关 键 词：

小扇形面 含CAD图纸+PDF图纸+文档 K398 五档 变速 加工 工艺 铣叉头 平面 夹具 设计 扇形 CAD 图纸 PDF 文档

资源描述：

喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有，，有疑问咨询QQ:3278627871

内容简介：

课程设计说明书设计类型 课程设计 设计题目 五档变速叉工艺规程与夹具设计 姓 名 院 系 完成日期 指导教师 1目 录目 录1第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析11.3生产类型2第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2基准的选择22.3制定工艺路线32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5确立切削用量及基本工时5第3章 铣叉头平面铣床夹具113.1 研究原始质料113.2 定位、夹紧方案的选择123.3 切削力及夹紧力的计算123.4 误差分析与计算143.5 定向键与对刀装置设计163.6 确定夹具体结构和总体结构173.7夹具设计及操作的简要说明19总结20参考文献210第1章 零件的分析1.1 零件的作用本次课程设计题目所给的是五档变速叉，它位于发动机变速机构上，起到换挡作用。1.2 零件的工艺分析 依据零件加工面与非加工面分述如下： 1 22mm孔。 2 8mm孔。 3 叉头22mm成形面 4 叉头平面 5 叉口内平面 6 8mm孔和22mm孔轴线在水平方向上230.25mm，8mm孔和 22mm孔轴线在竖直方向上780.25mm。 7 8mm孔两轴线同轴度不大于0.2mm，8mm孔两轴线对尺寸23mm的平面内22mm的表面的平行度在长度100mm上不大于0.2mm。 8 8mm孔两轴线对尺寸78mm的平面的平行度在长度100mm上不大于0.4mm。9 8mm孔与15mm两表面壁厚应为2.54.0mm，其余应不小于2.5mm。1.3生产类型 大批量，通用机床，专用夹具。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式 考虑零件在工作过程中所常受到交变及冲击载荷，材料应选45#钢精密模锻毛坯以使金属纤维尽量不被剪断，保证零件工作可靠，也可提高生产率。毛坯公差参考GB/T12362-2003钢制模锻件公差及加工余量。2.2基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取35的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个35作主要定位面，限制4个自由度，达到完全定位，再以一个平面作为支撑，,然后进行钻削。（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，依据基准重合原则，基准统一原则和定位可靠原则，减少尺寸换算，加工8mm孔时以22mm孔为主要定位精基准，加工叉头22mm成形面时以22mm孔为主要定位精基准，铣叉头平面时孔端面及22mm孔为基准。2.3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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下降。 工艺路线方案：工序零 模锻毛坯（正火处理）工序一 钻、扩、铰、22mm孔并倒角-以35圆柱下端面及外圆轮廓为定位基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。工序二 铣叉口-以孔端面及22mm孔为基准，采用卧式铣床X62和专用夹具。工序三 钻、铰、8mm孔-以22mm孔为主要定位精基准及15mm外圆轮廓为基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。工序四 铣叉头成形面-以22mm孔为主要定位精基准及侧面（支撑钉）为基准，采用立式铣床X52和专用夹具。工序五 铣叉头平面-以孔端面及22mm孔及侧面为基准，采用立式铣床X52和专用夹具。工序六 去毛刺-钳工去所有锐边毛刺。工序七 中间检验。工序八 热处理-22mm叉角表面淬火。工序九 修正22mm、8mm孔。工序十 校正23mm、78mm及25mm。工序十一 清洗。工序十二 终检。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件材料为45钢，硬度156217HBS，生产类型为大批量，精密模锻毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（加工余量采用经验估算法或按照技术手册等资料推荐的数据基础为基础，结合生产实际情况和经验来确定：工序尺寸采用“逆推法”）： 加工表面加工内容加工余量精度等级基本尺寸表面粗糙度22mm孔钻IT1120mmRa12.5扩IT921.7mmRa6.3铰IT722mmRa3.28mm孔钻IT117.8mmRa12.5铰IT98mmRa3.2铣叉头22mm成形面铣IT922mmRa3.2铣叉口平面铣IT976mmRa6.3铣叉头平面铣IT1125mmRa12.52.5确立切削用量及基本工时 正确的选用切削用量，对保证加工精度、提高生产率、降低刀具的损耗和合理使用机床都能起到很大的作用。由于工件材料、毛坯状况、刀具材料及其几何角度、机床的刚度等许多因素影响，切削用量应结合相关资料，根据实际情况和经验确定。1) 工序0：模锻毛坯2) 工序5：钻、扩、铰、22mm孔并倒角-以35圆柱下端面及外圆轮廓为定位基准。刀具：锥柄麻花钻20mm、锥柄扩孔钻21.7mm、硬质合金锥柄机用铰刀22mm机床：立式钻床Z235夹具：专用夹具 钻孔： 查切削手册：f=0.200.24mm/r 工件材料状态系数Kw=0.9 则f=（0.200.24）X0.9=0.180.216mm/r，取f=0.20mm/r。 查切削手册：取V=18m/min所以n=318r/min,根据机床规格取实际n=335r/min故实际V=18.94m/min。 钻孔切削用时： 刀具行程L+L1+L2=44+2+6=52mm，则钻孔用时Tz=0.78min 扩孔： 查切削手册：取f=0.40mm，v=17m/min, 所以n=249r/min 则实际切削速度v=18.54m/min扩孔切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=44+2+2=48mm,则扩孔工时为：Ta=0.44min 铰孔： 查切削手册：取取f=0.35mm，v=5m/min 所以 Ns=72.4 r/min 查机床说明书取 n=85 r/min 则实际切削速度 v=3.87m/min 铰孔切削工时: 刀具工作行程：L+L1+L2=44+4+28=76 mm，则铰孔切削工时为：Tm=2.55 min 工序总切削工时：T总=0.78+0.44+2.55+3.77 min3) 工序10 铣叉口以22mm孔及35圆柱下端面为定位基准，采用卧式铣床X62和专用夹具；刀具：直齿三面刃铣刀 外径 D=100mm 厚度 L=10mm 机床：卧式铣床 X62 夹具：专用铣夹具 查机械工人切削手册（以下简称切削手册）得： 取 fz=0.02 mm/r =24m/min， 则 ns=121 r/min，根据机床说明书取 n=150r/min， 故实际切削速度为： v=29.7 m/min 当 nw=150 r/min 时，工作台每分钟进给量应为： fm= fzznw=0.0210150=30mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=30 mm， 则切削工时为： Tm=1 min4) 工序 15： 孔口倒角以外形轮廓面为定位基准 刀具：锥柄锥面锪钻 4090 机床：立式钻床 Z525 夹具：通用夹紧装置 根据切削手册及机床说明书取 n=97r/min，手动进给 切削工时：两边倒角Tm=0.1 min5) 工序 20： 钻、铰8mm 孔以22mm 内孔、叉口角内侧面及外圆轮廓为定位基准 刀具：锥柄长麻花钻7.8mm、硬质合金锥柄机用铰刀8H9 机床：立式钻床 Z525 夹具：专用钻床夹具 钻孔： 查切削手册得：f=0.15mm 得 v=16m/min 所以 ns=653 r/min ，根据机床说明书取 n=680r/min， 故实际切削速度为: v=16.66 m/min 钻孔切削工时： 刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2.5+1.5=13 mm，则叉口中间空档部位 采用手动进给，下部位孔刀具行程L+L1+L2=13 mm，则钻孔切削工时为：Tm=0.25 min 铰孔：查切削手册取 f=0.3mm/r，v=3m/min 所以 ns=119 r/min ，查机床说明书取 n=140 r/min 则实际切削速度 v=3.52m/min 铰孔切削工时：刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则叉口中间空档部位采用手动，下部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则铰孔切削工时为： Tm=1.71 min 工序总切削工时：T 总=0.25+1.71=1.96 min6) 工序 25： 铣叉头成形面以22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：直柄立铣刀8mm 机床：立式铣床 X52 夹具：专用铣夹具 查切削手册得：fz=0.08 mm/z 根据机床说明书取 n=190r/min， 查切削手册得：v=20m/min 则 ns=795 r/min， 查机床说明书取 n=750r/min 利用专用铣夹具加工，采用手动进给。 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=25 mm 则切削工时为：Tm=0.32 min7 ) 工序 30： 铣叉头平面以22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：锥柄立铣刀40 Z6 机床：立式铣庆 X52 夹具：专用铣床夹具 查切削手册得：fz=0.08 mm/z 根据机床说明书取 n=190r/min， 故实际切削速度为: v=23.8 m/min 当 n=190r/min 时，工作台每分钟进给量为： fm=fzn=0.086190=91.2mm/min 根据机床说明书工作台纵向进给量取 fm=95 mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=22+13+2=37 mm 则切削工时为：Tm=0.39 min8) 工序 35： 去毛刺去所有加工面的锐边毛刺 工具：平锉（中粗齿）10 寸第3章 铣叉头平面铣床夹具3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工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。决定设计铣叉头平面。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。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。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。图6-3 常用可调支承的结构形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位销 图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图 a 所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图 b 所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图6-6 固定式定位销的结构形式3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面22孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面二销再定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夹紧力的计算刀具：立铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：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： 安全系数K可按下式计算： 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： 由此可得： 所以 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：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm3.4 误差分析与计算该夹具以采用一面二销的定位方式，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。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得：销的定位误差 ：由加工工艺孔工序简图可知两工艺孔中心距。由于两工艺孔有位置度公差，所以其尺寸公差为所以两工艺孔的中心距为78，而两工艺孔尺寸为22孔和8孔。根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下： 其中：， 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：3.5 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： 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195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5.3所示： 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表5.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.6 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。3.7夹具设计及操作的简要说明为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋机构）。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。总结作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，我就简单的学历学CAD，刚开始时觉得好难，就是因为没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，效率不是很高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。参考文献1.机械制造工艺设计简明手册作者：李益民，出版社：机械工业出版社，出版日期：1999-10-12金属切削技术基础手册主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社，出版日期20063刀具设计手册主编：刘华明，出版社：机械工业出版社，出版日期：19994互换性与测量技术基础主编：王伯平，出版社：机械工业出版社，出版日期2007.55机床夹具设计主编：薛源顺，出版社：机械工业出版社，出版日期2000.66公差与配合实用手册主编方昆凡，出版社：机械工业出版社出版日期2006.27机械设计制图手册主编：黄廷合 译，出版社：科学出版社，出版日期：2006.128机械设计手册编著：机械设计手册编委会，出版社：机械工业出版社，出版日期： 2004-89Auto CAD 中文版机械制图教程作者：北京市计算机绘图教育研究中心，出版社：上海科学普及出版社，出版日期：2006.110机械制造工艺与机床夹具课程设计指导主编：吴拓，方琼珊 ，出版社：机械工业出版社，出版日期：2006-1-123机械加工工艺过程卡片产