拖拉机Ⅱ-Ⅲ档倒挡拨叉工艺及铣叉脚两端面夹具设计【含CAD图纸和说明书】
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拖拉机Ⅱ-Ⅲ档倒挡拨叉工艺及铣叉脚两端面夹具设计【含CAD图纸和说明书】,含CAD图纸和说明书,拖拉机,档倒挡拨叉,工艺,铣叉脚两,端面,夹具,设计,CAD,图纸,说明书
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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。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。Abstract the design of the content relates to the machinery manufacturing technology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.Fork milling Jixi 7 wide fork of fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. In the design process should first of all parts for analysis, to understand the parts of the process to design a rough structure, and choose the good parts processing base, design parts of the process route; and then the various parts of the process step size calculation, is the key to decide the process equipment and cutting parameters; then special fixture design, selection and design of a jig for the various components, such as positioning devices, clamping elements, a guide element, clamp and the machine tool connecting parts and other components; calculate fixture is produced when the positioning error analysis, fixture structure rationality and deficiency, and later in the design of improved.Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning, error.目 录序言1第一章 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2第二章 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式 32.2基面的选择传 42.3制定工艺路线 52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.5确定切削用量及基本工时 7第三章 夹具设计 143.1铣叉脚两端面的夹具设计 183.1.1问题的提出 183.1.2定位基准的选择 183.1.3切削力及夹紧力计算 183.1.4定位误差分析 203.1.5定向键和对刀装置设计 213.1.6夹具设计及操作简要说明 22总 结25致 谢26参考文献 27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。第一章 零件的分析1.1 零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。1.2 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15H8mm孔为中心的加工面 这一组加工面包括：15H8孔的右端面，15H8mm孔以及对其倒角。 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15H8孔有垂直度要求，这就要求我们要以15H8内孔定位加工这两端面，以保证端面和15H8孔的垂直度。第二章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为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180HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，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. 15H8的右端面15H8的右端面的粗糙度为12.5,进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2-12，知Z=2.5mm2. 15H8mm的孔 因为孔仅有15mm，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6.3，进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2.0mm，符合要求。3. 叉口内圆面 叉口内圆面的圆弧半径为R28.5mm，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，4.叉口的内侧面叉口的内侧面，粗造度为12.5，进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知Z=3.5mm5.宽13的槽因其宽度只有13，粗糙度为12.5，所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。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.2 “拨叉”零件毛坯简图。2.2 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15H8mm孔的位置精度的要求，选择叉口内圆面和15H8的左端面作为粗基准，以保证孔的轴心线与叉口的X、Y方向的位置要求以及15H8mm孔轴心线的垂直度，依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；1230面与一个圆柱销配合，限制一个自由度，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。 2.3 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15H8右端面工序4：钻，扩，铰15H8孔，倒角工序5：铣宽13的槽工序6：钻、铰5H14孔工序7：铣叉口的宽7的两端面工序8：铣叉口宽50H12的面工序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15H8右端面工序4：铣叉口的宽7的两端面工序5：钻，扩，铰15H8孔，倒角工序6：铣宽13的槽工序7：钻、铰5H14孔工序8：铣叉口宽50H12的面工序9：去毛刺工序10：质检、入库对方案一和方案二进行比较，可知方案二将15H8孔的加工放在铣叉口的两端面后面，由零件图我们知道，15H8孔和铣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15H8孔的加工放到前面，这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15H8右端面工序4：钻，扩，铰15H8孔，倒角工序5：铣宽13的槽工序6：钻、铰5H14孔工序7：铣叉口的宽7的两端面工序8：铣叉口宽50H12的面工序9：去毛刺工序10：质检、入库2.4 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. 15H8的右端面15H8的右端面的粗糙度为12.5,进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2-12，知Z=2.5mm2. 15H8mm的孔 因为孔仅有15mm，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6.3，进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2.0mm，符合要求。3. 叉口内圆面 叉口内圆面的圆弧半径为R28.5mm，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，4.叉口的内侧面叉口的内侧面，粗造度为12.5，进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知Z=3.5mm5.宽13的槽因其宽度只有13，粗糙度为12.5，所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。2.5 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15H8右端面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YG8,，。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2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，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275当275r/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4：钻，扩，铰15H8孔，倒角工步一钻孔至12确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，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0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：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根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步三：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工步四：倒角工序5：铣宽13的槽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YG8,，。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2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，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275当275r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，则机动工时为总的工时：T=7t=3.436min工序6：钻5H14孔工步一钻孔至4.8确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工4.8孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序7：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YG8,，。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2）决定每次进给量及切削速度 根据X62W型铣床说明书，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275当275r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为总的工时：T=2t=0.909min工序8：铣叉口宽50H12的面卧式铣床X62W选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，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，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X62W型铣床说明书，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275当275r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时： ，则机动工时为总的工时：T=2t=0.964min工序9：去毛刺工序10：质检、入库第三章 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6：钻5孔的夹具设计；工序7：铣叉口的宽7的两端面。3.1 铣拨叉脚的两个端面的夹具设计3.1.1 问题的提出 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。3.1.2 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。铣叉口宽7的两端面，采用15H8的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。3.1.3 切削力及夹紧力计算 （1）刀具： 采用三面刃铣刀 100mm z=24 机床： X62W型卧式铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=6mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 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3.1.4 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。工序尺寸方向与固定接触点和心轴中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 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。3.1.5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。根据GB220780定向键结构如图所示：图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.014-0.04525125116.813+0.0236塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0060.253.1.6 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。夹具装配图附图如下夹具体附图如下总 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，不再
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