变速器换挡叉工艺和铣宽14.2mm槽夹具设计[版本2]课程设计
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辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 题 目 : 变 速 器 换 挡 叉 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 及 工 艺 装 备 设 计 班 级 : 机 电 06-3 班 姓 名 : 刘 伟 指 导 教 师 : 岳 立 新 完 成 日 期 : 2009 年 7 月 1 日 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 I 一、设计题目 变速器换挡叉 14.2mm 槽铣床专用夹具设计 二、原始资料 (1) 被 加 工 零 件 的 零 件 图 ( 草 图 ) 1 张 (2) 生 产 类 型 : 5000 件 /年 三、上交材料 (1) 被 加 工 工 件 的 零 件 图 1 张 (2) 毛 坯 图 1 张 (3) 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 片 1 张 (4) 与 所 设 计 夹 具 对 应 那 道 工 序 的 工 序 卡 片 1 张 (4) 夹 具 装 配 图 1 张 (5) 夹 具 体 零 件 图 1 张 (6) 课 程 设 计 说 明 书 (5000 字 左 右 ) 1 份 四、进度安排(参考) (1) 熟 悉 零 件 ,画 零 件 图 2 天 (2) 选 择 工 艺 方 案 ,确 定 工 艺 路 线 ,填 写 工 艺 过 程 综 合 卡 片 5 天 (3) 工 艺 装 备 设 计 (画 夹 具 装 配 图 及 夹 具 体 图 ) 9 天 (4) 编 写 说 明 书 3 天 (5) 准 备 及 答 辩 2 天 五、指导教师评语 成 绩: 指导教师 日期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 II 摘 要 本 次 课 程 设 计 的 题 目 是 变 速 器 换 挡 叉 14.2mm 槽 专 用 铣 床 夹 具 设 计 , 通 过 此 次 设 计 , 使 课 本 上 学 到 的 理 论 知 识 在 这 次 课 程 设 计 中 得 到 实 践 , 机 械 制 造 基 础 课 本 上 学 到 的 知 识 , 诸 如 , 定 位 误 差 的 计 算 , 机 床 类 型 的 选 择 , 加 工 方 式 的 选 择 , 夹 具 体 设 计 应 注 意 的 问 题 等 , 在 这 次 课 程 设 计 中 都 得 到 了 应 用 , 增 加 了 自 己 理 论 联 系 实 际 的 能 力 : 1 运 用 所 学 基 本 理 论 知 识 , 正 确 解 决 了 工 件 在 加 工 时 的 定 位 和 夹 紧 问 题 , 选 择 合 理 的 方 案 , 进 行 必 要 的 计 算 , 根 据 题 意 设 计 出 符 合 要 求 的 低 成 本 夹 具 。 2 收 集 有 关 资 料 , 掌 握 正 确 的 夹 具 设 计 思 想 、 方 法 和 手 段 , 学 会 了 正 确 使 用 有 关 手 册 及 其 它 技 术 资 料 。 3 分 析 研 究 结 构 工 艺 性 问 题 , 提 高 结 构 设 计 能 力 。 4 进 一 步 了 解 了 有 关 机 床 、 刀 具 和 量 具 等 的 工 装 知 识 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 III Abstract of The topic curriculum design is 14.2mm Transmission shiftfork slot machine dedicated fixture design, through the design,so that school textbooks to the theory of knowledge in the curriculum design has been the practice, machine-building based on the knowledge learned from textbooks, such as positioning error of calculation, the choice of machine tool types, processing methods of selection, specific folder design should be noted, in the course design has been applied both to increase their ability to integrate theory with practice: 1. Learned to use the basic theory of knowledge, the correct solution in the processing of the workpiece positioning and clamping at the time of the issue, select a reasonable proposal, to carry out the necessary calculations, based on questions intended to design a fixture to meet the requirements of the low-cost. 2. To gather relevant information, to master the correct fixture design ideas, ways and means to learn the correct use of the manuals and other technical information. 3. Analysis of the structure of the issue of technology to enhance the capacity of the structural design. 4. A better understanding of the machine tools, cutting tools and measuring tools such as knowledge 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 IV 目 录 1 零 件 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定 .1 1.1 零 件 的 用 途 .1 1.2 换 挡 叉 的 技 术 要 求 .1 2 变 速 器 换 挡 叉 毛 坯 的 选 择 .1 2.1. 确 定 换 挡 叉 的 生 产 类 型 .1 2.2 确 定 毛 坯 , 绘 制 毛 坯 简 图 .2 2.2.1 选 择 毛 坯 .2 2.2.2.确 定 机 械 加 工 余 量 , 毛 坯 尺 寸 和 公 差 的 前 提 条 件 .2 2.2.3 确 定 机 械 加 工 余 量 .3 2.2.4 确 定 毛 坯 尺 寸 公 差 .3 2.3 绘 制 换 挡 叉 铸 造 毛 坯 简 图 .4 3 变 速 器 换 挡 叉 机 械 加 工 工 艺 过 程 制 定 .5 3.1 工 艺 基 准 的 选 择 .5 3.2 表 面 加 工 方 法 的 确 定 .6 3.3 加 工 阶 段 的 划 分 .7 3.4 工 序 的 集 中 与 分 散 .8 3.5 工 序 顺 序 的 安 排 .8 3.6 确 定 工 艺 路 线 .9 3.7 加 工 余 量 , 工 序 尺 寸 和 公 差 的 确 定 .10 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 V 3.8 切 削 用 量 的 计 算 .11 3.9 时 间 定 额 的 计 算 .12 3.9.1 辅 助 时 间 tf 的 计 算 .13 3.9.2 其 他 时 间 的 计 算 .13 4 铣 床 夹 具 设 计 .13 5 课 程 设 计 体 会 .14 6 参 考 文 献 .16 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1 零 件 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定 1.1 零 件 的 用 途 该 零 件 用 M101 螺 钉 通 过 15.81F8 孔 连 接 于 换 挡 轴 上 , 操 纵 杆 下 端 球 头 插 入 14.2mm 的 半 圆 槽 内 , 通 过 拨 动 使 它 套 在 轴 上 左 右 滑 动 。 此 时 , 卡 入 双 联 齿 轮 退 刀 槽 中 的 51mm 叉 口 利 用 两 端 面 拨 动 齿 轮 改 变 位 置 , 达 到 变 速 的 目 的 。 换 挡 叉 通 过 上 方 的 14.2mm 的 半 圆 槽 与 操 纵 杆 相 连 , 下 方 的 51mm 叉 口 用 于 与 所 控 制 齿 轮 所 在 的 轴 接 触 , 通 过 上 方 的 力 拨 动 下 方 的 齿 轮 变 速 达 到 变 速 的 目 的 。 。 1.2 换 挡 叉 的 技 术 要 求 加 工 表 面 m 尺 寸 及 偏 差 公 差 及 精 度 等 级 m 表 面 粗 糙 度 Ra形 位 公 差 叉 脚 两 侧 面 9.501.IT12 6.3 0.15 A 拔 叉 脚 两 端 面 96.8 IT12 6.3 拔 叉 脚 内 表 面 1.0IT12 6.3 拔 叉 头 孔 20.5 IT12 6.3 拔 叉 下 方 端 面 10.3 IT13 6.3 槽 内 侧 面 4IT12 12.5 2 变 速 器 换 挡 叉 毛 坯 的 选 择 2.1. 确 定 换 挡 叉 的 生 产 类 型 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 与 采 用 的 生 产 类 型 密 切 相 关 。 生 产 类 型 是 指 企 业 ( 或 车 间 、 工 段 、 班 组 、 工 作 地 ) 生 产 专 业 化 程 度 的 分 类 。 一 般 分 为 大 量 生 产 、 成 批 生 产 和 单 件 生 产 三 种 类 型 。 不 同 的 生 产 类 型 , 零 件 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 的 加 工 工 艺 是 不 同 的 。 生 产 类 型 主 要 与 零 件 的 年 生 产 量 有 关 。 N=Qn(1+a)(1+b) (2.1) 式 中 N-零 件 年 生 产 量 ( 件 /年 ) Q-产 品 年 生 产 量 ( 台 /年 ) n-每 台 产 品 所 含 零 件 数 ( 件 /年 ) a-该 零 件 的 备 品 百 分 率 ( %) b-该 零 件 的 废 品 百 分 率 ( %) 已 知 该 零 件 的 年 生 产 量 为 8000 台 /年 ; n=1 件 /台 ; 结 合 生 产 实 际 , 备 品 率 a 和 废 品 率 b 分 别 为 3%和 0.5%。 N=80001( 1+3%) (1+0.5%)件 换 挡 叉 重 量 2 千 克 , 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 南 ( 以 下 简 称 设 计 指 南 ) 表 2-1 查 得 , 变 速 器 换 挡 叉 属 轻 型 零 件 , 该 换 挡 叉 生 产 类 型 为 大 批 量 生 产 。 2.2 确 定 毛 坯 , 绘 制 毛 坯 简 图 2.2.1 选 择 毛 坯 该 零 件 材 料 为 35 号 钢 , 考 虑 该 工 件 在 工 作 过 程 中 则 经 常 承 受 交 变 载 荷 及 冲 击 载 荷 , 因 此 应 该 选 用 锻 件 , 以 使 金 属 纤 维 尽 量 不 被 切 断 , 保 证 工 件 可 靠 。 由 于 工 件 年 产 量 8281 件 , 属 大 批 量 生 产 , 而 且 零 件 的 轮 廓 尺 寸 不 大 , 故 采 用 模 锻 成 形 。 从 而 也 提 高 了 生 产 效 率 , 保 证 了 加 工 精 度 。 2.2.2.确 定 机 械 加 工 余 量 , 毛 坯 尺 寸 和 公 差 的 前 提 条 件 要 确 定 毛 坯 尺 寸 和 机 械 加 工 余 量 , 应 先 确 定 如 下 各 项 因 素 锻 件 的 公 差 等 级 由 该 零 件 的 功 用 和 技 术 要 求 , 确 定 其 锻 件 公 差 等 级 为 普 通 级 。 锻 件 质 量 根 据 零 件 的 成 品 质 量 2kg, 估 算 为 =2.5kg。fmfm 锻 件 形 状 复 杂 系 数 S S= = ( 2.2)/fn/flbh 式 中 l-零 件 的 长 度 b-零 件 的 宽 度 h-零 件 的 高 度 -零 件 材 料 的 密 度 -n 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 -零 件 包 络 体 质 量 由 已 知 条 件 得 形 状 复 杂 系 数 为 S=2.5/13676687.810-6 0.46 由 于 0.46 介 于 0.32 和 0.63 之 间 , 故 该 换 挡 叉 的 形 状 复 杂 系 数 属 S2 级 。 锻 件 材 质 系 数 M 由 于 该 零 件 材 料 为 35 号 钢 , 是 碳 的 质 量 分 数 小 于 0.65%的 碳 素 钢 , 故 该 锻 件 的 材 质 系 数 属 M1 级 。 零 件 的 表 面 粗 糙 度 该 零 件 的 加 工 表 面 的 粗 糙 度 Ra 均 大 于 1.6 m。 锻 件 分 模 线 形 状 选 择 零 件 长 度 方 向 对 称 平 面 为 分 模 面 , 属 平 直 分 模 线 。 2.2.3 确 定 机 械 加 工 余 量 根 据 锻 件 的 质 量 、 零 件 表 面 粗 糙 度 、 形 状 复 杂 系 数 查 设 计 指 南 表 5-9, 由 此 查 得 单 边 余 量 在 厚 度 方 向 为 1.72.2mm, 长 度 方 向 为 1.72.2mm, 宽 度 方 向 也 为 1.72.2mm, 换 挡 叉 头 中 心 孔 的 单 面 余 量 查 设 计 指 南 表 5-10 查 得 为 2.0mm。 2.2.4 确 定 毛 坯 尺 寸 公 差 毛 坯 尺 寸 公 差 根 据 锻 件 质 量 , 材 质 系 数 , 形 状 复 杂 系 数 从 设 计 指 南 表 5-6、 表 5-7 中 查 得 。 本 零 件 的 毛 坯 尺 寸 允 许 偏 差 及 机 械 加 工 余 量 见 表 2-1。 表 2-1 变 速 器 换 挡 叉 毛 坯 尺 寸 公 差 及 加 工 余 量 零 件 尺 寸 ( mm) 毛 坯 尺 寸 公 差 ( mm) 机 械 加 工 余 量 ( mm) 实 际 取 值 ( mm) 宽 度 51 1.507 1.72.2 2 长 度 10.3 .26 1.72.2 2 宽 度 9.65 4.10 1.72.2 2 厚 度 5.9 6.4 1.72.2 2 厚 度 14.2 .10 1.72.2 2 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 厚 度 56 1.507 1.72.2 2 高 度 12.7 .26 1.72.2 2 孔 径 15.8 4.10 2 2 宽 度 R10.5 .26 1.72.2 2 长 度 R105 1.507 1.72.2 2 宽 度 25.5 .26 1.72.2 2 2.3 绘 制 换 挡 叉 铸 造 毛 坯 简 图 由 表 2-1 所 得 结 果 , 绘 制 毛 坯 简 图 如 图 2-1 所 示 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 图 2-1 3 变 速 器 换 挡 叉 机 械 加 工 工 艺 过 程 制 定 3.1 工 艺 基 准 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 , 合 理 , 可 以 保 证 加 工 质 量 , 提 高 生 产 效 率 , 否 则 , 就 会 使 加 工 工 艺 过 程 问 题 百 出 , 严 重 的 还 会 造 成 零 件 大 批 报 废 , 使 生 产 无 法 进 行 。 定 位 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 , 通 常 先 确 定 精 基 准 , 再 确 定 粗 基 准 。 精 基 准 的 选 择 选 择 精 基 准 时 应 遵 循 下 列 原 则 : 基 准 重 合 原 则 ; 基 准 统 一 原 则 ; 自 为 基 准 原 则 ; 互 为 基 准 原 则 ; 便 于 装 夹 原 则 。 选 择 操 纵 槽 和 叉 轴 孔 15.8 孔 作 为 精 基 准 , 零 件 上 的 很 多 表 面 都 可 以 以 它 们 作 为 基 准 , 即 遵 循 了 “基 准 统 一 ”原 则 。 操 纵 槽 作 为 精 基 准 , 并 且 该 换 挡 叉 轴 向 方 向 上 的 尺 寸 多 以 该 端 面 作 为 设 计 基 准 , 遵 循 了 “基 准 重 合 ”原 则 。 叉 轴 孔 15.8 的 轴 线 是 设 计 基 准 , 作 为 精 基 准 可 以 加 工 换 挡 叉 脚 两 内 侧 面 和 外 圆 面 , 遵 循 了 “基 准 重 合 ”原 则 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 粗 基 准 的 选 择 选 择 粗 基 准 时 应 遵 循 下 列 原 则 : 余 量 均 匀 原 则 ; 保 证 加 工 表 面 位 置 正 确 的 原 则 ; 粗 基 准 只 能 有 效 使 用 一 次 的 原 则 ; 粗 基 准 平 整 光 洁 定 位 可 靠 的 原 则 。 选 择 换 挡 叉 脚 内 圆 面 和 操 纵 头 左 端 面 为 粗 基 准 , 可 以 为 后 续 工 序 准 备 好 精 基 准 。 3.2 表 面 加 工 方 法 的 确 定 见 表 3-1 表 3-1 变 速 器 换 挡 叉 零 件 各 表 面 加 工 方 案 加 工 表 面 尺 寸 精 度 等 级 表 面 粗 糙 度 Ra/mm 加 工 方 案 备 注 叉 轴 孔 mm15.8IT8 3.2 钻 -粗 铰-精 铰 孔 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 换 挡 叉 头 外 圆 面 IT11 12.5 粗 车 外 圆 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 操 纵 头 两 侧 面 IT13 6.3 粗 铣 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 换 挡 叉 头 下 端 凸 台 面 IT16 12.5 粗 铣 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 外 圆 面 R10.5 IT15 6.3 粗 车 外 圆 面 加 工 方 案 的 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 内 圆 面 R105 IT13 6.3 粗 铣 孔 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 换 挡 叉 脚 内 侧 面 IT10 6.3 粗 铣 -半 精 铣 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 换 挡 叉 脚 前 后 端 面 IT12 6.3 粗 铣 -半 精 铣 -磨 削 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 操 纵 槽 IT10 12.5 粗 铣 -半 精 铣 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 内 螺 纹 孔 IT13 12.5 钻 孔 -攻 螺 纹 螺 纹 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 操 纵 头 右 端 面 IT13 12.5 粗 铣 平 面 加 工 方 案 的 经 济 精 度 和 表 面 粗 糙 度 3.3 加 工 阶 段 的 划 分 该 换 挡 叉 可 将 加 工 阶 段 划 分 为 粗 加 工 , 半 精 加 工 和 精 加 工 3 个 阶 段 。 粗 加 工 阶 段 : 将 精 基 准 ( 操 纵 槽 和 叉 轴 孔 ) 准 备 好 , 使 后 续 工 序 都 可 以 采 用 精 基 准 定 位 加 工 , 保 证 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 粗 铣 操 纵 头 右 端 面 , 换 挡 叉 脚 内 表 面 , 换 挡 叉 脚 两 端 面 , 操 纵 头 侧 面 和 换 挡 叉 凸 台 面 。 粗 车 外 圆 面 。 半 精 加 工 阶 段 : 完 成 换 挡 叉 脚 两 端 面 , 换 挡 叉 脚 内 侧 面 的 精 铣 加 工 和 螺 纹 孔 9mm 的 钻 , 攻 螺 纹 的 加 工 。 精 加 工 阶 段 : 进 行 换 挡 叉 脚 两 端 面 的 磨 削 加 工 。 3.4 工 序 的 集 中 与 分 散 该 换 挡 叉 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 , 因 此 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 换 挡 叉 的 加 工 工 序 。 采 用 高 效 专 用 设 备 及 工 艺 装 备 , 以 提 高 生 产 率 , 工 序 装 夹 的 次 数 少 , 易 于 保 证 表 面 间 位 置 精 度 , 还 能 减 少 工 序 间 运 输 量 , 缩 短 生 产 周 期 。 3.5 工 序 顺 序 的 安 排 机 械 加 工 工 序 的 安 排 遵 循 “基 面 先 行 ”原 则 , 先 加 工 精 基 准 -操 纵 槽 和 叉 轴 孔 。 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 , 先 进 行 粗 加 工 工 序 , 后 安 排 精 加 工 工 序 。 遵 循 “先 主 后 次 ”原 则 , 先 加 工 主 要 表 面 -操 纵 槽 , 叉 轴 孔 和 换 挡 叉 脚 两 端 面 , 后 加 工 次 要 表 面 -操 纵 头 两 侧 面 和 外 圆 面 等 。 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 , 先 加 工 各 平 面 , 最 后 进 行 螺 纹 孔 的 加 工 。 热 处 理 工 序 的 安 排 模 锻 成 型 后 切 边 , 进 行 调 质 , 可 使 零 件 的 综 合 力 学 性 能 好 , 换 挡 叉 脚 两 端 面 在 精 加 工 之 前 进 行 局 部 高 频 淬 火 , 提 高 其 耐 磨 性 和 在 工 作 中 承 受 冲 击 载 荷 的 能 力 。 辅 助 工 序 的 安 排 粗 加 工 换 挡 叉 脚 两 端 面 和 热 处 理 后 , 安 排 校 直 工 序 。 半 精 加 工 后 , 安 排 去 毛 刺 和 中 间 检 验 工 序 。 精 加 工 后 , 安 排 去 毛 刺 , 清 洗 和 终 检 工 序 。 综 上 所 述 , 该 换 挡 叉 工 序 的 安 排 顺 序 为 : 基 准 加 工 -主 要 表 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 9 面 粗 加 工 及 一 些 余 量 大 的 表 面 加 工 -主 要 表 面 半 精 加 工 及 次 要 表 面 加 工 -热 处 理 -主 要 表 面 精 加 工 3.6 确 定 工 艺 路 线 换 挡 叉 的 工 艺 路 线 , 机 床 设 备 及 工 艺 装 备 见 表 3-2。 表 3-2 换 挡 叉 工 艺 路 线 及 设 备 , 工 装 的 选 用 工 序 号 工 序 名 称 机 床 设 备 刀 具 量 具 1 粗 铣 换 挡 叉 头 前 后 两 端 面 立 式 铣 床 X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 游 标 卡 尺 2 粗 铣 换 挡 叉 左 端 面 立 式 铣 床 X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 游 标 卡 尺 3 半 精 铣 换 挡 叉 后 端 面 立 式 铣 床 X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 游 标 卡 尺 4 粗 铣 、 半 精 铣 操 纵 槽 、 去 槽 口 尖 角 立 式 铣 床 X51 三 面 刃 铣 刀 、 平 锉 游 标 卡 尺 5 粗 扩 .精 扩 铰 20.5 孔 .倒 角 四 面 组 合 转 床 扩 孔 钻 、 铰 刀 、 卡 尺 、 塞 规 6 半 精 铣 叉 下 端 面 , 钻 M10 螺 纹 孔 立 式 铣 床 X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 麻 花 钻 , 丝 锥 内 径 千 分 尺 尺 7 校 正 叉 脚 钳 工 台 手 锤 8 粗 铣 叉 脚 两 端 面 卧 式 双 面 铣 床 1 三 面 刃 铣 刀 游 标 卡 尺 9 铣 叉 爪 口 内 侧 面 立 式 铣 床 铣 刀 游 标 卡 尺 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 10 X51 10 半 精 铣 叉 脚 两 端 面 卧 式 双 面 铣 床 三 面 刃 铣 刀 游 标 卡 尺 11 去 毛 刺 钳 工 台 平 锉 内 径 千 分 尺 12 中 检 塞 规 、 百 分 表 、 卡 尺 13 热 处 理 淬 火 机 等 14 校 正 叉 脚 钳 工 台 手 锤 15 清 洗 清 洗 机 塞 规 , 百 分 表 , 卡 尺 等 16 终 检 塞 规 , 百 分 表 , 卡 尺 等 3.7 加 工 余 量 , 工 序 尺 寸 和 公 差 的 确 定 工 序 尺 寸 及 公 差 的 确 定 有 两 种 情 况 : 一 种 是 工 序 尺 寸 及 其 公 差 与 零 件 上 某 设 计 尺 寸 或 其 他 工 序 尺 寸 相 关 , 需 要 通 过 解 算 尺 寸 链 的 方 法 来 确 定 。 另 一 种 是 工 序 尺 寸 及 其 公 差 仅 与 工 序 余 量 有 关 , 如 加 工 过 程 中 不 存 在 基 准 转 换 的 情 况 。 此 时 , 可 按 如 下 方 法 确 定 个 工 序 尺 寸 和 公 差 : 确 定 该 加 工 表 面 的 总 余 量 , 再 根 据 加 工 路 线 确 定 各 工 序 的 基 本 余 量 , 并 核 对 第 一 道 工 序 的 加 工 余 量 是 否 合 理 。 自 终 加 工 工 序 起 , 即 从 设 计 尺 寸 开 始 , 至 第 一 道 工 序 , 逐 次 加 上 ( 对 被 包 容 面 ) 或 减 去 ( 对 包 容 面 ) 个 工 序 的 基 本 余 量 , 便 可 得 到 各 工 序 的 基 本 工 序 尺 寸 。 除 终 加 工 工 序 外 , 根 据 各 工 序 的 加 工 方 法 及 其 经 济 加 工 精 度 , 确 定 其 工 序 公 差 和 表 面 粗 糙 度 。 按 “入 体 原 则 ”以 单 向 偏 差 方 式 标 注 工 序 尺 寸 , 并 可 作 适 当 调 整 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 11 加 工 余 量 , 工 序 尺 寸 和 公 差 的 计 算 : 根 据 课 程 设 计 要 求 , 这 里 只 作 工 序 4 加 工 余 量 和 工 序 尺 寸 公 差 的 确 定 。 工 序 4粗 铣 , 半 精 铣 操 纵 槽 , 去 槽 口 尖 角 查 简 明 手 册 表 1-22 半 精 铣 工 步 工 序 余 量 为 1mm, 已 知 工 序 公 差 IT10( +0.1) , 工 序 尺 寸 为 14.2mm, 根 据 入 体 原 则 , 则 半 精 铣 工 步 的 工 序 尺 寸 和 偏 差 为 14.2 。0. 已 知 毛 坯 总 余 量 3.6mm, 所 以 粗 铣 工 步 的 工 序 余 量 为 3.6- 1=2.6mm。 由 设 计 指 南 表 5-29 得 粗 铣 工 步 的 工 序 公 差 为 IT11( +0.11) , 则 粗 铣 工 步 的 工 序 基 本 尺 寸 为 14.2-1=13.2mm, 工 序 尺 寸 和 公 差 为 13.2 。0.1 毛 坯 槽 总 余 量 为 3.6mm, 公 差 为 , 基 本 尺 寸 为 13.2-1.26 2.6=10.6mm, 尺 寸 和 偏 差 为 10.6 。. 工 序 2 的 加 工 余 量 , 工 序 尺 寸 和 公 差 见 表 3-4 表 3-3 工 序 2 加 工 余 量 , 工 序 尺 寸 和 公 差 表 工 序 名 称 工 序 余 量 工 序 公 差 工 序 基 本 尺 寸 工 序 尺 寸 和 公 差 半 精 铣 操 纵 槽 1 IT10( +0.1 ) 14.2 14.2 0. 粗 铣 操 纵 槽 2.6 IT11( +0.1 1) 13.2 13.2 0.1 毛 坯 槽 3.6 .26 10.6 10.6 .2 3.8 切 削 用 量 的 计 算 根 据 课 程 设 计 要 求 , 只 作 第 4 工 序 的 切 削 用 量 确 定 方 法 工 序 4粗 铣 , 半 精 铣 操 纵 槽 , 去 槽 口 尖 角 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 12 背 吃 刀 量 的 确 定 半 精 铣 工 步 的 背 吃 刀 量 ap=0.5mm 粗 铣 工 步 的 背 吃 刀 量 ap=1.3mm 进 给 量 的 确 定 粗 铣 工 步 的 进 给 量 , 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 5-19, 按 背 吃 刀 量 30mm, 机 床 动 力 5 10kw, 零 件 夹 具 刚 度 中 等: 的 条 件 , fz=0.080.1mm/z,选 取 fz=0.1mm/z。 切 削 速 度 的 计 算 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 5-20,按 照 d/z=200/12,查 得 v=268m/min, 由 公 式 ( 3-1) 可 求 得 该 工 步 铣 刀 转 速 n=426.75r/min, 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 4- 15 所 列 X51 型 立 式 铣 床 的 主 轴 转 速 , 取 转 速 n=490r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 ( 3-1) , 可 求 的 该 工 步 的 实 际 切 削 速 度 :/04920/137.2/ivd 半 精 铣 工 步 的 进 给 量 , 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 5-19, 按 背 吃 刀 量 30mm, 机 床 动 力 510kw, 零 件 夹 具 刚 度 中 等 的 条 件 , fz=0.080.1mm/z,选 取 fz=0.1mm/z, 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 5-20,按 照 d/z=200/12,查 得 v=268m/min, 由 公 式 ( 3-1) 可 求 得 该 工 步 铣 刀 转 速 n=426.75r/min, 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 4-15 所 列 X51 型 立 式 铣 床 的 主 轴 转 速 , 取 转 速 n=490r/min。 再 将 此 转 速 代 入 公 式 ( 3-1) , 可 求 的 该 工 步 的 实 际 切 削 速 度 :/120/7.2/invd 3.9 时 间 定 额 的 计 算 工 序 4粗 铣 , 半 精 铣 操 纵 槽 , 去 槽 口 尖 角 粗 铣 工 步 , 由 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 课 程 表 5- 43 公 式 tj= 式 中 =214=28mm; =2 5mm,取 =2mm; = iflMZ21lll1l +(13) eead = +2=53mm;fMz=fn=fZZn=0.112490=588mm/m.206. in; 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 13 将 上 述 结 果 代 入 公 式 tj= = 1=0.14min=8iflMZ218532 3.9.1 辅 助 时 间 tf 的 计 算 工 序 4粗 铣 , 半 精 铣 操 纵 槽 , 去 槽 口 尖 角 粗 铣 工 步 , tf=0.158.4s=1.26s; 半 精 铣 工 步 , tf=0.158.4s=1.26s; 3.9.2 其 他 时 间 的 计 算 除 了 作 业 时 间 ( 基 本 时 间 和 辅 助 时 间 之 和 ) 以 外 每 道 工 序 的 单 件 时 间 还 包 括 布 置 工 作 地 时 间 , 休 息 和 生 理 需 要 时 间 和 准 备 和 终 结 时 间 。 由 于 本 零 件 中 拨 插 的 生 产 类 型 为 大 型 生 产 , 分 摊 到 每 个 工 件 上 的 时 间 甚 微 , 可 忽 略 不 计 ; 布 置 工 作 地 时 间 tb 是 作 业 时 间 的 2% 7%, 生 理 需 要 时 间 与 休 息 时 间 tx 是 作 业 时 间 的 2% 4%。 本 例 均 取 为 3%, 则 各 个 工 序 的 其 他 时 间 (tb+tx)可 按 关 系 式 (3%3%)(tf+tj)计 算 , 工 序 2粗 铣 , 半 精 铣 操 纵 槽 , 去 槽 口 尖 角 粗 铣 工 步 , tb+tx=6%(1.26s+8.4s)=0.58s; 半 精 铣 工 步 , tb+tx=6%(1.26s+8.4s)=0.58s; 4 铣 床 夹 具 设 计 采 用 调 整 法 加 工 这 批 换 挡 叉 工 件 , 针 对 槽 加 工 工 序 , 进 行 专 用 铣 床 夹 具 结 构 方 案 设 计 。 确 定 夹 具 的 结 构 方 案 ( 1) 确 定 定 位 元 件 根 据 零 件 图 槽 所 要 求 的 尺 寸 , 选 用 支 撑 钉 定 位 方 案 , 定 位 短 心 轴 与 工 件 定 位 孔 配 合 , 限 制 二 个 自 由 度 , 支 撑 钉 与 工 件 叉 口 接 触 限 制 一 个 自 由 度 , 定 位 平 面 与 工 件 接 触 限 制 三 个 自 由 度 , 实 现 工 件 正 确 定 位 。 分 析 定 位 误 差 = = = - =(15.8+0.043)mm-(15.8-Dymaxa0mind 0.018)mm=0.061mm 此 值 小 于 工 件 相 应 尺 寸 公 差 0.2mm 的 1/3。 因 此 定 位 方 案 合 理 ( 2) 确 定 夹 紧 机 构 采 用 压 板 夹 紧 机 构 进 行 压 紧 工 件 , 实 现 压 紧 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 14 根 据 生 产 率 要 求 并 针 对 定 位 方 案 的 特 点 , 采 用 压 板 夹 紧 机 构 , 使 压 紧 力 指 向 定 位 平 面 中 心 , 压 紧 平 稳 并 可 以 保 证 工 件 在 加 工 过 程 中 的 占 有 的 正 确 位 置 不 被 破 坏 。 由 于 本 夹 紧 方 案 的 夹 紧 力 方 向 和 作 用 点 较 为 理 想 , 且 钻 削 时 产 生 的 水 平 方 向 合 力 不 大 , 所 以 这 里 不 予 计 算 夹 紧 力 的 大 小 , 夹 紧 力 大 小 可 根 据 经 验 或 类 比 的 方 法 确 定 。 ( 3) 对 刀 装 置 采 用 直 角 对 刀 块 及 平 塞 尺 对 刀 。 确 定 对 刀 块 的 对 刀 面 与 定 位 元 件 定 位 表 面 之 间 的 尺 寸 , 由 于 换 挡 叉 的 定 位 元 件 为 面 和 心 轴 故 定 为 基 准 为 心 轴 轴 线 和 换 挡 叉 叉 尾 端 面 。 5 课 程 设 计 体 会 机 械 制 造 工 艺 与 机 床 夹 具 课 程 设 计 是 机 械 制 造 工 艺 与 机 床 夹 具 课 程 教 学 的 一 个 不 可 或 缺 的 辅 助 环 节 。 它 是 我 全 面 地 综 合 运 用 本 课 程 及 其 有 关 先 修 课 程 的 理 论 和 实 践 知 识 进 行 加 工 工 艺 及 夹 具 结 构 设 计 的 一 次 重 要 实 践 。 培 养 了 自 己 编 制 机 械 加 工 工 艺 规 程 和 机 床 夹 具 设 计 的 能 力 , 为 以 后 搞 好 毕 业 设 计 和 去 工 厂 从 事 工 艺 与 夹 具 设 计 做 了 一 些 必 要 的 准 备 。 通 过 本 课 程 设 计 自 己 的 收 获 如 下 : 1 培 养 了 自 己 综 合 运 用 机 械 制 造 工 艺 学 及 相 关 专 业 课 程 ( 工 程 材 料 与 热 处 理 、 机 械 设 计 、 互 换 性 与 测 量 技 术 、 金 属 切 削 加 工 及 装 备 等 ) 的 理 论 知 识 , 结 合 金 工 实 习 、 生 产 实 习 中 学 到 的 实 践 知 识 , 独 立 地 分 析 和 解 决 机 械 加 工 工 艺 问 题 , 初 步 具 备 设 计 一 个 中 等 复 杂 程 度 零 件 的 工 艺 规 程 的 能 力 2 根 据 被 加 工 零 件 的 技 术 要 求 , 运 用 夹 具 设 计 的 基 本 原 理 和 方 法 , 学 会 了 拟 订 夹 具 设 计 方 案 , 完 成 夹 具 结 构 设 计 。 3 使 自 己 提 高 了 应 用 有 关 手 册 、 标 准 、 图 表 等 技 术 资 料 的 能 力 , 掌 握 了 从 事 工 艺 设 计 的 方 法 和 步 骤 。 4 进 一 步 培 养 了 自 己 机 械 制 图 、 设 计 计 算 、 结 构 设 计 和 编 写 技 术 文 件 等 的 基 本 技 能 。 。 5 培 养 了 自 己 解 决 工 艺 问 题 的 能 力 , 为 今 后 进 行 毕 业 设 计 和 去 工 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 15 厂 从 事 工 艺 与 夹 具 设 计 打 下 了 良 好 的 基 础 。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 16 6 参 考 文 献 1 苏 翼 林 .材 料 力 学 M.北 京 :人 民 教 育 出 版 社 ,1979 2 赵 俊 ,楮 乃 雄 .AG 材 料 床 身 的 结 构 设 计 J,1996,26(03):27-29 3 机 床 夹 具 设 计 手 册 .王 光 斗 .王 春 富 .上 海 科 学 技 术 出 版 社 4 机 械 制 造 技 术 基 础 .黄 健 求 .机 械 工 业 出 版 社 5 互 换 性 与 测 量 技 术 基 础 .王 伯 平 . 机 械 工 业 出 版 社 6 机 械 图 形 学 .李 凤 平 .张 士 庆 .苏 猛 .屈 振 生 .东 北 大 学 出 版 社
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