CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉加工工艺及铣尺寸φ19mm孔上端两端面夹具设计【含高清CAD图纸】
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机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工20铣20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能升降台铣床XA61321夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣19mm孔两端面专用夹具,高速钢三面刃面铣刀,游标卡尺16933.40.0831234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工30钻20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻孔18.5mm;(19mm孔底孔)专用夹具,高速钢钻头,高速钢绞刀,900锪钻23325.60.451.2512铰孔19mm;专用夹具,高速钢钻头,高速钢绞刀,900锪钻17420.10.721.51319mm孔倒角1*450专用夹具,高速钢钻头,高速钢绞刀,900锪钻7281.20.1514 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工40镗20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗、精镗82.2mm孔;进行1X450倒角专用夹具,双刃镗刀,游标卡尺77225.40.4011234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工50铣20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数万能升降台铣床XA61321夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣、精铣82.2mm孔端面专用夹具,高速钢三面刃面铣刀,游标卡尺16926.50.081.512.3234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工60铣20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣16mm槽;粗铣16mm槽的两侧面;1.5*450倒角专用夹具,W18Cr4V立铣刀,游标卡尺16926.50.081.51234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共6页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工70钻攻M20#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造218mmx92mmx161mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻M10螺纹孔并倒角1200;攻螺纹M10;专用夹具,麻花钻,高速钢丝锥,游标卡尺23325.60.451.251234 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号120-17020 产品型号 产品名称解放汽车零件名称解放汽车第四及第五变速叉共1页第1页材 料 牌 号20#毛坯种类锻造毛坯外形尺寸218mmx92mmx161mm每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件00毛坯采用锻造的方式获得毛坯锻造锻压机10时时效处理锻造20铣粗铣19mm孔两端面金XA6132型铣床专用夹具,高速钢镶齿三面刃铣刀,游标卡尺30钻1、 钻孔18.5mm(19mm孔底孔);2、 铰孔19mm;3、 对19mm孔倒角1*450金Z525立式钻床专用夹具,高速钢钻头,高速钢绞刀,900锪钻,游标卡尺 40镗粗镗、精镗82.2mm孔;进行1X450倒角金T68卧式镗床专用夹具,双刃镗刀 ,游标卡尺50铣粗铣、精铣82.2mm孔端面金XA6132铣床专用夹具,高速钢圆柱铣刀,游标卡尺60铣粗铣16mm槽;1.5*450倒角金X52立式铣床专用夹具,W18Cr4V立铣刀,游标卡尺70钻攻M10钻M10螺纹孔并倒角1200;攻螺纹M10;金Z525立式钻床专用夹具,麻花钻,高速钢丝锥,游标卡尺80铣粗铣尺寸10MM两端面金X52立式铣床专用夹具,W18Cr4V立铣刀,游标卡尺90钳工去毛刺100检验检验入库 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期设计说明书课 题:解放汽车第四速及第五速变速叉的加工工艺规程及夹具设计专 题:专 业: 机械制造及自动化学 生 姓 名: 班 级: 学 号: 指 导 教 师: 完 成 时 间: 摘 要本设计是基于解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。解放汽车第四速及第五速变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出端面平面,再以端面平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。大孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用通用。夹具选用专用夹具,夹紧方式多选用气动夹紧,夹紧可靠,机构可以不必自锁,因此生产效率较高,适用于大批量、流水线上加工,能够满足设计要求。关键词:解放汽车第四速及第五速变速叉零件;工艺;夹具;目 录摘 要1第1章 机械加工工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析11.2 解放汽车第四速及第五速变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2 孔系加工方案选择21.3 解放汽车第四速及第五速变速叉加工定位基准的选择31.3.1 粗基准的选择31.3.2 精基准的选择31.4 解放汽车第四速及第五速变速叉加工主要工序安排41.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定71.6 毛坯种类的选择81.7 选择加工设备和工艺装备91.7.1 机床选用91.7.2 选择刀具91.7.3 选择量具101.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定101.9确定切削用量及基本工时(机动时间)11第2章铣尺寸19mm孔上端两端面夹具设计172.1研究原始质料172.2定位基准的选择172.3 切削力及夹紧分析计算172.4 误差分析与计算192.5 零、部件的设计与选用202.5.1定位销选用202.5.2 定向键与对刀装置设计202.6 夹具设计及操作的简要说明21总 结23谢 辞24参考文献2523第1章 机械加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉。解放汽车第四速及第五速变速叉的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度,并保证部件正确安装。因此解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1.1 零件图1.1.2 零件的工艺分析由解放汽车第四速及第五速变速叉零件图可知。解放汽车第四速及第五速变速叉零件,它的外表面上有平面需要进行加工。82.2mm系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下: 1.以19mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括:19mm孔及其倒角,孔上端尺寸为16mm的槽,槽的外侧厚度为10.8mm的两个侧面, 19mm孔的上端距其中心12mm的两个端面,还有孔下端M10的螺纹孔.2.以82.2mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括: 82.2mm的孔及其倒角, 82.2mm的孔的侧面,距M10螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求,主要是:82.2mm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.1.2 解放汽车第四速及第五速变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该解放汽车第四速及第五速变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于解放汽车第四速及第五速变速叉来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.2.1 孔和平面的加工顺序解放汽车第四速及第五速变速叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则:即先加工解放汽车第四速及第五速变速叉上的基准平面,以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。解放汽车第四速及第五速变速叉的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大,用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固,因而容易保证孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件,便于对刀及调整,也有利于保护刀具。解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则,将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2 孔系加工方案选择解放汽车第四速及第五速变速叉孔系加工方案,应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格最底的机床。根据解放汽车第四速及第五速变速叉零件图所示的解放汽车第四速及第五速变速叉的精度要求和生产率要求,当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。(1)用镗模法镗孔在大批量生产中,解放汽车第四速及第五速变速叉孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时,镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此,可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高,且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。(2)用坐标法镗孔在现代生产中,不仅要求产品的生产率高,而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高,生产周期长,不大能适应这种要求,而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外,在采用镗模法镗孔时,镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔,需要将解放汽车第四速及第五速变速叉孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差,然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。1.3 解放汽车第四速及第五速变速叉加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀;(2)保证装入解放汽车第四速及第五速变速叉的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。即以解放汽车第四速及第五速变速叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此,孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。现选取19mm孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共两个V形块夹持外轮廓做为主要定位面,以消除自由度.1.3.2 精基准的选择从保证解放汽车第四速及第五速变速叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证解放汽车第四速及第五速变速叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从解放汽车第四速及第五速变速叉零件图分析可知,它的端面平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面,虽然它是解放汽车第四速及第五速变速叉的装配基准,但因为它与解放汽车第四速及第五速变速叉的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。精基准的选择主要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.1.4 解放汽车第四速及第五速变速叉加工主要工序安排对于大批量生产的零件,一般总是首先加工出统一的基准。解放汽车第四速及第五速变速叉加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于端面平面加工完成后一直到解放汽车第四速及第五速变速叉加工完成为止,除了个别工序外,都要用作定位基准。因此,端面面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出,因切削力较大,也应该在粗加工阶段完成。对于解放汽车第四速及第五速变速叉,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系,但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此,实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面,这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝,由于切削力较小,可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后,将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程,现将解放汽车第四速及第五速变速叉加工工艺路线确定如下:工艺路线一:工艺路线工序 粗铣16mm槽,以19mm孔定位.工序 粗铣16mm槽的两侧面,以19mm孔定位.工序 粗铣距19mm中心12mm的两个端面,以19mm孔及16mm槽底为基准.工序 16mm槽两端1.5*450倒角.工序 钻铰19mm孔并倒角.工序 钻距槽(16mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.工序 攻螺纹M10.工序 粗铣82.2mm孔的两端面.工序 粗镗81.7mm孔.工序 精镗82.2mm孔.工序 82.2mm孔1*450倒角工序 精铣82.2mm孔的两端面.工序 终检.工艺路线二:工序 粗铣16mm槽,以19mm孔的外轮廓为粗基准定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗铣16mm槽的两侧面,以19mm孔的外轮廓以及距槽底32mm的面为基准,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗铣19mm孔上端两端面,以19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 16mm槽1.5*450倒角,选用C620-1车床及专用夹具.工序 钻铰19mm孔并倒角.以19mm孔及端面定位,选用Z5119立式钻床及专用夹具.工序 钻距槽(16mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.以19mm孔及16mm槽底定位,选用Z5119立式钻床及专用夹具.工序 攻螺纹M10.工序 粗铣82.2mm孔的两端面.以19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 粗镗81.7mm孔.以19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 精镗82.2mm孔. .以19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序 82.2mm孔1*450倒角.选用C620-1型车床及专用夹具.工序 精铣82.2mm孔的两端面. 以19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序 终检.上述方案主要是以19mm孔位基准,来加工16mm槽,M10螺纹,槽的两侧面,这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差,同时也照顾了加工路线方便的特点.综合选择方案: 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容00毛坯采用锻造的方式获得毛坯10时时效处理20铣粗铣19mm孔两端面30钻1、 钻孔18.5mm(19mm孔底孔);2、 铰孔19mm;3、 对19mm孔倒角1*450 40镗粗镗、精镗82.2mm孔;进行1X450倒角50铣粗铣、精铣82.2mm孔端面60铣粗铣16mm槽;1.5*450倒角70钻攻M10钻M10螺纹孔并倒角1200;攻螺纹M10;80铣粗铣尺寸19mm孔上端两端面90钳工去毛刺100检验检验入库1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“解放汽车第四速及第五速变速叉”零件材料为20钢,生产类型为大批量生产,采用锻造毛坯。“变速叉”零件材料为20钢,毛坯重量约1.5Kg,生产类型为大批量生产,采用锻锤上合模锻毛坯.根据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 16mm槽参照表3.1-56,因为其公差等级太低,可直接铣.2. 槽的侧面参照表3.1-56,其加工余量Z=2mm.3. 19mm孔的两个上端面参照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.4. 82.2mm孔的两侧面,铣削公差-0.22mm. 参照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精铣余量:单边0.7mm(见表8-31),铣削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,锻件偏差mm。由于设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整法加工.因此在计算最大,最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定.5. 19mm孔参照, 其加工余量2Z=2mm.钻孔18.5mm,铰孔19mm.6. 82.2mm孔参照, 其加工余量2Z=2.5mm.粗镗81.7mm,精镗82.2mm.厚度为8mm的两端面尺寸加工余量和工序间余量.毛坯名义尺寸:8+2*2=12mm毛坯最大尺寸:12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸:12-0.5*2=11mm粗铣后最大尺寸:8+0.7*2=9.4mm粗铣后最小尺寸:9.4-2*0.22=8.96mm精铣尺寸与零件尺寸相符,即8mm.1.6 毛坯种类的选择零件材料为20钢,考虑到零件在使用过程中起连接作用,分析其在工作过程中所受载荷,最后选用铸件,以便使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平,而且零件轮廓尺寸不大,可以采用砂型锻造,这从提高生产效率,保证加工精度,减少生产成本上考虑,也是应该的。零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关,因此,正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为ZG35、生产类型为批量生产、结构形状不是很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素,在此毛坯选择锻造成型。工件右端面机加工余量3mm;工件左端面机加工余量3mm;绘制毛坯图 详见附图:毛坯图1.7 选择加工设备和工艺装备1.7.1 机床选用.工序端面加工是铣加工。各工序的工步数不多,成批量生产,故选用铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大,精度要求属于中等要求,选用最常用的X52K型铣床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表.-。.工序钻孔,选用Z525摇臂钻床。1.7.2 选择刀具.在铣床上加工的工序,一般选用硬质合金铣刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金铣刀.钻孔时选用高速钢麻花钻,参考机械加工工艺手册(主编 孟少农),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。1.7.3 选择量具本零件属于成批量生产,一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器具的不确定度选择;二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。1.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“连接座” 零件材料为20钢,查机械加工工艺手册(以后简称工艺手册),表2.2-17 各种铸铁的性能比较,灰铸铁的硬度HB为143269,表2.2-23 灰铸铁的物理性能,20钢密度=7.27.3(),计算零件毛坯的重量约为2。表1-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)轻型(零件重100kg)单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据,该零件的月工序数不低于3050,毛坯重量21902506.04.0端面、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于端面面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1.9确定切削用量及基本工时(机动时间)工序20 粗铣19mm孔两端面机床:铣床X6132刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。齿 切削速度:参考有关手册,确定V=27m/min。采用高速钢三面刃圆盘铣刀,Z=10。工序30 钻铰19mm孔,并倒角1*45两端. 1.钻孔18.5mm机床:立式钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。 ,V=17m/min. 采用高速钢钻头, 2.铰孔19mm. 采用高速钢绞刀,V=14.7m/min. 3. 19mm孔倒角1*45两端. 采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与铰孔相同. 工序40粗镗、精镗82.2mm孔;进行1X450倒角机床:镗床T68刀具:高速钢刀具(1) 粗镗81.7mm孔 采用双刃镗刀,V=40m/min. (2) 精镗82.2mm孔. V=35m/min (3) 82.2mm孔1*45度倒角. V=16m/min 工序50 粗铣、精铣82.2mm孔端面(1) 粗铣82.2mm孔端面.机床:XA6132型万能升降台铣床刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。 采用高速钢圆柱铣刀,Z=10,V=20m/min (2) 精铣82.2mm孔的两端面机床:XA6132型万能升降台铣床刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数,此为粗齿铣刀。齿 采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min. 工序60 粗铣16mm槽;粗铣16mm槽的两侧面;1.5*450倒角(1) 粗铣16mm槽,保证尺寸16mm.fz=0.06mm/齿切削速度:参考有关手册,V=22.8m/min.采用W18Cr4V立铣刀,dw=16mm,Z=3,则:ns=454r/minfm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min(2) 粗铣16mm槽两侧面。齿 切削速度:参考有关手册,V=27m/min。 采用高速钢三面刃圆盘铣刀,Z=10。工序70 钻M10螺纹孔并倒角1200;攻螺纹M10; (1)钻M10螺纹孔并倒角1200机床:钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39,选硬质合金锥柄麻花钻头 采用麻花钻,V=20m/min. (2) 攻螺纹M10.机床:钻床Z525刀具:根据参照参考文献3表4.39,选硬质合金丝锥 V=6m/min 工序80:铣尺寸19mm孔上端两端面机床:铣床X52K刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料:, ,齿数8,此为细齿铣刀。每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取根据参考文献3表2.481,取铣削速度每齿进给量:根据参考文献3表2.473,取:根据参考文献3表2.481,取铣削速度机床主轴转速:按照参考文献3表3.131,取 实际铣削速度:进给量:工作台每分进给量: 被切削层长度:由毛坯尺寸可知,刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1机动时间:机动时间:所以该工序总机动时间第2章铣尺寸19mm孔上端两端面夹具设计2.1研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣尺寸19mm孔上端两端面,该尺寸19mm孔上端两端面对孔的中心线要满足对称度要求以及其铣尺寸19mm孔上端两端面两边的平行度要求。在铣此铣尺寸19mm孔上端两端面时,为了保证技术要求,最关键是找到定位基准。同时,应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。2.2定位基准的选择由零件图可知:在对铣尺寸19mm孔上端两端面进行加工前,底平面进行了粗、精铣加工,孔进行了钻、扩、铰加工。因此,定位、夹紧方案有:方案:选底平面、工艺孔和大头孔定位,即一面、心轴和棱形销定位,夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。方案:选一面两销定位方式,工艺孔用短圆柱销,用棱形销定位,夹紧方式用操作简单,通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案:方案中的心轴夹紧、定位是不正确的,孔端是不加工的,且定位与夹紧应分开,因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案满足要求,孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差,选择小头孔和大头孔来定位,从而保证其尺寸公差要求。铣该铣尺寸19mm孔上端两端面时其对孔的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了使定位误差达到要求的范围之内,采用一面两销的定位方式,这种定位在结构上简单易操作。一面即为汽车拨叉底平面;2.3 切削力及夹紧分析计算刀具:错齿三面刃铣刀(硬质合金) 刀具有关几何参数: 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式: 有:根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态,按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠,再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值,即: 安全系数K可按下式计算: 式中:为各种因素的安全系数,查参考文献5121可知其公式参数: 由此可得: 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算:螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有:式中参数由参考文献5可查得: 其中: 螺旋夹紧力:该夹具采用螺旋夹紧机构,用螺栓通过弧形压块压紧工件,受力简图如2.1.由表得:原动力计算公式 即: 由上述计算易得: 由计算可知所需实际夹紧力不是很大,为了使其夹具结构简单、操作方便,决定选用手动螺旋夹紧机构。2.4 误差分析与计算该夹具以一面两销定位,为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得: 两定位销的定位误差 : 其中:, 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.5 零、部件的设计与选用2.5.1定位销选用本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位,其参数如下表:表5.1 定位销dHD公称尺寸允差191816150.01122514M1942.5.2 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。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示: 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4:表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0190.03525194194.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺,其结构如图5.3所示: 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5:表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.252.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述,应该注意提高生产率,但该夹具设计采用了手动夹紧方式,在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小,经过方案的认真分析和比较,选用了手动夹紧方式(螺旋夹紧机构)。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大,在机床夹具中很广泛的应用。此外,当夹具有制造误差,工作过程出现磨损,以及零件尺寸变化时,影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象,选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。总 结本次毕业设计综合了大学里所学的知识,是理论与实际相结合的一个成果。由于专业知识有限,在设计过程中遇到的问题主要通过老师的讲解,同学们的讨论以及查阅资料来解决。通过毕业设计,我对课本理论知识有了更深刻了理解,同时,我的看图,绘图能力也有了较大的提高。这对我以后的工作打下了良好的基础。谢 辞本次毕业设计综合了大学里所学的专业知识,是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计,我的综合运用知识的能力有了很大的提高,尤其是看图、绘图、设计能力,为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中,我进一步加深了对课本知识的理解,进一步了解了零件的工艺以及夹具设计过程,收获颇丰。本次设计是在XX老师的悉心指导和帮助下完成的。我的机械工艺知识有限,在设计中常常碰到问题,是郑老师不厌其烦的指导,不断的点拔迷津,提供相关资料,才使其顺利完成。XX老师耐心的讲解,使我如沐春风。不仅如此,xx老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我。在此,我向XX老师表示最真诚的感谢。同时,感谢同组同学的支持和帮助,使我更好的完成毕业设计。参考文献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社,200612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社,200513 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,20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社,20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社,2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社,200347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社,200158 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,20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社,200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社,19941211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社,200712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社,2002825
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