较小均为实心铸造；槽为实心铸造。均有后期加工获得。如图2.1导块零件毛坯图：图2.1导块零件毛坯图第三章切削用量的计算工序20：铣，铣叉孔两端面。设备选用X62W型立式铣床，刀具选用直径为Ø180mm三面刃铣刀；刀具YW1牌号刀片；已知余量为，粗糙度Ra=12.5，一刀可满足要求；计算切削速度与转速：确定进给量，查《切削用明手册》根据表3.3得，根据设备说明书取；根据《切削用量简明手册》表3.9得切削速度；根据公式；计算实际切削速度：根据说明书选取转速；计算切削时间 ：根据公式，计算的切削时间。工序30：钻，钻、铰孔Ø22mm。钻孔Ø21.5mm1、设备选用Z535型立式钻床；刀具选用锥柄直径Ø21.5mm硬质合金钻头；2、确定进给量由《机械制造工艺设计简明手册》得：进给量f=0.2-0.3mm/r,取f=0.2mm/r,确定切削速度：切削速度，计算转速，根据公式根据机床说明书选取4、基本时间t的计算由公式：t=L/nf=72+5/0.2X600=0.642min。铰孔Ø22mm1、设备选用Z535型立式钻床；刀具选用锥柄直径Ø22mm硬质合金铰刀；2、确定进给量由《机械制造工艺设计简明手册》得：进给量f=0.15mm/r,3、确定切削速度：切削速度，计算转速，根据公式根据机床说明书选取4、基本时间t的计算由公式：t=L/nf=72+5/0.15X360=1.42min。工序40：铣，铣叉孔顶面。设备选用X62W型立式铣床，刀具选用直径为Ø50mm端铣刀；刀具YT15硬质合金；已知余量为，粗糙度Ra=12.5，一刀加工可满足要求；计算切削速度与转速：确定进给量，查《切削用明手册》根据表3.3得，根据设备说明书取；根据《切削用量简明手册》表3.9得切削速度；根据公式；根据说明书选取转速；计算实际切削速度：计算切削时间 ：根据公式，计算的切削时间。工序50：钻，钻、铰孔Ø8mm。一、钻孔Ø7.5mm设备选用Z535型立式钻床；刀具选用锥柄直径Ø7.5mm硬质合金钻头；确定进给量由《机械制造工艺设计简明手册》得：进给量f=0.2-0.3mm/r,取f=0.2mm/r,确定切削速度：切削速度，计算转速，根据公式根据机床说明书选取计算实际切削速度：基本时间t的计算由公式：t=L/nf=38+5/0.2X1800=0.119min。二、铰孔Ø8mm设备选用Z535型立式钻床；刀具选用锥柄直径Ø8mm硬质合金铰刀；确定进给量由《机械制造工艺设计简明手册》得：进给量f=0.15mm/r,确定切削速度：切削速度，计算转速，根据公式：根据机床说明书选取基本时间t的计算由公式：t=L/nf=38+5/0.15X360=0.796min。工序70：铣，铣18mm槽。设备选用双头专用铣床，查看图纸该尺寸粗糙度要求底部为Ra=12.5、两侧为Ra=3.2，因此分两刀加工，已知该尺寸为实心锻造，即余量为18mm至槽底。刀具粗加工选用直径为Ø18mm立铣刀加工至槽底，保证槽底粗糙度Ra=12.5；槽两侧有三面刃铣刀进行切削两侧，保证粗糙度Ra=3.2。一、粗铣：计算切削速度与转速：确定进给量，查《切削用明手册》根据表3.3得，根据设备说明书取；根据《切削用量简明手册》表3.9得切削速度；根据公式；根据说明书选取转速；计算实际切削速度：计算切削时间 ：根据公式，计算的切削时间。第四章专用夹具设计为提高生产效率，保证产品质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。根据课设要求本次夹具设计工序60：铣，铣扁8mm专用夹具。4.1夹具定位方案确定夹具定位是夹具制定的关键，它直接关系到产品质量及生产效率，本次夹具设计为铣面夹具的设计。根据图纸要求及零件在工作中情况，该零件的基准为拨叉孔Ø22mm。所以依该孔为中心定位，并选用手动插销定位限制工件的旋转自由度，满足六点定位原则。具体见下图图4.1工序定位及尺寸图：图4.1工序定位及尺寸图4.2夹具体设计夹具体是一个夹具的主体，它的主要作用是将定位件、工件、锁紧件等附属部件联系在一起组成一个整体；夹具体同时还承受一定的支撑力及相对于刀具带来的切削力一般夹具体材料选用灰铁材质，该材料具有耐磨、不易变形等优点，本次零件采用HT200材质铸造获得。具体结构见下图图4.2夹具体设计图：图4.2夹具体设计图4.3夹具定位误差分析以中心叉孔定位，芯轴与孔径为间隙配合，间隙为F8/h6，孔端螺母压紧，使工件贴近夹具体。侧向插销确定侧面尺寸。计算轴向误差：侧向误差为0.036mm，查图纸进行对比侧向误差为±0.1mm，所以本次夹具加工能满足零件要求。4.4夹紧力计算本次夹具锁紧装置为手动锁紧，中心采用中心叉孔定位，利用移动压板端部锁紧，分析其加工过程中受力情况。本次工序加工设备选用X62W万能铣床，分量两次加工，依次为三面刃铣刀加工底面及侧面，预留余量单面0.5mm，底面直接加工到尺寸。二次用三面刃铣刀加工两侧面保证尺寸及粗糙度。1）夹紧力方向和作用点的确定本工序主要定位面为后端面，按照夹紧力方向应朝向主要定位基准面的原则，夹紧力的方向应垂直指向后端面。（2）夹紧力大小的计算夹紧力的计算是个很复杂的问题，一般只能根据经验公式或用类比法，进行粗略的估算。由《课程设计指导教程》表10-1得到铣削切削力的计算公式：查表可知：，，，因此求出4.5绘制夹具装配图综上所述，将夹具体、定位元件、导向元件、锁紧元件综合绘制装配在一起，夹具装配情况见下图图4.3铣扁夹具装配图：图4.3铣扁夹具装配图总结通过近一个月的课程设计，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液压设计的整个过程。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。这一次设计是大学四年来最系统、最完整的一次设计，也是最难的一次。在设计的时候不停的计算、比较、修改，再比较、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期间也遇到不少的困难和挫折，幸好有老师的指导和帮助，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。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：贵州任命出版社，1983：42-50。[4]刘友才，机床夹具设计[Ｍ]，北京：机械工业出版社，1992。[5]孟少龙，机械加工工艺手册第1卷[M]，北京：机械工业出版社，1991。[6]《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1979。[7]李洪，机械加工工艺师手册[M]，北京：机械工业出版社，1990。[8]马贤智，机械加工余量与公差手册[M]，北京：中国标准出版社，1994。[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，高等学校课程设计指导[M]，北京：中国建材工业出版社，2002。[11]薛源顺,机床夹具设计(第二版)[M],