變速器換擋叉工藝和銑寬9.65mm的2側(cè)面夾具設計課程設計

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Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 錄序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工藝分析 3二. 工藝規(guī)程設計42.1確定毛坯的制造形式 42.2基面的選擇傳 52.3制定工藝路線 82.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 112.5確定切削用量及基本工時14三 夾具設計143.1問題的提出143.2定位基準的選擇143.3切削力及夾緊力計算153.4定位誤差分析173.5定向鍵和導向裝203.6夾具設計及操作簡要說明22總 結(jié)23致 謝24參考文獻 25一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是變速器換擋叉。它位于變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的15.8孔與操縱機構(gòu)相連，二下方的寬51的則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析變速器換擋叉共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以15.8為中心的加工表面這一組加工表面包括：15.8的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配時鉆鉸的錐孔，一個M8的螺紋孔。下端有一個47的斜凸臺。這三個都沒有高的位置度要求。2.以寬51mm為中心的加工表面這一組加工表面包括：56的孔寬51的面，以及其上下兩個端面。二、 工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取15.8孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，用一個經(jīng)過特殊加工的定位銷定位，這樣就限制了空間的5個自由度，又因為鉆削時鉆削力是向下的，因此上下的自由度不需要限制（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 鑄造工序二 時效處理工序三 銑左右端面工序四 銑寬51m的槽。工序五 銑寬9.65mm的2面及頂面。工序六 銑厚5.9的2側(cè)面。工序七 鉆，擴，絞15.8的孔。工序八 銑寬16.5mm的面。工序九 銑寬14.2mm的槽。工序十 鉆M10的孔工序十一：檢驗工序十二：入庫方案二：工序一 鑄造工序二 時效處理工序三 銑左右端面工序四鉆，擴，絞15.8的孔工序五 銑寬9.65mm的2面及頂面。工序六 銑厚5.9的2側(cè)面。工序七。銑寬51m的槽。工序八 銑寬16.5mm的面。工序九 銑寬14.2mm的槽。工序十 鉆M10的孔工序十一：檢驗工序十二：入庫方案一和方案二的區(qū)別在于方案二在先開始鉆孔，這樣不利于保證鉆孔的精度，根據(jù)加工 的先面后孔原則，我們應該先加工面然后在加工孔，這樣一是有利于后序加工的定位，保證了加工精度同時也提高 了效率，適合于批量生產(chǎn)。綜上所述，我們選擇方案一，具體的工藝路線如下工序一 鑄造工序二 時效處理工序三 銑左右端面工序四 銑寬51m的槽。工序五 銑寬9.65mm的2面及頂面。工序六 銑厚5.9的2側(cè)面。工序七 鉆，擴，絞15.8的孔。工序八 銑寬16.5mm的面。工序九 銑寬14.2mm的槽。工序十 鉆M10的孔工序十一：檢驗工序十二：入庫（四）機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”變速器換擋叉”；零件材料為HT200，硬度190210HB，毛皮重量2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（，15.8端面）。查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表2.22.5，取15.8，56端面長度余量均為1（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 0.8mm精銑 0.2mm2. 內(nèi)孔（58已鑄成孔）查工藝手冊表2.22.5，取50已鑄成孔長度余量為2.5，即鑄成孔半徑為45mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴孔 0.125mm鉸孔 0.035mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。（五）確立切削用量及基本工時工序一：銑左右端面工步一：銑左端面 1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑15.8左端面。機床：X51立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(32+10)/475=0.092min。工步二：銑15.8的右端面。1. 加工條件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑15.8孔右端面。機床：X51立式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae=60,深度apPcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計算基本工時tmL/ Vf=(20+10)/475=0.092min。其余銑床加工工時計算如上，在此不再累述。工序七 以15.8孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸15.8孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達到IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=15.5mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 所以， 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。.計算工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。擴鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆： 鉸孔： 銑9.65mm的槽，臥式銑床X62選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取1450當1450r/min時按機床標準選取3） 計算工時切削工時： ，則機動工時為工序十鉆M10的螺紋孔 以15.8孔為精基準，鉆M10螺紋底孔，攻M10螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=8.4mm，后角o16，二重刃長度 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查切 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗校驗成功。 （2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查切）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查切 修正系數(shù) 故。查切機床實際轉(zhuǎn)速為故實際的切削速度（4）校驗扭矩功率 故滿足條件，校驗成立。.計算工時攻絲M10攻螺紋M10mm。 按機床選取，則機動時， 攻M10絲孔三、 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計第4道工序銑四周槽面的銑床夾具。3.1 問題的提出 本夾具主要用于銑寬9.65mm槽，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。因為9.65mm槽和15.8孔中心線孔有垂直度要求，因此我們要以已加工的15.8孔為定位基準。3.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。15.8的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的15.8孔和其端面作為定位基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和已加工好的15孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。3.3切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用鋸片銑刀 160mm z=24,用兩把鋸片銑刀保證同時安裝在主軸上面中間用隔套把兩把銑刀隔開，保證兩把銑刀之間距離為7mm。這樣就可以一次銑出兩個面，并且尺寸易保證。機床： x61W型萬能銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=15mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力3.4 定位誤差分析a) 定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在銑床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近擋銷的一面，而定位銷的會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。3.5定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=25mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成后鋼板彈簧吊耳內(nèi)側(cè)端面的粗銑加工，所以選用直角對刀塊。直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：圖 3.4 對刀塊圖塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC3-0.0060.253.6 夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為銑切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。裝配圖附圖如下夾具體附圖如下總 結(jié)課程設計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎(chǔ)。課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術(shù)出版社出版，1983年4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術(shù)出版社出版，1990年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術(shù)出版社，1981年10月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年