变速叉-倒车零件[中心距133]加工工艺规程及铣拨叉口内侧面工装夹具设计【CAD高清图纸和文档打包】
【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,请见压缩包内的文件及预览,所见即可所得,请细心查看有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763
XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第1页车间工序号工序名称材料牌号03铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣16右端面端铣刀、游标卡尺47544.80.252.010.295 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第2页车间工序号工序名称材料牌号04铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣16左端面端铣刀、游标卡尺47544.80.252.010.295 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第3页车间工序号工序名称材料牌号05钻ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻孔至15麻花钻、圆柱塞规54525.70.287.510.3642铰15孔至16孔铰刀、圆柱塞规96048.30.10.510.5063 倒角145 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第4页车间工序号工序名称材料牌号06铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣变速叉头凸台表面端铣刀、游标卡尺47529.90.252.010.422 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第5页车间工序号工序名称材料牌号07铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X52K夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣30圆弧三面刃铣刀、游标卡尺47544.80.254.010.177 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第6页车间工序号工序名称材料牌号08铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X62夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣变速叉脚两端面三面刃铣刀、游标卡尺475119.30.251.540.556 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第7页车间工序号工序名称材料牌号09钻ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1钻6孔麻花钻、圆柱塞规54510.30.283.010.1712倒角0.545 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第8页车间工序号工序名称材料牌号11铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X62夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1半精铣拨叉脚两端面三面刃铣刀、游标卡尺600150.80.20.540.517 设计(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 XX学校机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称变速叉倒车共9页第9页车间工序号工序名称材料牌号12铣ZG45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X62夹具编号夹具名称切削液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r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数工步工时机动辅助1铣变速叉口内侧面三面刃铣刀、游标卡尺475119.30.252.020.2192倒角145 设计(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编号: 采用遗传算法优化加工夹具定位和加紧位置Necmettin Kaya*Department of Mechanical Engineering, Uludag University, Gorukle, Bursa 16059, Turkey Received 8 July 2004; accepted 26 May 2005Available online 6 September 2005摘 要工件变形的问题可能导致机械加工中的空间问题。支撑和定位器是用于减少工件弹性变形引起的误差。支撑、定位器的优化和夹具定位是最大限度的减少几何在工件加工中的误差的一个关键问题。本文应用夹具布局优化遗传算法(GAs)来处理夹具布局优化问题。遗传算法的方法是基于一种通过整合有限的运行于批处理模式的每一代的目标函数值的元素代码的方法,用于来优化夹具布局。给出的个案研究说明已开发的方法的应用。采用染色体文库方法减少整体解决问题的时间。已开发的遗传算法保持跟踪先前的分析设计,因此先前的分析功能评价的数量降低大约93%。结果表明,该方法的夹具布局优化问题是多模式的问题。优化设计之间没有任何明显的相似之处,虽然它们提供非常相似的表现。关键词:夹具设计;遗传算法;优化1. 引言夹具用来定位和束缚机械操作中的工件,减少由于对确保机械操作准确性的夹紧方案和切削力造成的工件和夹具的变形。传统上,加工夹具是通过反复试验法来设计和制造的,这是一个既造价高又耗时的制造过程。为确保工件按规定尺寸和公差来制造,工件必须给予适当的定位和夹紧以确保有必要开发工具来消除高造价和耗时的反复试验设计方法。适当的工件定位和夹具设计对于产品质量的精密度、准确度和机制件的完饰是至关重要的。从理论上说,3-2-1定位原则对于定位所有的棱柱形零件是很令人满意的。该方法具有最大的刚性与最少量的夹具元件。从动力学观点来看定位零件意味着限制了自由移动物体的六自由度(三个平动自由度和三个旋转自由度)。在零件下部设置三个支撑来建立工件在垂直轴方向的定位。在两个外围边缘放置定位器旨在建立工件在水平x轴和y轴的定位。正确定位夹具的工件对于制造过程的全面准确性和重复性是至关重要的。定位器应该尽可能的远距离的分开放置并且应该放在任何可能的加工面上。放置的支撑器通常用来包围工件的重力中心并且尽可能的将其分开放置以维持其稳定性。夹具夹子的首要任务是固定夹具以抵抗定位器和支撑器。不应该要求夹子反抗加工操作中的切削力。对于给定数量的夹具元件,加工夹具合成的问题是寻找夹具优化布局或工件周围夹具元件的位置。本篇文章提出一种优化夹具布局遗传算法。优化目标是研究一个二维夹具布局使工件不同位置上最大的弹性变形最小化。ANSYS程序以用于计算工件变形情况下夹紧力和切削力。本文给出两个实例来说明给出的方法。2. 回顾相关工程结构最近几年夹具设计问题受到越来越多的重视。然而,很少有注意力集中于优化夹具布局设计。Menassa和Devries用FEA计算变形量使设计准则要求的位点的工件变形最小化。设计问题是确定支撑器位置。Meyer和Liou提出一个方法就是使用线性编程技术合成动态编程条件中的夹具。给出了使夹紧力和定位力最小化的解决方案。Li和Melkote用非线性规划方法解决布局优化问题。这个方法使工件位置误差最小化归于工件的局部弹性变形。Roy和Liao开发出一种启发式方法来计划最好的支撑和夹紧位置。Tao等人提出一个几何推理的方法来确定最优夹紧点和任意形状工件的夹紧顺序。Liao和Hu提出一种夹具结构分析系统这个系统基于动态模型分析受限于时变加工负载的夹具工件系统。本文也调查了夹紧位置的影响。Li和Melkote提出夹具布局和夹紧力最优合成方法帮我们解释加工过程中的工件动力学。本文提出一个夹具布局和夹紧力优化结合的程序。他们用接触弹性建模方法解释工件刚体动力学在加工期间的影响。Amaral等人用ANSYS验证夹具设计的完整性。他们用3-2-1方法。ANSYS提出优化分析。Tan等人通过力锁合、优化与有限建模方法描述了建模、优化夹具的分析与验证。以上大部分的研究使用线性和非线性编程方式这通常不会给出全局最优解决方案。所有的夹具布局优化程序开始于一个初始可行布局。这些方法给出的解决方案在很大程度上取决于初始夹具布局。他们没有考虑到工件夹具布局优化对整体的变形。GAs已被证明在解决工程中优化问题是有用的。夹具设计具有巨大的解决空间并需要搜索工具找到最好的设计。一些研究人员曾使用GAs解决夹具设计及夹具布局问题。Kumar等人用GAs和神经网络设计夹具。Marcelin已经将GAs用于支撑位置的优化。Vallapuzha等人提出基于优化方法的GA,它采用空间坐标来表示夹具元件的位置。夹具布局优化程序设计的实现是使用MATLAB和遗传算法工具箱。HYPERMESH和MSC / NASTRAN用于FE模型。Vallapuzha等人提出一些结果关于一个广泛调查不同优化方法的相对有效性。他们的研究表明连续遗传算法提出了最优质的解决方案。Li和Shiu使用遗传算法确定了夹具设计最优配置的金属片。MSC/NASTRAN已经用于适应度值评价。Liao提出自动选择最佳夹子和夹钳的数目以及它们在金属片整合的夹具中的最优位置。Krishnakumar和Melkote开发了一种夹具布局优化技术,它是利用遗传算法找到了夹具布局,由于整个刀具路径中的夹紧力和加工力使加工表面变形量最小化。通过节点编号使定位器和夹具位置特殊化。一个内置的有限元求解器研制成功。一些研究没考虑到整个刀具路径的优化布局以及磨屑清除。一些研究采用节点编号作为设计参数。在本研究中,开发GA工具用于寻找在二维工件中的最优定位器和夹紧位置。使用参考边缘的距离作为设计参数而不是用FEA节点编号。真正编码遗传算法的染色体的健康指数是从FEA结果中获得的。ANSSYS用于FEA计算。用染色体文库的方法是为了减少解决问题的时间。用两个问题测试已开发的遗传算法工具。给出的两个实例说明了这个开发的方法。本论文的主要贡献可以概括为以下几个方面:(1)开发了遗传算法编码结合商业有限元素求解;(2)遗传算法采用染色体文库以降低计算时间;(3)使用真正的设计参数,而不是有限元节点数字;(4)当工具在工件中移动时考虑磨屑清除工具。3. 遗传算法概念遗传算法最初由John Holland开发。Goldberg出版了一本书,解释了这个理论和遗传算法应用实例的详细说明。遗传算法是一种随机搜索方法,它模拟一些自然演化的机制。该算法用于种群设计。种群从一代到另一代演化,通过自然选择逐渐提高了适应环境的能力,更健康的个体有更好的机会,将他们的特征传给后代。该算法中,要基于为每个设计计算适合性,所以人工选择取代自然环境选择。适应度值这个词用来指明染色体生存几率,它在本质上是该优化问题的目标函数。生物定义的特征染色体用代表设计变量的字符串中的数值代替。被公认的遗传算法与传统的梯度基础优化技术的不同主要有如下四种方式:(1)遗传算法和问题中的一种编码的设计变量和参数一起工作而不是实际参数本身。(2)遗传算法使用种群类型研究。评价在每个重复中的许多不同的设计要点而不是一个点顺序移动到下一个。(3)遗传算法仅仅需要一个适当的或目标函数值。没有衍生品或梯度是必要的。(4)遗传算法以用概率转换规则来发现新设计为探索点而不是利用基于梯度信息的确定性规则来找到这些新观点。4. 方法4.1 夹具定位原则加工过程中,用夹具来保持工件处于一个稳定的操作位置。对于夹具最重要的标准是工件位置精确度和工件变形。一个良好的夹具设计使工件几何和加工精度误差最小化。另一个夹具设计的要求是夹具必须限制工件的变形。考虑切削力以及夹紧力是很重要的。没有足够的夹具支撑,加工操作就不符合设计公差。有限元分析在解决这其中的一些问题时是一种很有力的工具。棱柱形零件常见的定位方法是3-2-1方法。该方法具有最大刚体度以及最小夹具元件数。在三维中一个工件可能会通过六自由度定位方法快速定位为了限制工件的九个自由度。其他的三个自由度通过夹具元件消除了。基于3-2-1定位原理的二位工件布局的例子如图4。图4 3-2-1对二维棱柱工件定位布局定位面得数量不得超过两个避免冗余的位置。基于3-2-1的夹具设计原则有两种精确的定位平面包含于两个或一个定位器。因此,在两边有最大的夹紧力抵抗每个定位平面。夹紧力总是指向定位器为了推动工件接触到所有的定位器。定位点对面应定位夹紧点防止工件由于夹紧力而扭曲。因为加工力沿着加工面,所以有必要确保定位器的反应力在所有时间内是正的。任何负面的反应力表示工件从夹具元件中脱离。换句话说,当反应力是负的时候,工件和夹具元件之间接触或分离的损失可能发生。定位器内正的反应力确保工件从切削开始到结束都能接触到所有的定位器。夹紧力应该充分束缚和定位工件且不导致工件的变形或损坏。本文不考虑夹紧力的优化。4.2 基于夹具布局优化方法的遗传算法在实际设计问题中,设计参数的数量可能很大并且它们对目标函数的影响会是非常复杂的。目标函数曲线必须是光滑的并且需要一个程序计算梯度。遗传算法在理念上远不同于其他的探究方法,它们包括传统的优化方法和其他随机方法。通过运用遗传算法来对夹具优化布局,可以获得一个或一组最优的解决方案。本项研究中,最优定位器和夹具定位使用遗传算法确定。它们是理想的适合夹具布局优化问题的方法因为没有直接分析的关系存在于加工误差和夹具布局中。因为遗传算法仅仅为一个特别的夹具布局处理设计变量和目标函数值,所以不需要梯度或辅助信息。建议方案流程图如图5。使用开发的命名为GenFix的Delphi语言软件来实现夹具布局优化。位移量用ANSYS软件计算。通过WinExec功能在GenFix中运行ANSYS很简单。GenFix和ANSYS之间相互作用通过四部实现:(1)定位器和夹具位置从二进制代码字符串中提取作为真正的参数。(2)这些参数和ANSYS输入批处理文件(建模、解决方案和后置处理)用WinExec功能传给ANSYS。(3)解决后将位移值写成一个文本文件。(4)GenFix读这个文件并为当前定位器和夹紧位置计算适应度值。为了减少计算量,染色体与适应度值储存在一个文库里以备进一步评估。GenFix首先检查是否当前的染色体的适应度值已经在之前被计算过。如果没有,定位器位置被送到ANSYS,否则从文库中取走适应度值。在初始种群产生过程中,检查每一个染色体可行与否。如果违反了这个原则,它就会出局然后新的染色体就产生了。这个程序创造了可行的初始种群。这保证了初始种群的每个染色体在夹紧力和切削力作用下工件的稳定性。用两个测试用例来验证提到的遗传算法计划。第一个实例是使用Himmelblau功能。在第二个测试用例中,遗传算法计划用来优化均布载荷作用下梁的支撑位置。图5 设计方法的流程与ANSYS相配合流程5. 夹具布局优化的个案研究该夹具布局优化问题的定义是:找到定位器和夹子的位置以使在特定区工件变形降到最小程度。那么多的定位器和夹子并不是设计参数因为它们在3-2-1方案中是已知的和固定的。因此,设计参数的选择如同定位器和夹子的位置。本研究中不考虑摩擦力。两个实例研究来说明以提出的方法。6. 结论本文提出了一个夹具布局优化的评价优化技术。ANSYS用于FE计算适应度值。可以看到,遗传算法和FE方法的结合对当今此类问题似乎是一种强大的方法。遗传算法特别适合应用于解决那些在目标函数和设计变量之间不存在一个定义明确的数学关系的问题。结果证明遗传算法在夹具布局优化问题方面的成功应用。本项研究中,遗传算法在夹具布局优化应用中的主要困难是较高的计算成本。种群中每个染色体需要工件的重啮合。但是,染色体库的使用,FE评价的数量从6000下降到415。这就导致了巨大的增益计算效益。其他减少处理时间的方法是在局域网内使用分布式计算。该方法结果表明,夹具布局优化问题是多模态问题。优化设计之间没有任何明显的相似之处尽管他们提供非常相似的表现。结果表明夹具布局问题是多模态问题然而用于夹具设计的启发式规则应该用于遗传算法来选择最优的设计。 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号零(部)件图号第 1 页产品名称零(部)件名称变速叉倒车共 1 页材料牌号ZG45毛坯种类 铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工艺装备工时准终单件01铸造铸造 02热调质处理:HB229-269 03铣铣16右端面 立式铣床X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺04铣铣16左端面立式铣床X52K麻花钻、扩孔钻、铰刀、锥柄圆柱塞规05钻钻、铰16孔; 倒角145 立式钻床Z525麻花钻、铰刀、倒角钻、锥柄圆柱塞规06铣铣变速叉头凸台表面 立式铣床X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺07铣铣30圆弧立式铣床X52K硬质合金三面刃铣刀、游标卡尺尺08铣粗铣变速叉脚两端面卧式铣床X62硬质合金三面刃铣刀、游标卡尺09钻钻6孔;倒角0.545立式钻床Z525麻花钻、倒角钻、锥柄圆柱塞规10淬火高频淬火,表面硬度:HRC55-63,硬化层深度:0.5-2.511铣半精铣变速叉脚两端面卧式铣床X62硬质合金三面刃铣刀、游标卡尺12铣 铣变速叉口内侧面 ;倒角145卧式铣床X62硬质合金三面刃铣刀、游标卡尺13钳工去毛刺14终检检验至图纸要求15入库入库编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)处 数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期编制 (日期)审核 (日期)会签 (日期)目 录目 录1第1章 绪论11.1课题背景11.2目的11.3夹具设计中的特点11.4夹具设计需保证的条件21.5夹具的发展趋势2第2章 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析3第3章 工艺规程设计43.1确定毛坯的制造形式43.2基面的选择43.2.1粗基准的选择43.2.2精基准的选择53.3制订工艺路线63.4机械加工余量的确定63.5 确定切削用量及基本工时8第4章 专用夹具设计174.1 问题的提出174.2 定位基准的选择174.3 定位误差分析174.4 切削力的计算与夹紧力分析184.5定导向元件的设计184.6夹具设计及操作简要说明21参 考 文 献22结束语23心得体会24第1章 绪论1.1课题背景制定变速叉的加工工艺,设计铣表面的铣床夹具,运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练,获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效,省力,经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称,出处,能够做到熟练的运用。 1.2目的课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后,我得到一次综合性训练,我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力,为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教,本人将表示真诚的感谢!1.3夹具设计中的特点1.夹具的设计周期较短,一般不用进行强度和刚度的计算。2.专用夹具的设计对产品零件有很强的针对性。3.“确保产品加工质量,提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务,加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夹具来保证。夹紧装置的设计对整个夹具的结局有具定性的影响。设计一个好的夹具可以减少废品率。1.4夹具设计需保证的条件 1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。 2.保证工件的精度。 3.保证使用方便与安全。 4.正确处理作用力的平衡问题。 5.注意结构的工艺性,便于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。1.5夹具的发展趋势 1.发展通用夹具的新品种,由于机械产品的加工精度日益提高,因此需要发展高精度通用夹具。广泛的采用高效率夹具,可以压缩辅助时间,提高生产效率。 2.发展调整式夹具。 3.推广和发展组合夹具及拼拆夹具。 4.加强专用夹具的标准化和规范化。 5.大力推广和使用机械化及自动化夹具。 6.采用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。第2章 零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是变速叉。它位于机床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的16孔与操纵机构相连,二下方叉口则是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。2.2零件的工艺分析零件的材料为ZG45,铸钢生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求: 1.16右端面 2.16左端面3. 16孔4. 变速叉头凸台表面5. 30圆弧6. 6孔7. 变速叉脚两端面8. 变速叉口内侧面 变速叉两叉脚的同侧端面应垂直于16孔,其错开量不大于0.09;89孔与16的位置度公差为0.1。 第3章 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为ZG450。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT8级,已知此拨叉零件的生产纲领中批生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程工序划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。3.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成大批报废,使生产无法正常进行。3.2.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求:(1)粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面,则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。(2) 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如:机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准,加工床身的底面,再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量,使表层保留而细致的组织,以增加耐磨性。(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。(4) 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工。(5) 粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要的。3.2.2精基准的选择精基准的选择应满足以下原则:(1)“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准,避免基准不重合引起的误差。(2)“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位,以保证各表面的位置精度,避免因基准变换产生的误差,简化夹具设计与制造。(3)“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀,应选择该加工表面本身为精基准,该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。(4)“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。(5)所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。3.3制订工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工序01:铸造工序02:调质硬度:HB229-269工序03:铣16右端面工序04:铣16左端面工序05:钻、铰16孔; 倒角145工序06:铣变速叉头凸台表面工序07:铣30圆弧工序08:粗铣变速叉脚两端面工序09:钻6孔;倒角0.545工序10:高频淬火,表面硬度:HRC55-63,硬化层深度:0.5-2.5工序11:半精铣拨叉脚两端面工序12:铣变速叉口内侧面 ;倒角145工序13:去毛刺工序14:检验至图纸要求工序15:入库3.4机械加工余量的确定 工件毛坯为铸件,查相关资料知,采用金属模机械砂型铸造,铸造精度等级IT8,加工余量等级MA-G。1、 16右端面面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,22孔左右端面表面粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。2、 16左端面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,22孔左右端面表面粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。3、 16孔的加工余量 因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,16孔的表面粗糙度Ra3.2,根据机械制造工艺设计简明手册表2.3-9知,需经钻、铰方可满足其精度要求。首先钻孔至15,后再铰15孔至16。4、 变速叉头凸台表面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,22孔左右端面表面粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。5、 30圆弧的加工余量 因加工表面的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,16孔的表面粗糙度Ra12.5,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。6、 6孔的加工余量 因孔的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,16孔的表面粗糙度Ra6.3,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步钻削即可满足其精度要求。7、 变速叉脚两端面的加工余量 由上述知,铸造等级IT8,加工余量等级MA-G,查机械制造工艺设计简明手册表2.2-4知,单边加工余量Z=2.0mm,再由零件图知,22孔左右端面表面粗糙度Ra3.2,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,两步铣削即粗铣精铣可满足其精度要求。粗铣 单边余量Z=1.5mm半精铣 单边余量Z=0.5mm8、 变速叉口内侧面的加工余量 因加工表面的尺寸不大,故采用实心铸造,由零件图知,16孔的表面粗糙度Ra6.3,根据机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知,一步铣削即可满足其精度要求。3.5 确定切削用量及基本工时工序01:铸造工序02:调质硬度:HB229-269工序03:铣16右端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序04:铣16左端面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序05:钻、铰16孔; 倒角145工步一:钻孔至15选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 531r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:铰15孔至16孔选用高速钢锥柄铰刀(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 995r/min 按机床选取n=960r/min 切削工时: ,则机动工时为工步三:倒角145工序06:铣变速叉头凸台表面1、选择刀具刀具选取硬质合金端面铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取475当475r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序07:铣30圆弧1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra12.5,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X52K型立式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4753)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序08:粗铣变速叉脚两端面1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X62型卧式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4753)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序09:钻6孔;倒角0.545工步一:钻6孔选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 531r/min 按机床选取n=545r/min 切削工时: ,则机动工时为工步二:倒角0.545工序10:高频淬火,表面硬度:HRC55-63,硬化层深度:0.5-2.5工序11:半精铣拨叉脚两端面1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra3.2,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X62型卧式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取6003)计算工时切削工时: ,则机动工时为 工序12:铣变速叉口内侧面 ;倒角145工步一:铣变速叉口内侧面1、选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀,刀片采用YG8,,。 2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,且表面粗糙Ra6.3,要求不高,故可在一次走刀内铣完, 则2)决定每次进给量及切削速度 根据X62型卧式铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取4753)计算工时切削工时: , 则机动工时为 工步二:倒角145工序13:去毛刺工序14:检验至图纸要求工序15:入库第4章 专用夹具设计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。由指导老师的分配,决定设计工序12:铣变速叉口内侧面的夹具。4.1 问题的提出 本夹具主要用于铣变速叉口内侧面,表面粗糙度Ra6.3,精度要求不高,故设计夹具时主要考虑如何提高生产效率 。4.2 定位基准的选择选择已加工好的16右端面、16孔、变速叉的臂右端和叉工件内环来定位,所以相应的夹具上的定位元件应是心轴和调节支承及固定式定位销。因此进行定位元件的设计主要是对心轴和调节支承及固定式定位销,夹紧则是由螺母、圆垫圈、快换垫圈和带肩螺母等组成的夹紧机构来完成。1、 16右端面和16孔与心轴相配合,限制四个自由度,即X轴移动、Y轴移动、Y轴转动和Z轴转动。2、 叉工件内环与两个固定式定位销相配合,限制两个自由度,即X轴转动和Z轴移动。3、 变速叉的臂右端与调节支承相配合,起到一个浮动支承的作用, 工件六个自由度被完全限制,属于完全定位,故设计合理。4.3 定位误差分析1、 基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量,称为基准位移误差,用表示。工件以16右端面、16孔、变速叉的臂右端和叉工件内环来定位来定位,铣叉口内侧面,如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致,做无间隙配合,即孔的中心线与轴的中心线位置重合,则不存在因定位引起的误差。但实际上,轴和工件内孔都有制造误差,于是工件套在轴上必然会有间隙,孔的中心线与轴的中心线位置不重合,导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差,其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差,mm 孔的最大直径,mm 轴的最小直径,mm =0.0225mm2、 基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上,但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量,称为基准不重合误差,用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差,mm 工件的最大外圆面积直径公差,mm =度要求。4.4 切削力的计算与夹紧力分析查表4得切削力计算公式:式中,f=1mm/r,查表得=736MPa, 即=1547N所需夹紧力,查表5得,安全系数K=式中为各种因素的安全系数,查表得:K=1.872,当计算K2.5时,取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧,查表得夹紧力为12360N=30900N由上计算得,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.5定导向元件的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。根据GB220780定向键结构如图所示:图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如下:表 3.1 定向键数据表 BLHhDd1夹具体槽形尺寸 公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.013-0.03325124126.618+0.0774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。对刀块选用圆形对刀块,其结构如下图所示:圆形对刀块的规格及主要尺寸:塞尺选用平塞尺,其结构如下图所示: 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为:表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0140.54.6夹具设计及操作简要说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择由由螺母、圆垫圈、快换垫圈和带肩螺母组成夹紧机构夹紧工件。本工序为铣削余量小,铣削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 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 2004,8 2.赵志修 主编 机械制造工艺学 北京: 机械工业出版社 1984,23.孙丽媛 主编 机械制造工艺及专用夹具设计指导 北京:冶金工业出版社 2002,12 4.李洪 主编 机械加工工艺手册 北京: 北京出版社 1990,125.邓文英 主编 金属工艺学 北京: 高等教育出版社 20006.黄茂林 主编 机械原理 重庆: 重庆大学出版社 2002,77.丘宣怀 主编 机械设计 北京: 高等教育出版社 19978.储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆: 重庆大学出版社 1997,129.廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京: 中国计量出版社 2000,110.乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京: 机械工业出版社 1992,1211.李庆寿 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1983,412.陶济贤 主编 机床夹具设计 北京: 机械工业出版社 1986,413.机床夹具结构图册 贵州:贵州人民出版社 1983,714.龚定安 主编 机床夹具设计原理 陕西:陕西科技出版社,1981,715.李益民 主编 机械制造工艺学习题集 黑龙江: 哈儿滨工业大学出版社 1984, 716.周永强等 主编 高等学校毕业设计指导 北京: 中国建材工业出版社 2002,12结束语 通过这次的课程设计,我学到了许多新的知识,同时加深,对旧知识的理解. 一、综合素质的提高 此次课程设计,本人将二年内学到的知识与教学中遇到的问题结合起来,能解决一些以前不能解决的问题,对机械制造有了更深的了解与认识。 二、独立工作能力的提高课程设计要求每个学生均能独立思考,提出自己的独特见解,这是常规教学所无法比拟的。 三、计算机应用能力的提高 此次课程设计,所有的图纸都是通过CAD系统软件设计绘出,这让我学会了用CAD系统绘图,还学会了各系统之间的联接与转换,提高了自己的计算机应用能力。 在这次设计过程中,多次得到黄老师的指导与关心,才使本人有这么大的提高,本人深表感谢。 由于时间关系,在设计中难免出现一些不足,恳请老师及时指出。心得体会在老师的指导下顺利地完成了夹具座的夹具设计,并且认真地、有计划地按时完成设计任务。尽管整个设计在技术上不够先进,但是在经济上合理、在生产上可行。此次设计,以机械加工工艺路线为主线,通过对零件图纸分析,初步拟订加工表面方法,进一步拟订加工方法并选择机械加工装备。确定加工路线后,熟悉并运用相关手册查工艺参数,计算切削用量和加工工时。将计算的数据以及加工方法、刀具、机床设备,填入工艺文件。在设计中,体会到先前所修课程的重要性,并从此设计中得到巩固和扩展,也提高我们独立思考和独立工作的能力,为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。“逝者如斯夫,不舍昼夜”转眼间。本次课程设计即将结束。纵观整个课程设计过程,我们每个小组的成员齐心合作,共同完成总的工艺设计,其后各自夹具的设计,在小组成员间的相互协作及老师的帮助下,我们也终于基本完成的设计任务,课程设计作为我们机械制造与自动化专业学生的重点,它使理论与实践结合,让我们对理论知识加深了理解,使生产实习中的理解和认识也到了强化。本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计和专用夹具设计。机械加工工艺规程设计运用了基准选择等知识,夹具设计的运用了工件定位、夹紧机构等知识。通过此次设计,使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次设计还存在很多不足之处。由于对知识的掌握不够扎实,在设计过程中不能全面地考虑问题。仍需要进一步研究和实践。这次设计,是对我们平时上课所学理论知识的一次深刻理解与总结,让理论与实际相结合,才能真正掌握相关知识,虽然这次做的还不尽完美,但我还会继续努力。26
收藏
编号:1858039
类型:共享资源
大小:3.92MB
格式:ZIP
上传时间:2019-11-08
100
积分
- 关 键 词:
-
中心距133
CAD高清图纸和文档打包
变速
倒车
零件
中心
加工
工艺
规程
铣拨叉口内
侧面
工装
夹具
设计
cad
高清
图纸
以及
文档
打包
- 资源描述:
-
【温馨提示】 dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,请见压缩包内的文件及预览,所见即可所得,请细心查看有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。