一四挡变速叉[一四档拨叉]机械加工工艺规程及钻Φ3孔夹具设计-版本2【CAD高清图纸和文档打包】
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机械加工工序卡片产品型号零件图号A37-54产品名称零件名称一四挡变速叉共3页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工9钻45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造11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以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,钻3孔专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺23320.40.321.2510.86 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零件图号A37-54产品名称零件名称一四挡变速叉共3页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工5钻45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造11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以上端面为基准钻扩铰22孔专用夹具,麻花钻,扩孔钻,铰刀,游标卡尺23320.40.321.2510.86 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零件图号A37-54产品名称零件名称一四挡变速叉共3页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工7铣45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X511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以22孔为基准,铣宽65mm的内侧面专用夹具,立铣刀,游标卡尺16933.40.08312.3 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零件图号A37-54产品名称零件名称一四挡变速叉共3页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工9钻45#毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造11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以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,钻3孔专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺23320.40.321.2510.86 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 期课程设计说明书 一四挡变速叉零件的工艺规程及夹具设计 2 目 录 第 1 章 零件分析 3 1.1 零件的作用 .3 1.2 零件的工艺分析 .3 1.3 确定零件的生产类型 .4 第 2 章 确定毛坯、绘制毛坯简图 5 2.1 确定毛坯的制造形式 .5 2.2 绘制拨叉锻造毛坯简图 .5 第 3 章 工艺规程设计 6 3.1 基面的选择 .6 3.2 制订工艺路线 .6 3.3 确定加工余量 .7 第 4 章 钻 3 孔夹具设计 18 4.1 概述 18 4.2 方案设计 18 4.3 定位基准的选择 18 4.4 切削力计算 19 4.5 夹紧力的计算 21 4.6 定位误差分析 .21 4.7 导向装置设计 .22 4.8 确定夹具体结构和总体结构 .25 4.9 夹具设计及操作的简要说明 .27 总 结 28 致 谢 29 参考文献 30 3 第 1 章 零件分析 1.1 零件的作用 题目所给定的零件是一四档变速叉,它位于变速箱中,主要作用是拨动变速 箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的。拨叉是变速箱的换档机构中的一个主要零 件。拨叉头以 mm 孔套在变速叉轴上,并用螺钉经 螺纹孔与变速叉轴联2 12M 结,并用 mm 锁紧孔锁紧。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时,3 操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起 在变速箱中滑移,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位,从而 改变车辆行驶速度。 1.2 零件的工艺分析 由零件图可知,其材料为 45 钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适 用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。 该拨叉形状特殊、结构简单,属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的 功能,其叉轴孔与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。叉脚两端面 在工作中需承受冲击载荷,为增强其耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度 为 4250HRC;为保证拨叉换档时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面对叉轴孔 mm 的垂直度在长度 40 上要求为 0.10mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的14.02 位置,改换档位准确,拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为 x1.25-12M 2a。 拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于相邻 表面,这样既减少了加工面积,又提高了换档时叉脚端面的接触刚度; mm 孔和 孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保14.022M 证孔的加工精度;另外,该零件除主要工作表面拨叉脚两端面、变速叉轴孔 mm,其余表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻14.0 床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较 高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来。 4 由此可见,该零件的工艺性较好。 该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔 mm(H7),在设计工14.02 艺规程时应重点予以保证。 1.3 确定零件的生产类型 拨叉在汽车上属于常用零件,且拨叉属轻型零件,该拨叉的生产类型为大 量生产。 5 第 2 章 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用 锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。因为为大批量生产,且零 件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也 是应该的。 2.2 绘制拨叉锻造毛坯简图 绘制毛坯图如下 6 第 3 章 工艺规程设计 3.1 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的。 定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。 1精基准的选择 叉轴孔 mm 的轴线是拨叉脚两端面设计基准,拨叉头左端面是拨叉轴14.02 向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔 mm 的轴线和拨叉头左端面作精基14.02 准定位加工拨叉脚两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工 表面的垂直度要求。另外,由于拨叉件刚性较差,受力易产生弯曲变形,选用 拨叉头左端面作精基准,夹紧力作用在拨叉凸台上,可避免在机械加工中产生 夹紧变形,夹紧稳定可靠。 2粗基准的选择 选择变速叉轴下部 mm 的圆弧面和叉爪口内表面作粗基准。采用 R37mm37R 圆弧面定可以为后续工序准备好精基准。 3.2 制订工艺路线 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局,包括:确定加工方法,划分 加工阶段,决定工序的集中与分散,加工顺序的安排,以及安排热处理、检验 及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率,而且影响 到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。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的技术要求能得到合理的保 证。生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用 夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使 生产成本尽量降低。 因此,拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步,必须在充分调查研究 的基础上,提出工艺方案,并加以分析比较,最终确定一个最经济合理的方案。 经过讨论,工艺过程如下: 7 3.3 确定加工余量 “变速叉”零件材料为 45 钢,生产类型为大批量生产,采用锻锤上合模锻 毛坯。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: (1) 粗铣、半精铣、精铣 B 上表面,D 上表面,22 孔上表面 考虑其加工表面粗糙度要求为 ,可以先粗铣,半精铣再精铣,根mRa2.3 据机械加工工艺手册表 2.3-5,取 Z=1 已能满足要求 (2) 粗铣、半精铣、精铣 B 下表面 其表面粗糙度要求为 ,其加工方式可以分为粗铣、半精铣、精铣a2.3 三步,根据机械加工工艺手册表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为:Z=1 m (3) 钻、扩、粗铰 22 孔内表面 考虑其表面粗糙度要求为 ,其加工方式可以分为钻、扩、粗铰,mRa3.6 根据机械加工工艺手册表 2.3-5, 钻孔:20mm 扩孔:21.8mm 2Z=1.8 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 1 铣 以上端面为基准,加工下端面 2 铣 以下端面为基准,加工上端面 3 钻 以上端面为基准钻扩铰 22 孔 4 铣 以 22 孔为基准,铣宽 10mm 的 2 侧面 5 铣 以 22 孔为基准,铣宽 65mm 的内侧面 6 铣 以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 M12 螺纹孔 7 钻 以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 3 孔 8 钻 以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 14 孔 9 铣 以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,铣上下端 R75 的槽 10 检验 检验 11 入库 入库 8 铰孔:22mm 2Z=0.2 m (4) 粗铣、半精铣 槽两端面2.065 考虑其表面粗糙度要求为 ,其加工方式可以分为粗铣、半精铣,Ra3. 根据机械加工工艺手册表 2.3-5,取 Z=1 已能满足要求。 (5) 钻、扩、攻丝 M12 螺纹孔 其表面粗糙度要求为 ,其加工方式可以分为钻,扩,攻丝三步,ma5.12 根据机械加工工艺手册表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为: 钻孔:11 扩孔:11.85 2Z=0.85 (6) 粗铣、半精铣小端宽度 3 槽 其表面粗糙度要求为 ,其加工方式可以分为粗铣、半精铣两步,12.5Ram 根据机械加工工艺手册表 2.3-48,确定工序尺寸及余量为:Z=1 (7) 钻 3 孔 考虑其表面粗糙度要求为 ,只要求粗加工,一步钻到位。12.5a (4)确定切削用量及工时 工序 1:以上端面为基准,加工下端面 机床:铣床 X51 刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀)材料: 齿数VCWr418mD636Z 铣削深度 :pam3 每齿进给量 :根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73,取f 铣削速度 :参照参考文献7 机械加工工艺手册表 2.4-Zaf/18.0V 81,取 sV2 机床主轴转速 :n , min/97.3614.30210rdn in/370r 9 实际铣削速度 : V smnd/2.1601374.0 进给量 : fZaff /./8. 工作台每分进给量 : m in6.39.sVf :根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,a ma0 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入长度 :1 )31(5.021aDl 98.24603. 取 ml21 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 : jt min26.0.3957621mjfl 工序 2:以上端面为基准,加工下端面 机床:铣床 X51 刀具:硬质合金端铣刀(面铣刀)材料: 齿数VCWr418D636Z 铣削深度 :pam3 每齿进给量 :根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-73,取f 铣削速度 :参照参考文献7 机械加工工艺手册表 2.4-Zaf/18.0V 81,取 sV2 机床主轴转速 :n , min/97.3614.30210rdn in/370r 10 实际铣削速度 : V smnd/2.1601374.0 进给量 : fZaff /./8. 工作台每分进给量 : m in6.39.sVf :根据参考文献7机械加工工艺手册表 2.4-81,a ma0 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入长度 :1 )31(5.021aDl 98.24603. 取 ml21 刀具切出长度 :取2lm 走刀次数为 1 机动时间 : jt min26.0.3957621mjfl 工序 3:钻、扩、铰22H7 孔 工件材料为 HT200,硬度 200HBS。孔的直径为 22mm,公差为 H7,表面 粗糙度 。加工机床为 Z525 立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀1.6aR 具分别为:钻孔19mm 标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔 21.7mm 标准高速钢扩孔钻;铰孔22mm 标准高速铰刀。选择各工 序切削用量。 (1 )确定钻削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-10 可查出f ,由于孔深度比 , ,故0.47.5/fmr表 0/3/21.6ld0.9lfk 。查 Z525 立式钻床说明书,取()0.942.51mr表 。.3/f 根据参考文献7表 28-8,钻头强度所允许是进给量 。由于机床.75/fmr 进给机构允许的轴向力 (由机床说明书查出),根据表 28-9,允max60FN 许的进给量 。“1.8/fr 由于所选进给量 远小于 及 ,故所选 可用。f“f 11 2)确定切削速度 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率 根据表 28-15,v mP 由插入法得: ,17/min表 4732N表 ,5.69TNM表 1.5kW表 由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。 由参考文献7表 28-3, , ,故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/min)表 01./i16n rd表 查 Z525 机床说明书,取 。实际切削速度为:95/minr095/in4/i110rv 由表 28-5, ,故.6MFTk4732.6()N5.954.8m 3)校验机床功率 切削功率 为mP/)Mnk表(1.2(261.0kWW 机床有效功率 4.5.835E mPkP 故选择的钻削用量可用。即 , , ,02dm0.3/fr19/inr14/inv 相应地 , ,516FN54.8T.05mPkW (2)确定扩孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-31,f 。根据 Z525 机床说明书,取f:表 ( 0.78) m/r0.7=9./r =0.57mm/r。 2)确定切削速度 及 根据参考文献7表 28-33,取 。修vn 25/minv表 正系数: ,0.8mvk1.02pavk 故 25/in0.812/invm表 1)nd表 ( 12 10.2/min(24.7)86/ir 查机床说明书,取 。实际切削速度为75/ir301vdn 32./in10/mi (3)确定铰孔切削用量 1)确定进给量 根据参考文献7表 28-36, ,按该f 1.326fm表 表注 4,进给量取小植。查 Z525 说明书,取 。.6/fr 2)确定切削速度 及 由参考文献7表 28-39,取 。vn 8./inv表 由 参考文献7表 28-3,得修正系数 ,0.8Mvk0.9pavk524.7(/0152)pRa根 据 故 8./min.89.4/minv表 01()nd表 7.4/i(25)95/ir 查 Z525 说明书,取 ,实际铰孔速度1/inr30vdn 325/mi07.8/i (4)各工序实际切削用量 根据以上计算,各工序切削用量如下: 钻孔: , , ,019.4/fr195/minr14/inv 扩孔: , , ,.7d522.3m 铰孔: , , ,021.6/f0/in78/i 机动时间 : 1jt23.0.jLfn 工序 4:以 22 孔为基准,铣宽 10mm 的 2 侧面 机床:X51 铣床 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料: , ,15YT0Dm 齿数 ,此为粗齿铣刀。5Z 0.2/zfmr 采用高速钢圆柱铣刀, ,Z=10,V=20m/min10wdm 13 100*263.7/min.14svn rd 60.5i.5mzwtf (2) 精铣 R62 mm 孔的两端面 01 机床:X51 铣床 刀具:硬质合金可转位端铣刀(面铣刀),材料: , ,15YT0Dm 齿数 ,此为粗齿铣刀。5Z 齿0.6/zfm 采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min. 10wd10z *398/min.4svnr 61min58.mt 工序 5:以 22 孔为基准,铣宽 65mm 的内侧面 机床:立式铣床 X51 刀具:高速刚圆柱形铣刀 粗齿数63dm6Z 铣削深度 :wa2 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-13,取f0.6/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-23,取V ,(24)/in 取 =30, =63 代入公式(2-1)得:0d 机床主轴转速 : ,根据机械加n013(102)/min.46Vrd 工工艺师手册表 11-4,取 2/minr 实际铣削速度 :V03.12041.5/in 14 取 = , , = 代入公式(2-2)得:zf0.8fa6Zwn210 工作台每分进给量 :mf.6126/minzwf 根据机械加工工艺师手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知l 0lm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , 代入公式(2-3)得:60lm3lml2 机动时间 :1jt12603.7injf 工序 6:以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 M12 螺纹孔 (1)钻 M12 螺纹孔底孔 10 机床:钻床 Z525 钻孔选用机床为 Z525 摇臂机床,刀具选用 GB1436-85 直柄短麻花钻,机 械加工工艺手册第 2 卷。 根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-2 查得钻头直径小于 10 的钻m 孔进给量为 0.200.35 。rm 则取 f30. 确定切削速度,根据机械加工工艺手册第 2 卷表 10.4-9 切削速度计算公式为 (3- min0kfaTdcvvyxpmzv 20) 查得参数为 ,刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8yxzcvvvvmin 则 = =1.65.0125.0 2.337min 15 所以 = =72n714.360minr 选取 i2 所以实际切削速度为 =2.6410 .vin 确定切削时间(一个孔) =t s203.8 (2)攻丝 M12 刀具:钒钢机动丝锥 进给量 :由于其螺距 ,因此进给量f mp5.1rmf/5.1 切削速度 :参照机械加工工艺手册表 2.4.105,取Vin/8./14.0sm 机床主轴转速 : ,取in/283104.30rdV in/250r 丝锥回转转速 :取0nmin/25rn 实际切削速度 : V sm/13.061025.0 由工序 4 可知: l3l.42l 走刀次数为 1 机动时间 :jt in18.05.14305.02121 fnlflj 工序 7:以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 3 孔 刀具:我选择直柄麻花钻:d =3, l= 117, l 1 =75 ,刀具材料 W18Cr4V; 机床:Z525 计算切削用量 进给量:根据在金属机械加工工艺人员手册表 14-34 中及机床,选用 f=0.10mm/ r 。 计算切削速度:按照在金属机械加工工艺人员手册表中 14-29 公式计算: 查机械制造技术基础课程设计指南 2表 5-134, ,取0.8.16/fmr 16 , ,取 ,主轴转速:0.1/fmr507/mincv60/incv (r/min)62134nd 根据机床选取 n=1360(r/min) ,所以实际切削速度 (r/min)0.10V 计算切削工时 ,式中 , , ,所以nflt215l31l2ll = =0.22(min).036 工序 8:以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,钻 14 孔 (1) 切削深度 。7pam (2) 进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻,钻头参数如下: ,查机械制造技术基础课程设计指南14,2,94dL 2表 5-134, ,取 ,0.8.6/fr0.1/fmr ,取 ,根据上面数据,计算主轴转速57/mincv incv ,查立式钻床 Z525 主轴转速表,取6013/i3.4nr n=1360r/min,计算实际切削速度, 。1360.47/incvm (3) 基本时间的确定,首先查机械制造技术基础课程设计指南 2表 2-2 查得钻削机动时间计算公式, , , =(14),nflTj21 )21(cot1Dl 钻孔深度 , , ,所以39lm1l25l .in34.06721nfTj 17 工序 9:以 22 孔和端面,及 65mm 叉口内侧面为基准,铣上下端 R75 的槽 机床:铣床 X62 刀具:高速刚锯片铣刀 粗齿数 80dm20Z4L 铣削深度 :wa3 每齿进给量 :根据机械加工工艺师手册表 30-13,取f0.5/famZ 铣削速度 :参照机械加工工艺师手册表 30-23,取V ,(24)/in 取 =30, =63 代入公式(2-1)得:0d 机床主轴转速 : ,根据机械加工工艺n013120/min.48Vrd 师手册表 11-5,取 8/minr 实际铣削速度 :V03.152.8/in 取 = , , = 代入公式(2-2)得:zf0.5fa2Zwn8 工作台每分进给量 :mf0.5218/minzf 根据机械加工工艺手册 被切削层长度 :由毛坯尺寸可知llm 刀具切入长度 :130 刀具切出长度 :取2l 走刀次数为 1 取 , , , 代入公式(2-3)得:0l3l2l18mf 机动时间 :1jt1032.4injf 18 19 第 4 章 钻 3 孔夹具设计 4.1 概述 本夹具主要用于工序 7 钻 3 孔夹具设计,本夹具主要用于钻床 Z525 机床上, 在机床对零件进行机械加工时,为保证工件加工精度,首先要保证工件在机床上 占有正确的位置,然后通过夹紧机构使工件正确位置固定不动,这一任务就是由夹具 来完成。 对于单件、小批生产,应尽量使用通用夹具,这样可以降低工件的生产成本。但由 于通用夹具适用各种工件的装夹,所以夹紧时往比较费时间,并且操作复杂,生产效率 低。 本零件属于大量生产,零件外形也不适于使用通用夹具,为了保证工件精度,提高生 产效率,设计专用夹具就显得非常必要。 4.2 方案设计 方案设计是夹具设计的第一步,也是夹具设计关键的一步,方案设计的好、 坏将直接 影响工件的加工精度、加工效率,稍不注意就会造成不能满足工件加工要求, 或加工精度 不能达到设计要求,因此必须慎重考虑。 设计方案的拟定必须遵循下列原则: 1、定位装置要确保工件定位准确和可靠,符合六位定位原理。 2、夹具的定位精度能满足工件精度的要求。 3、夹具结构尽量简单,操纵力小而夹紧可靠,力争造价低 4.3 定位基准的选择 我们采用已经加工好的孔及其端面作为定位基准,采用一面二销和端面共 限制 6 个自由度为了保证空间工件定位准确,我们需要限制 6 个自由度,一面 是底面端面,一个孔是 22 孔,一个是挡销,形成一面 2 销进行定位。这样空间 6 个 自由度就限制完了。 20 4.4 切削力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由切削手册得: 钻削力 式(5-2)6.08.2HBDfF 钻削力矩 式(5-3)6.0.91T 式中 maxaxmin187491733HB 刀具:钻头 3。 则轴向力:见工艺师手册表 28.4 21 F=C d f k 3.1F0zFy 式中: C =420, Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.nHB F=420 .0.835()N 转矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 2.0.83517.34()NM 功率 P =m0.6950.2VKWd 在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=K K K K1234 式中 K 基本安全系数,1.5; K 加工性质系数,1.1;2 K 刀具钝化系数, 1.1;3 K 断续切削系数, 1.14 则 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 钻削时 T=17.34 N M 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧力 计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 这样能较容易、较稳定地保证加工精度。用夹具装夹工件时,工件相对与刀具 的位置由夹具保证,基本不受工人技术水平的影响,因而能较容易、教稳定地 保证工件的加工精度。能提高劳动生产率,减轻工人的劳动强度。采用夹具后, 工件不需划线找正,装夹方便迅速,显著地减少了辅助时间,提高了劳动生产 22 率。 4.5 夹紧力的计算 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: FKW 安全系数 K 可按下式计算有: 6543210 式中: 为各种因素的安全系数,查参考文献 5表 可得: 6 1201.301.56C 12522.3PK f 所以有: 193.08()KCWFN 76P 5.()Kf 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有: )(210 tgtQLWz 式中参数由参考文献5可查得: 6.2.76zr90105229 其中: 3()Lm)(8N 螺旋夹紧力: 04.W 4.6 定位误差分析 该 夹 具 以 一 个 平 面 和 和 2 个 定 位 销 定 位 , 要 求 保 证 孔 轴 线 间 的 尺 寸 公 差 。 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 。 23 由 5和 6可 得 : 1 定 位 误 差 : 当 短 圆 柱 销 以 任 意 边 接 触 时 minDWd 当 短 圆 柱 销 以 固 定 边 接 触 时 2d 式 中 为 定 位 孔 与 定 位 销 间 的 最 小 间 隙min 通 过 分 析 可 得 : 0.52D1dmin 因 此 : 当 短 圆 柱 销 以 任 意 边 接 触 时 0.63DW 2 夹 紧 误 差 : cos)(minaxyj 其 中 接 触 变 形 位 移 值 : SNcHBKRkm nZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨 损 造 成 的 加 工 误 差 : 通 常 不 超 过Mj05. 夹 具 相 对 刀 具 位 置 误 差 : 取ADm1. 误 差 总 和 : 0.965jw 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 。 4.7 导向装置设计 工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套(其结构如下图所示) 以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套,以来满足达到孔的加工的 24 要求。 表 d D D1 H t 基本 极限 偏差 F7 基本 极限 偏差 D6 01 3 +0.010 +0.004 6 11.8 4 7 1.82.6 5 8 6 9 - 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.008 9 3.34 7 10 45 8 11 8 12 16 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 10 16 20 0.008 25 68 12 15 810 +0.028 +0.011 15 18 1012 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 1215 22 26 1518 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 35 39 20 36 HT 200 2630 +0.041 +0.020 42 46 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 3542 55 59 4248 110 66 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 钻模板选用翻转钻模板,用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。 26 4.8 确定夹具体结构和总体结构 对夹具体的设计的基本要求 (1)应该保持精度和稳定性 在夹具体表面重要的面,如安装接触位置,安装表面的刀块夹紧安装特定的,足够的 精度,之间的位置精度稳定夹具体,夹具体应该采用铸造,时效处理,退火等处理方式。 (2)应具有足够的强度和刚度 保证在加工过程中不因夹紧力,切削力等外力变形和振动是不允许的,夹具应有足够 的厚度,刚度可以适当加固。 (3)结构的方法和使用应该不错 夹较大的工件的外观,更复杂的结构,之间的相互位置精度与每个表面的要求高,所 以应特别注意结构的过程中,应处理的工件,夹具,维修方便。再满足功能性要求(刚度 和强度)前提下,应能减小体积减轻重量,结构应该简单。 (4)应便于铁屑去除 在加工过程中,该铁屑将继续在夹在积累,如果不及时清除,切削热的积累会破坏夹 具定位精度,铁屑投掷可能绕组定位元件,也会破坏的定位精度,甚至发生事故。因此, 在这个过程中的铁屑不多,可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间: 对切削过程中产生更多的,一般应在夹具体上面。 (5)安装应牢固、可靠 27 夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心, 夹具应尽可能低,支撑面积应足够大,以安装精度要高,以确保稳定和可靠的安装。夹具 底部通常是中空的,识别特定的文件夹结构,然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。 加工过程中,夹具必承受大的夹紧力切削力,产生冲击和振动,夹具的形状,取决于 夹具布局和夹具和连接,在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成 的有一部分会落在夹具,积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考 虑结构应便于铁屑。此外,夹点技术,经济的具体结构和操作、安装方便等特点,在设计 中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具,切割积累太多会影响工件 的定位与夹紧可靠,所以夹具设计,必须考虑结构应便排出铁屑。 28 4.9 夹具设计及操作的简要说明 由于是大批大量生产,主要考虑提高劳动生产率。因此设计时,需要更换零件加工 时速度要求快。 29 总 结 这次设计是大学学习中最重要的一门科目,它要求我们把大学里学到的所 有知识系统的组织起来,进行理论联系实际的总体考虑,需把金属切削原理及 刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺 学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了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。所以在设计中既了解了基本概念、 基本理论,又注意了生产实践的需要,将各种理论与生产实践相结合,来完成 本次设计。 这次设计是培养学生综合运用所学知识,发现, 提出,分析和解决实际问题, 锻 炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理 论与实践相结合的综合训练。这次课程设计使我以前所掌握的关于零件加工方 面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、 加工方式的选取、刀具选择、量具选择等; 也培养了自己综合运用设计与工艺 等方面的知识; 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高; 再次体会到理论与实践相结合时,理论与实践也存在差异。 回顾起此次设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到完成定稿,从理论 到实践,在整整一学期的日子里,可以说学到了很多很多的的东西,同时巩固 了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这 次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不 够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真 正的实用,在生产过程中得到应用。在设计的过程中遇到了许多问题,当然也 发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢 固,通过这次课程设计,让自己把以前所学过的知识重新复习了一遍。 这次设计虽然顺利完成了,也解决了许多问题,也碰到了许多问题,老师 的辛勤指导下,都迎刃而解。同时,在老师的身上我也学得到很多额外的知识, 在此我表示深深的感谢!同时,对给过我帮助的所有同学和各位教研室指导老 师再次表示忠心的感谢! 30 致 谢 这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。 但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠, 由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐 心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的 完成了课程设计。 31 参考文献 1. 切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994 年 2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994 年 3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社 出版,1983 年 4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学 编,上海科学技术出版社出版,1990 年 5.金属机械加工工艺人员手册,上海科学技术出版社,1981 年 10 月 6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997 年 机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称一四挡变速叉共1页第1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类锻造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 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1铣以上端面为基准,加工下端面机二X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺2铣以下端面为基准,加工上端面机二X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺3钻以上端面为基准钻扩铰22孔机二Z525专用夹具,麻花钻,扩孔钻,铰刀,游标卡尺4铣以22孔为基准,铣宽10mm的2侧面机二X51专用夹具,立铣刀,游标卡尺5铣以22孔为基准,铣宽65mm的内侧面机二X51专用夹具,立铣刀,游标卡尺6铣以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,钻M12螺纹孔机二Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺7钻以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,钻3孔机二Z525专用夹具,麻花钻,丝锥,游标卡尺8钻以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,钻14孔机二Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺9铣以22孔和端面,及65mm叉口内侧面为基准,铣上下端R75的槽机二X62专用夹具,锯片铣刀,游标卡尺10检验检验11入库入库设 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
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