拨叉机械加工工艺规程及叉口两端面铣削夹具设计.doc

《拨叉机械加工工艺规程及叉口两端面铣削夹具设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拨叉机械加工工艺规程及叉口两端面铣削夹具设计.doc（25页珍藏版）》请在沃文网上搜索。

1、一、设计题目：拨叉机械加工工艺规程及叉口两端面铣削夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天

2、，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。综合评定成绩： 指导教师日期摘要机械制造技术基础课程设计是在完成生产实习的基础上，并且学完了机械制造技术和大部

3、分专业课之后进行的又一个实践性教学环节。也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习。这次设计的是拨叉，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它主要用来改变其在齿轮轴上的位置进而改变速度。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定支架的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。通过这次的课程设计，我要学会将所学的理论知识和生产实际结合在一起的能力，锻炼自己分析零件，设计加工工艺，设计夹具的能力，为自己将来的工作打下良好的基础。由于本人设计水平所限和时间比较仓促，

4、错误和欠妥之处恳请老师批评指正。AbstractFundamentals of mechanical manufacturing technology course design is done in the production practice foundation, and finished machinery manufacturing technology and the most professional course after another practical teaching link. We are also in the graduation design before

5、 the various courses of study by an in-depth comprehensive review.This design is the oil pump drive shaft support, including the part drawing, assembly drawing blank map, each one, machining process card and process card each one. First of all we should be familiar with and understanding of its role

6、, which is mainly used for bearing transmission .Then, according to parts of nature and map parts of the surface roughness to determine the dimensions of the blank and the machining allowance. The final formulation of stent technology roadmap, the formulation of the workpiece clamping scheme, draw t

7、he jig assembly drawing.Through the curriculum design, I want to learn to learn the theoretical knowledge and practical combination of ability, exercise their own analysis of parts, design process, design the fixtures ability, for the future work to lay a good foundation.As I design constraints and

8、the time is hasty, errors and defects to teacher criticism.目录1.零件工艺性分析51.1零件的作用51.1.1零件的工艺分析62. 机械加工工艺规程制订62.1确定毛坯制造形成62.2基面的选择62.3制定工艺路线72.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定82.5确立切削用量及基本工时82.5.1 拨叉脚端面A铣削用量及基本时间的确定：203.夹具设计233.1问题的提出243.2夹具体设计253.2.1 定位基准的选择253.2.2 切削力及夹紧力的计算253.4 定位误差分析263.5 夹具设计及操作的简要说明263.6夹具体

9、上排屑措施的确定27参 考 文 献271.零件工艺性分析1.1零件的作用拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。1.1.1零件的工艺分析根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工A面及22花键底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。2. 机械加工工艺规程制订2.1确定毛坯制造形成零件材料为HT2

10、00灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确与否，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证A面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的

11、尺寸精度加工要求，可以把A面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除X，Y，Z，X，Y五个自由度（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为Z轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽180+0.012指向80+0.03的方向为X轴，同时垂直于X轴、Z轴的方向为Y轴，取坐标原点为花键孔轴线与A面的交点为原点），用挡板、支撑板、支承板消除X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住B面，消除Z 自由度，达到定位要求。（2）精基准的选择。主要考虑基准重合问题，要遵循基准统一原则，所以选择用拨叉头左端面作为精基准。2.3制定工艺路线工序号工序名称 工 序 内 容车间工段设备工 艺

12、装 备 工时准件单件1精铣拨叉头两端面立式铣床X51端铣刀，游标卡尺2精铣拨叉头左端面立式铣床X51端铣刀，游标卡尺3粗扩，精扩，倒角25孔四面组合钻床麻花钻，扩孔钻，铰刀卡尺，塞规4校正拨叉脚钳工台手锤5粗铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀，游标卡尺6铣叉爪口内侧面立式铣床X51铣刀，游标卡尺7粗铣操纵槽底面和内侧面立式铣床X51键槽铣刀，卡规深度卡尺8精铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀，游标卡尺9钻，攻丝M22螺纹孔四面组合钻床符合钻头，卡尺10去毛刺钳工台平挫11中检塞规，百分表，卡尺12热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等13校正拨叉脚钳工台手锤14磨削拨叉脚两端面平面磨床M712

13、0A砂轮，游标卡尺15清洗清洗机16终检塞规，百分表，卡尺2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定铸铁模铸造的机械加工余量按GB/T11351-89确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量），孔的加工总余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值为双边余量。具体见cad毛坯图。2.5确立切削用量及基本工时在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量asp(即切削深度ap)、进给量f及切削速度Vc 。(2)确定方法是：确定切削

14、深度确定进给量确定切削速度(3)具体要求是：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀ap可达810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度可用查表法或计算法得出切削速度Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速nc查，根据Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度Vc机、实际进给量f机和背吃刀量asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺

15、文件中。机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：1. 铣9032面：选择YT15硬质合金刀片1） 由表1 铣削深度时，端铣刀直径为80mm，Z=52） 铣刀几何形状 由表2 3） 选择切削用量 （1）确定铣削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀内完成 （2）确定每齿进给量 ：采用不对称端铣以提高进给量，根据表5 当使用YT15铣床功率为7Kw时 4）选择铣刀磨铣标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为；由于铣刀直径故耐用度4） 确定切削速度v和每秒钟进给量切削速度由表13 时 各修正系数为 故 根据X52k型

16、立铣床说明书（表24）选择 因此实际切削速度和每齿进给量 5） 计算基本工时 式中 L=90mm 由表20 不对称安装铣刀入切削量及超切削量 y+d92 故 2. 钻，扩，铰孔1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 2） 选择切削用量（1） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时：机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 由表16 可以查出钻孔

17、时的轴向力在 时为： 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3） 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4） 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔： 24.7 按机床取 所以实际切削速度 工时： 切入 所以 铰孔： 取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度： 所以工时： 3. 铣断：选择锯片刀 1）铣削宽度 时， 各修正系数： 所以： 工时： 所以：4. 车圆弧及其中一端面选刀杆尺寸： 刀片厚度：粗车： 加工切削深度 由表4 根据表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时： 切

18、削修正系数： 故 由机床 半精车：切削深度 由机床选 切削速度 由机床选 工时 粗车圆弧：工时 半精车圆弧：工时 5. 铣槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 1选择切削用量1） 确定铣削宽度由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 确定每齿进给量由机床 功率为 由表3 取 3） 铣刀磨钝标准及耐用度由表7 最大磨损量为 耐用度为：4） 确定切削速度和每秒进给量由表9 当 时 各修正系数为： 故 基本工时： 6. 铣面1） 确定切削深度确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次走刀完成2） 确定每齿进给量根据x52k铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度根据表3 现取 3） 选择铣刀磨钝标准及耐磨

19、度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ，镶齿铣刀（）耐用度 4） 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时， 各修正系数为： 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为： 5） 检查机床功率根据表5 当 时，切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 因为，所以此切削用量可以采用。即 6）计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 7. 钻，攻M22螺纹孔1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 2） 选择切削用量（2） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级

20、精度，材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时：机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在 时为： 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3） 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4） 加工工时 其中 由表22 所以 5） 攻M22螺纹孔 由机械加工工艺实用手册表3-38 f=0.2

21、mm/r 由机械加工工艺实用手册表3-38v=0.35m/s=8.78r/s=526r/min按机床选取： l=25mm计算工时: 工件的螺纹长度; 丝锥切削锥长度；2.5.1 拨叉脚端面A铣削用量及基本时间的确定：(1)、加工条件工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：粗铣拨叉脚端面。机床选择：为X51卧式铣床，采用端铣刀粗铣。机床功率：4.5kw工件装夹：工件装夹在铣床专用夹具上。(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2

22、）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=3，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=3mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.15mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=3mm fz=0.15mm/z，查得Vc=

23、72mm/z n=235mm/z V=360mm/z根据X51型卧铣床说明书nc=160r/min Vc=40.2 mm/min (横向)实际切削速度和齿进给量：6）、计算基本工时：t=28.8s(2.2) 精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度ap：由于单边加工余量Z=1，故一次走刀内切完，则：a p= 1 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14

24、mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X51型卧铣床说明书nc=210 r/min Vc= 52.78mm/min 实际切削速度和每齿进给量：6）、计算基本工时：t=28.8s所以本工序的基本时间为： T=t1+t2=28.8+28.8=57.63.夹具设计对

25、工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。用夹具装夹工件有下列优点：1) 能稳定的保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于道具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工极度趋于一致。2) 能提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快捷，工件不需要划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切屑用量，提高劳动生产率；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。3)

26、 能扩大机床的使用范围 4) 能降低成本 在批量生产中使用夹具后，由于劳动生产率的提高、使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显得降低了生产成本。夹具制造成本分摊在一批工件上。每个工件增加的成本时极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本。工件批量愈大，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。夹具上的各种装置和元件通过夹具体连接成一个整体。因此，夹具体的形状及尺寸取决于夹具上各种装置的布置及夹具于机床的连接。对于夹具体有以下几点要求：1) 有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。2) 有足够的强度和刚度 加工过程中，夹具体要承受

27、较大的切屑力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和震动，夹具体应有足够的强度和刚度。3) 结构工艺性好 夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。夹具体结构形式应便于工件的装卸。4) 排屑方便 切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。5) 在机床上安装稳定可靠 夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支撑面应越大；夹具底面四边应凸台，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。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。3.1问题的

28、提出本夹具主要用于第4道工序铣拨叉脚2端面，由于该端面精度要求不高，所以，在本道工序加工时，要考虑如何提高劳动生产率。3.2夹具体设计3.2.1 定位基准的选择粗铣铣拨叉脚2端面时，应该选取拨叉左端面作为基准。所以夹具设计时，底面应该再加一块挡板，这样就把零件定位在夹具上了。3.2.2 切削力及夹紧力的计算 刀具：YG6硬质合金端铣刀 (见切削手册表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)16

29、6.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)实际加紧力为F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用M42x1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000

30、 N.M D2=18mm a=2029， D=42mm d=25mm解得： W=17845 (N)此时螺母的加紧力W已大于所需的729.6的加紧力F加，故本夹具可安全工作。 心轴取材料为Q235查表得Q235的许用弯曲应力为： 158Mpa弯曲应力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2 =2.67 许用弯曲应力158Mpa3.4 定位误差分析由于左端面是靠着夹具体上的，在误差允许的情况下，肯定会产生相应的误差，所以应该尽量底面与垂直面提高垂直度，以减小误差3.5 夹具设计及操作的简要说明如夹具图所示，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此

31、，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的一对定位挡板可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见图。3.6夹具体上排屑措施的确定切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。排屑措施有两种：1）增加容纳排屑空间。在夹具体上增设容屑沟或增大定位元件工作表面与夹具体之间的距离。适用于加工时产生的切屑不多的场合。2）采用切屑自动排除结构。在夹具体上专门设计排屑用的斜面和缺口，使

32、切屑自动由斜面处滑下而排至夹具体外。a图是在夹具体上开出排屑用的斜弧面，使钻孔的切屑，沿斜弧面排出。b图是在铣床夹具的夹具体内，设计排屑腔，切屑落入腔内后，沿斜面排出。适用于切屑较多的场合。参 考 文 献1 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,2004.82 谭建荣主编.图学基础教程.北京:高等教育出版社,1999.103 吴宗泽主编.机械设计课程设计手册.北京: 高等教育出版社,2006.54 艾 兴等编.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社,20025 杨兴俊等编.互换性及测量技术.北京：中国计量出版社，2007.66 朱冬梅等编.画法几何及机械制图.北京:高等大学出版社,20007 机械设计手册编委会，机械设计手册卷4，北京：机械工业出版社，1998。