机床拨叉头的加工工艺规程及铣φ22前端面夹具设计.doc
机床拨叉头的铣φ22前端面夹具设计及加工工艺装备含张CAD图
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机床
拨叉头
22
端面
夹具
设计
加工
工艺
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机床拨叉头的铣φ22前端面夹具设计及加工工艺装备含张CAD图,机床,拨叉头,22,端面,夹具,设计,加工,工艺,装备,CAD
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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。设计选取机床拨叉零件为被加工件，设计中包含了加工工艺规程制定、工序设计以及铣22前端面夹具设计三部分。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：机床拨叉；加工工艺；工序；专用夹具；切削用量AbstractThis design content involves the mechanical manufacturing process and fixture design, metal cutting machine, tolerance and measurement and other aspects of knowledge.The design selects the shift fork of machine tool as the workpiece to be processed. The design includes three parts: the formulation of processing procedure, the design of process and the design of fixture for milling the front end face of 22. In the process design, we should first analyze the parts, understand the process of the parts, then design the structure of the blank, and select the processing benchmark of the parts, and design the process route of the parts; then calculate the size of each working step of the part, the key is to determine the process equipment and cutting amount of each process; then, design the special fixture, select and design the fixture The positioning error is calculated, the rationality and deficiency of the fixture structure are analyzed, and the improvement in the future design is paid attention to.Key words: machine tool fork; processing technology; process; special fixture; cutting parameters目 录摘要IAbstractII第1章 零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式22.2机械加工余量的确定22.3基面的选择22.4加工工艺路线42.5确定切削用量及基本工时5第3章 铣床夹具设计163.1 问题的提出163.2 定位基准的选择163.3 切削力及夹紧力计算163.4 定位误差分析17参 考 文 献19结束语20心得体会21III第1章 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是拨叉。拨叉主要用于离合器换档。汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。如果是机床上的拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构中就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。1.2零件的工艺分析要对该零件的表面进行加工。具体加工要求如下：1、22前端面 2、22后端面 3、22内孔 4、80.566平面 5、2166平面6、48内孔7、210内孔8、37圆环面9、花键 第2章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为45钢，特性为中碳调质结构钢,考虑到中碳调质结构钢的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用锻件,以便使开合螺母在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠.由于零件年产量为3000件,已达到成批生产的水平，而且模锻，免除了砂模和制模的设备，以及减少了锻工车间的面积，生产成本就有了降低，这样得来的锻件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。2.2机械加工余量的确定锻件重为2.5kg,在1600t热模锻压力机上生产，零件无磨削精加工工序，锻件复杂系数为，长度为163mm时，查出该零件余量是：厚度方向为1.7-2.2mm，水平方向为1.7-2.2mm。2.3基面的选择基面的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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。一：粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。二：精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.4加工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。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序01：粗铣22前端面工序02：粗铣22后端面工序03：钻、扩22内孔工序04：粗铣80.566平面工序05：粗铣2166平面工序06：粗镗48内孔工序07：钻、扩、铰210内孔工序08：粗铣37圆环面工序09：半精铣37圆环面工序10：拉花键工序11：去毛刺工序12：检验2.5确定切削用量及基本工时工序01：粗铣22前端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序02：粗铣22后端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序03：钻、扩22内孔工步一：钻20内孔确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工步二：扩20内孔至22确定进给量：根据参考文献表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献表4.2-12，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=1 则机动工时为工序04：粗铣80.566平面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序05：粗铣2166平面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为工序06：粗镗48内孔所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。1） 确定切削深度 2） 确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为34mm时， =0.150.30mm/r按T68机床的进给量（表4.2-21），选择 =0.27mm/r3） 确定切削速度按表1.27的计算公式确定 式中 =250，m=0.2,=0.15, =0.2, T =60min, 则 58.5m/min =388r/min 按T68机床上的转速，选择 4） 基本时间选镗刀的主偏角=45，则=2.0mm，=21mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,， 工序07：钻、扩、铰210内孔工步一：钻孔至2-9确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步二：扩2-9孔至9.8确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14知，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工步三：铰2-9.8孔至10H7确定进给量：根据参考文献15，P159，表4.2-14，主轴进给量，根据参考文献15，P160，表4.2-16，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献15，P159，表4.2-15，取 故实际切削速度为 切削工时：，走刀次数i=2 则机动工时为工序08：粗铣37圆环面1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra6.3，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X62型卧式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取4753）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序09：半精铣37圆环面1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。 2. 决定铣削用量1）决定铣削深度 因为加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故可在一次走刀内铣完， 则2）决定每次进给量及切削速度 根据X62型卧式铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取6003）计算工时切削工时： ，则机动工时为 工序10：拉花键机床L5120拉床1)选择硬质合金拉刀。见机械加工工艺手册第三章中2) 切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有滑枕工作行程速度 工作台移动速度 0.2m/min切削深度 H2.42mm进给量 =0.2mm/r 3)工作台行程长度及切削速度 由机械制造工艺设计表6.2-4查得 4)切削工时 式中H-被加工槽的深度（mm) -每双程刀具进给量（mm/双行程） -每分钟的双程次数 -考虑拉削回程快于工作行程的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=0.8 工序11：去毛刺工序12：检验第3章 铣床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，决定设计铣22前端面的铣床夹具。3.1 问题的提出 本夹具主要用于铣22前端面，粗糙度Ra6.3，本道工序加工精度要求一般，因此，设计夹具时主要考虑如何提高生产效率，精度则不予考虑。3.2 定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。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此道工序后面还有精加工，因此本次铣没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。我们采用80.566平面、22孔后和24上平面作为定位基准。3.3 切削力及夹紧力计算 查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=1.872，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为3550N=8875N由上计算得，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.4 定位误差分析1.基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。定位铣22端面，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差，mm 孔的最大直径，mm 轴的最小直径，mm =0.027mm2.基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差，mm 工件的最大外圆面积直径公差，mm = 参 考 文 献1 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200512 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20023 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003104 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200155 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20036 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，20007 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，200288机械设计手册.成大先 主编，化学工业出版社，2008.04月. 9实用机械加工工艺手册.陈宏钧， 机械工业出版社，2009-03-0110 陈宏钧,方向明,马素敏.典型零件机械加工生产实例M.北京:机械工业出版社,2004.811 王季琨,沈中伟,刘锡珍.机械制造工艺学M.天津:天津大学出版社, 2004.112 孙丽嫒.机械制造工艺及专用夹具J.北京:冶金工业出版社, 2003.913 杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京:机械工业出版社, 2004.914邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程 北京： 机械工业出版社 2004，8 15孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京：冶金工业出版社 2002，12 16周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京： 中国建材工业出版社 2002,12结束语 通过这次的课程设计，我学到了许多新的知识，同时加深，对旧知识的理解. 一、综合素质的提高此次课程设计，本人将二年内学到的知识与教学中遇到的问题结合起来，能解决一些以前不能解决的问题，对机械制造有了更深的了解与认识。二、独立工作能力的提高课程设计要求每个学生均能独立思考，提出自己的独特见解，这是常规教学所无法比拟的。三、计算机应用能力的提高此次课
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