倒挡拨叉[倒档拨叉]机械加工工艺及钻14H9孔夹具设计【版本2】[含CAD高清图纸]
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江南大学机械工程学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 1 页车间工序号工序名称材料牌号机加工3铣端面ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X621夹具编号夹具名称冷却液1专用夹具工序时间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)走刀次数工时定额基本辅助1铣右端面镶齿三面刃铣刀,游标卡尺、粗糙块15047.120.2212铣左端面15047.120.221描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a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自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉 第 2 页车间工序号工序名称材料牌号机加工4钻孔扩孔ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液2专用夹具工序时间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)走刀次数工时定额基本辅助1钻13mm孔游标卡尺、塞规莫氏锥柄麻花钻54522.260.2813121.9s2扩14H9孔96042.20.451215.8s描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a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自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 3 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 6 页车间工序号工序名称材料牌号倒角5倒角ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间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)走刀次数工时定额基本辅助1倒角145锪钻2720.2280.1323描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a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自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 4 页车间工序号工序名称材料牌号铣6铣脚面开挡ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称冷却液专用夹具回转工作台工序时间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/z)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1铣R15面镶齿三面刃铣刀,游标卡尺、粗糙块15047.10.2212铣R19面20062.830.2213铣圆环面25078.50.241描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a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自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 5 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间7铣ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间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/z)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1铣槽底面镶齿三面刃铣刀、游标卡尺、粗糙块15047.10.2 212铣槽镶齿三面刃铣刀、游标卡尺、粗糙块22069.10.241描图描校底图号装订号*a编制(日期)审核(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自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 6 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间8钻孔ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间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)走刀次数工时定额基本辅助1钻8.7直柄麻花钻、,游标卡尺、塞规96026.240.498.712去毛刺描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a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自0802 洪立星 0401080217机械加工工艺过程卡片 文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 1 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称第 1 页材料牌号ZG310-570毛坯种类铸钢毛坯外形尺寸66*67*91每坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件1铸造2热处理退火 3铣端面铣端面24机加工X62专用夹具4钻孔扩孔钻13内孔、扩14H13孔机加工Z525专用夹具5倒角两端145机加工Z525专用夹具6铣脚面开挡粗铣R15、铣R19、铣开挡机加工X62专用夹具7铣槽铣槽14H13 底面及拨叉机加工X62专用夹具8钻孔钻8.7机加工Z525专用夹具9去毛刺10检验描校底图号装订号*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字编制 (日期)审核会签(日期)*日期目录一、设计任务书1二、零件的分析2 (一)零件的作用2 (二)零件的技术要求2三、工艺规程设计2 (一)确定毛坯的制造形式2 (二)基准的选择31)粗基准的选择32)精基准的选择3 (三)零件表面加工方法的选择3 (四)制定工艺路线4 (五)确定机械加工余量、毛坯尺寸5 1、确定机械加工余量5 2、确定毛坯尺寸5 3、设计毛坯图6 (六)工艺设计6 1、选择加工设备与工艺设备6 (1)选择机床6 (2)选择夹具6 (3)选择刀具6 (4)选择量具7 2、确定工序尺寸7 3、确定切削用量8 4、确定基本时间9 5、辅助时间的计算11 6、其他时间的计算11 7、单件时间的计算12四、专用夹具设计12 (一)夹具类型的确定12 (二)夹具具体设计13 1、确定要限制的自由度13 2、选择定位元件13 3、定位误差分析13 4、夹紧机构的选择13 5、夹具设计及其操作的简要说明13五、设计小结14六、参考文献14二、零件分析(一)零件的作用倒档拨叉是与操纵机构零件结合,用它拨动滑动齿轮实现倒车。 14H9为配合面有较高的精度。槽14H13为滑块拨动的配合表面。该拨叉在换挡位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用,因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性,以适应拨叉的工作条件。(二)零件的技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm拨叉头左端面4625拨叉头右端面4625尺寸41.541.5+0.15 -0.15IT126.30.25G尺寸2323+0.2 -0.1IT106.30.25G拨叉脚内表面R1525尺寸1919+0.52 0IT1412.514H9孔14+0.043 0IT96.30.25G操纵槽内侧面14+0.27 0IT1312.50.25G操纵槽底面18258.7孔8.7+0.09 0IT1125锪平121225三、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式由于该拨叉件外形复杂。又是薄壁件,年产量为5000件(大批生产)属于成批生产,故毛坯可采用砂型铸造机器造型和壳型,从而提高毛坯生产率。工件材料ZG310-570。毛坯尺寸槽度要求为IT11IT12级。毛坯尺寸可通过加工余量大小最终确定。(二)基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。根据零件图及其使用情况分析,知14H9孔是设计基准,也是零件工作最重要的工作面。1) 粗基准的选择对于一般件而言,按照有关粗基准的选择原则(即当零件又不加工表面时,应以这些不加工表面做粗基准,若零件有若干个不加工表面时,应以与加工表面要求相对位置较高的不加工表面作粗基准)。先选择拨叉头左端面和24外圆表面作为加工14H9孔时的粗基准。2) 精基准的选择在14H9孔加工以后,各工序则以该孔为定位精基准,靠近叉脚的24的端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原则,和互为基准的原则。但有些表面的加工可能会出现基准不重合,有时需进行尺寸链的换算。(三)零件表面加工方法的选择加工表面公差及精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注拨叉头左端面25粗铣表1-8拨叉头右端面25粗铣表1-8倒角铣表1-8尺寸41.5IT126.3粗铣-精铣表1-8尺寸23IT106.3粗铣-精铣表1-8拨叉脚内表面25粗铣表1-8尺寸19IT1412.5粗铣表1-814H9孔IT96.3钻-铰表1-7操纵槽内侧面IT1312.5粗铣表1-8操纵槽底面25粗铣表1-88.7孔IT1125钻表1-7锪平1225粗铣表1-8(四)制定工艺路线工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求,必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具,并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量,使生产成本下降。工艺路线一 工艺路线二1、 钻孔 1、铣左端面2、 铣左端面 2、铣右端面3、 铣右端面 3、钻、扩14H9孔至13.5mm4、 倒角(左边) 4、倒角(左边)5、 倒角(右边) 5、倒角(右边)6、 铰14H9孔 6、铰14H9孔7、 铣曲面R15 7、铣曲面R158、 粗铣拨叉脚内端面 8、粗铣拨叉脚内表面 9、 铣操纵槽两侧面和底面 9、铣操纵槽两侧面和底面10、 钻孔8.7 10、钻孔8.7 11、 锪平12 11、 锪平12 12、 精铣拨叉脚内端面 12、精铣拨叉脚内端面 13、 去毛刺 13、去毛刺14、 清洗 14、清洗15、 终检 15、终检 两工艺方案的比较分析:两工艺方案除前三道工序不同之外,其余各工序均相同。前三道工序是为了获得精基准。方案一是先钻孔钻成13.5再铣端面和倒角,这样能很好地保证与端面的垂直度;方案二是先铣两个端面然后再钻床上加工出孔14。因为两个端面一次铣出可以有较好的平行度,然后用端面定位,也能得到较好的孔与端面的垂直度。后面的工序以14H9孔及端面定位,所以基准是重合的,由此可见,可选方案一,从而制定详细的工序内容。毛坯为铸件,应经退火处理以消除铸件的内应力及改善机械加工性能,然后送到机械加工车间加工,具体工序如下:1、 钻14孔至13.5mm(以24圆柱面和左端面为基准定位)2、 铣左端面(以13.5孔和右端面为基准定位)3、 铣右端面(以13.5孔和左端面为基准定位)4、 倒角(左边)(以13.5孔和右端面为基准定位)5、 倒角(右边)(以13.5孔和左端面为基准定位)6、 铰14H9孔(以13.5孔和左端面为基准定位)7、 铣内圆曲面R15(以14H9孔、左端面和R13孔为基准定位)8、 粗铣拨叉脚内端面(以14H9孔、右端面和R15孔为基准定位)9、 铣操纵槽两面和底面(以16圆柱面和24左端面为基准定位)10、 钻8.7mm孔(以16圆柱面和24圆柱面的一线为基准定位)11、 锪平12孔(以16圆柱面和24圆柱面的一线为基准定位)12、 精铣拨叉脚内端面(以14H9孔、右端面和R15孔为基准定位)13、 去毛刺14、 清洗15、 检验(五)确定机械加工余量、毛坯尺寸、设计毛坯图1、确定机械加工余量铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定,材料为ZG310-570。由于零件形状复杂,生产纲领是成批生产,所以毛坯选用砂型铸造机器造型和壳型。根据文献【1】表2-1得,该铸件的尺寸公差CT为8-12级,由表2-5得加工余量等级MA为F,所以取CF=9级。由表2-3得各表面的公差数值:24端面尺寸46 公差CT为2mm14H13槽面尺寸14 公差CT为1.6mm右脚内端面尺寸41.5 公差CT为2mm左脚内端面尺寸23 公差CT为1.7mm内圆面R15 公差CT为1.6mm2、确定毛坯尺寸上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸。3、设计毛坯图零件表面零件尺寸mm总加工余量mm毛坯尺寸mm公差CT24端面462502右脚内端面41.5239.52左脚内端面232211.814H13槽面142101.6R15曲面152R131.6毛坯的热处理方式:拨叉毛坯铸造后应安排退火,以消除残余应力。降低并调整硬度以便切削加工。消除铸件的不良组织,毛坯不得有砂眼疏松等缺陷。(六)工艺设计1、选择加工设备与工艺装备(1)选择机床1)工序(1)钻13.5,选择Z525型立式钻床。2)工序(2)、(3)铣24端面,选择X51立式型机床。3)工序(4)、(5)倒角和工序(6)铰14H9孔,选择Z525型立式钻床。4)工序(8)、(12)粗、精铣脚内端面,工序(7)铣曲面R15均选择X62W型机床。5)工序(6)铣槽,选用X62W型机床。6)工序(7)钻8.7孔,工序(8)锪平12孔均选Z525型机床。7)工序(13)去毛刺,选用钳工台。8)工序(14)清洗,选用清洗机。9)工序(15)检验,选用检验台。(2)选择夹具 本零件属于大批生产因此为了满足生产率要求,各工序均采用专用夹具装夹工件。(3)选择刀具1)工序(1)钻14H9孔至13.5mm,由文献【1】表3-5,选择d=13.5mm、L=199,2号莫氏圆锥刀。2)工序(2)、(3)铣两端面,根据文献【1】表3-23,选择镶齿套式面铣刀,规格D=80,D1=70,d=27,L=36,L1=30,齿数为10。3)工序(4)、(5)倒角根据文献【1】表3-10选择d=16mm,L=93mm,l=20mm的锥柄锥面锪钻。4)工序(6)铰14H9孔,由文献【1】表3-33,选择d=14mm、L=189、l=47,一号莫氏锥柄刀。5)工序(7)根据文献【1】表3-28选择D=30mm、d=10mm、l=12mm、 Z=10的镶齿三面刃铣刀。6)工序(8)、(12),根据文献【1】表3-28,选用镶齿三面刃铣刀,选择D=38mm,d=12mm,l=12mm,Z=10的错齿三面铣刀。7)工序(9)根据文献【1】表3-26,选择D=80mm,d=22mm,l=12mm,Z=10的镶齿三面刃铣刀。7)工序(10)钻8.7孔,根据参考文献【3】表3.1-5选取d=8.7mm,l=125mm的硬质合金直柄麻花钻。8)工序(11)锪平12孔,根据文献【1】表3-12选取d=12mm,d1=6.6mm,d2=8mm,L=80mm,l=18mm的带导柱直柄平底锪钻。(4)选择量具(因此零件属于成批生产,一般均采用通用量具)1)工序(1)根据文献【3】表5-24,选用锥柄圆柱塞规13.5+0.12 0,l=99mm。2)工序(2)、(3)根据文献【1】表3-39,均选择分度值为0.02mm的游标卡尺。3)工序(6)铰孔,根据文献【3】表5.2-1选择锥柄塞规14H9。4)工序(7)、(8)、(9)、(11)、(12)根据文献【1】表3-39,选择三用游标卡尺,分度值为0.02mm的游标卡尺。5)工序(10)根据文献【1】表3-39选用专用塞规8.7+0.09 0。2、确定工序尺寸1)工序(1)、(6)该孔由高速钢钻头钻出底孔后,再由圆孔铰刀铰出,由参考文献【3】表2.3-15查得,铰孔的余量0.5mm,所以钻孔的余量,Z钻=(14-0.5)/2=6.5mm。则钻孔工序尺寸及公差为13.5+0.12 0,铰孔工序尺寸及公差为14+0.043 0。2)工序(2)、(3)24mm两端面,由铣削加工来完成,工序余量为2mm。3)工序(4)(5)倒角,有由铣削加工完成,工序余量为1.5mm。4)工序(7)内圆曲面R15,又铣削加工完成,工序余量为2mm。4)工序(8)、(12)脚内表面的Ra为6.3m,需经粗铣、精铣两次加工,由参考文献【3】表2.3-21查得精加工余量为0.5mm,所以粗加工余量为1.5mm(右端面)和1.5mm(左端面)。5)工序(9)加工14H13槽面,上面以确定加工余量2mm,故可一次铣出。6)工序(10)加工8.7+0.09 0孔,采用直径为8.7的高速钢钻头加工即可。7)工序(11)锪12孔,由文献【1】表5-41得孔深l1=12取2mm。3、确定切削用量1)工序(1)钻14孔至13.5mm,ap=6.75mm,由参考文献【1】表5-22取钻a进给量f=0.25mm,又由文献【1】按工件材料的条件选取切削速度v可取为22m/min,由公式5-1得n=1000v/d得钻头转速518.99r/min参照表4-9,取转速545r/min,再将此转速代入公式5-1,可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=54513.5/1000=23.1m/min。2)工序(2)、(3)铣端面,ap=2mm由文献【1】表5-7得f=0.08mm/z,由表5-9按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取,铣削速度v=44.9m/min,由公式5-1 n=1000v/d可求得该工序的铣刀转速n=100044.9/(3.1480)=178.65r/min,由表4-15选取n=160r/min。则相应的实际切削速度v=nd/1000=40.2m/min。3)工序(4)、(5)倒角,ap=1.5mm,由文献【1】表5-32得f=0.050.08取f=0.05mm/r,切削速度v=4060m/min取v=50m/min。由公式5-1 n=1000v/d得n=1061r/min,由表4-15选取n=1225r/min。3)工序(6)铰14孔,由参考文献【1】表5-31得f=0.40.5,取0.4mm/r切削速度v可取为3m/min,由公式5-1得n=1000v/d=69.1r/min,参照表4-9所列Z515型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min。将此代入公式5-1可求出实际切削速度v=nd/1000=4.3m/min。5)工序(7)铣R15曲面,由参考文献【1】表5-19得f=0.080.1,取f=0.08mm/z,由参考文献【1】表4-18查得X62主轴转速n=301500r/min,取n=300r/mm。4)工序(8)粗铣脚右端面,ap=1.5mm可一次铣出,左端面ap=1.5mm可一次铣出。由参考文献【1】表5-19得f=0.080.1得粗铣每齿进给量f=0.1mm/z。工序(12)精铣脚左右端面,加工余量均为0.5mm,均可一次铣出。由参考文献【1】表5-19得精铣每齿进给量f=0.080.1mm/r,取f=0.08mm/r。由参考文献【1】表4-18查得X62主轴转速n=301500r/mm取粗铣转速150r/min,精铣转速300r/min,由前面可知铣刀直径d=38mm,所以 v粗=nd/1000=3.1438150/1000=17.9m/min v精=nd/1000=3.1438300/1000=35.8m/min6)工序(9)铣槽,ap=2mm,可一次,由参考文献【1】表5-19,每齿进给量f=0.080.1mm/z,取f=0.08mm/z。由参考文献【1】表4-18查得X62主轴转速n=301500r/min,取n=190r/mm则相应v=nd/1000=3.1480190/1000=47.7m/min7)工序(10)钻8.7孔,ap=4.35mm。由参考文献【1】表5-22查得f=0.10.2mm/r,取f=0.15mm/r。又由参考文献【1】表5-22得v=1825m/min取v=18m/min。由n=1000v/d得n=658.9r/min,参照表4-9选取n=680 r/min由公式得v=nd/1000=3.146808.7/1000=18.6m/min。8)工序(11)锪12孔,由文献【1】表5-32得f=0.050.08取f=0.05mm/r,v=4060取v=50m/min。由n=1000v/d得n=1326.9r/min,参照表4-9选取n=1360 r/min,由公式5-1得:v=nd/1000=3.14136012/1000=51.2m/min。4、确定基本时间1)工序(1)钻14H9至13.5mm孔,由文献【1】表5-4,得钻孔基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(12)=13.5/2cot54+2=6.9mm,l2=14mm,取l2=2mm,l=50mm。tj=(6.9+2+50)/(5450.25)=0.4360s=25.8s2)工序(2)铣左端面,根据文献【1】表5-43,得tj=L/fMZ,L=l+l1+l2 ,l=24mm, l1=0.5(d-(d2-ae2)0.5+(13)=3.84mm,l2=13mm取l2=2mm,fMZ=fn=fzZn=0.0810160=128mm/min所以: tj=L/fMZ=(24+3.84+2)/128=0.23360s=14s, 工序(3)因为加工右端面的加工条件和左端面的一样,所以加工时间t右= tj=14s3)工序(4)倒角(左边),由参考文献【1】得表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn,其中l1=12取l1=1mm,l=1.5mm,已知f=0.05mm/r,n=1225r/min。所以: tj=(1+1.5)/(12250.05) 60s=2.4s。 工序(5)倒角(右边)的加工的条件和工序(4)的一样,所以此工序加工时间t右=tj=2.4s4)工序(6)铰孔14H9孔,根据文献【1】表5-41得tj=L/fn,其中L=(l+l2+l3),l1=(D-d1)/2=cotkr+(12)=0.5/2cot54+2=2.2mm,L2=24取l2=2mm,l=46mm。所以:Tj=(2.2+2+46)/(0.497)=1.2960s=77.6s5)工序(7)铣曲面R15,根据文献【1】表5-43得tj=(l+l1+l2)/ fMz,式中l1=0.5d-(C0(d-C0))1/2)+(13), l2=13,C0=(0.030.05)d=0.12所以l1=15mm,l2=2mm,l=15+8=23mm。fMz =fzZn=0.0810300=240mm/min,所以: tj=(23+15+2)/240=0.16660s=10s,因为有左右两叉脚所以此工序总时间t总=2tj=20s。6)工序(8)粗铣脚左右端面,根据文献【1】表5-43得tj=(l+l1+l2)/ fMz,式中l1=0.5d-(C0(d-C0))1/2)+(13), l2=13,C0=(0.030.05)d=0.152所以l1=18.6mm,l2=2mm,l=19+8=27mm。fMz =fzZn=0.110150=150mm/min,所以tj=(27+18.6+2)/150=0.3260s=19s,因为有左右两叉脚所以此工序总时间t总=2tj=38s。7)工序(9)铣槽,根据文献【1】表5-43得tj=(l+l1+l2)/fMz,式中l1=0.5(d-(d2-ae2)1/2)+(13)=0.5(80-(802-17.932)0.5+2=4mm, l2=25取l2=3 ,l=18。fMZ=fn=fzZn=0.0810190=152mm/min。所以:tj=(18+4+3)/152=0.16460s=9.9s,因为要加工两面所以此工序所用时间t总=2tj=19.8s,在加工两面的时候也加工了底面所以只走刀两次就行了。8)工序(10)钻孔8.7, ,由文献【1】表5-4,得钻孔基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(12)=8.7/2cot54+2=5.2mm,l2=14mm,取l2=2mm,l=47mm。tj=(5.2+2+47)/(6800.15)=0.53360s=32s9)工序(11)锪12孔,由文献【1】表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn,其中l1=12取l1=2mm,l=2mm,已知f=0.05mm/r,n=1360r/min。所以:tj=(2+2)/(13600.05) 60s=3.5s。10)工序(12)精铣脚端面,根据文献【1】表5-43得tj=(l+l1+l2)/ fMz,式中l1=0.5d-(C0(d-C0))1/2)+(13), l2=13,C0=(0.030.05)d=0.152所以l1=18.6mm,l2=2mm,l=19+8=27mm。fMz =fzZn=0.0810300=240mm/min,所以tj=(27+18.6+2)/240=0.19860s=12s,因为有左右两叉脚所以此工序总时间t总=2tj=24s5、辅助时间的计算根据文献【1】第五章第二节所述,辅助时间tf与基本时间tj之间的关系为tf=(0.150.2)tj,此取tf=0.2tj,则各工序的辅助时间分别为:工序(1)钻14孔的辅助时间:tf=0.225.8s=5.16s;工序(2)和(3)铣端面的辅助时间:tf=2(0.214s)=5.6s;工序(4)和(5)倒角的辅助时间:tf=2(0.22.4s)=0.96s;工序(6)铰孔的辅助时间:tf =0.277.6s=15.52s;工序(7)铣曲面R15的辅助时间:tf=0.220s=4s;工序(8)粗铣脚内端面的辅助时间:tf=0.238s=7.6s;工序(9)铣槽的辅助时间:tf=0.219.8s=3.96s;工序(10)钻孔8.7的辅助时间:tf=0.232s=6.4s;工序(11)锪平12孔的辅助时间:tf=0.23.5s=0.7s;工序(12)精铣脚内端面的辅助时间:tf=0.224s=4.8s;6、其他时间的计算除了作业时间以外,每到工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于此零件的生产类型属于大批生产,分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作地时间tb是作业时间的0.020.07,本零件取为0.05;休息与生理需要时间tx是作业时间的0.020.04,本零件取为0.03。则各个工序的其他时间(tb+tx)可按关系式(0.05+0.03)(tj+tf)计算,它们分别是:工序(1)钻14孔的其他时间:tb+tx=0.08(25.8+5.16)s =2.48 s;工序(2)和(3)铣端面的其他时间:tb+tx=20.08(14+2.8)s =2.688s;工序(4)和(5)倒角的其他时间:tb+tx=20.08(2.4+0.48)s =0.461s;工序(6)铰孔的其他时间:tb+tx=0.08(77.6+15.52)s =7.45s;工序(7)铣曲面R15的其他时间:tb+tx=0.08(20+4)s =1.92s;工序(8)粗铣脚内端面的其他时间:tb+tx=0.08(38+7.6)s =3.65s;工序(9)铣槽的其他时间:tb+tx=0.08(19.8+3.96)s =1.90s;工序(10)钻8.7mm孔的其他时间:tb+tx=0.08(32+6.4)s =3.07s;工序(11)锪平12孔的其他时间:tb+tx=0.08(3.5+0.7)s =0.34s;工序(12)精铣脚内端面的其他时间:tb+tx=0.08(24+4.8)s =2.30s;7、单件时间tdj的计算此零件各工序的单间时间分别为:工序(1)钻14孔的单间时间:tdj=25.8+5.16+2.48=33.44s工序(2)铣左端面的单间时间:tdj=14+2.8+1.344=18.14s工序(3)铣右端面的单间时间:tdj=14+2.8+1.344=18.14s工序(4)倒角(左边)的单间时间:tdj=2.4+0.48+0.23=3.11s工序(5)倒角(右边)的单间时间:tdj=2.4+0.48+0.23=3.11s工序(6)铰孔的单间时间:tdj=77.6+15.52+7.45=100.57s工序(7)铣曲面R15的单间时间:tdj=20+4+1.92=25.92s工序(8)粗铣脚内端面的单间时间:tdj=38+7.6+3.65=49.25s工序(9)铣槽的单间时间:tdj=19.8+3.96+1.90=25.66s工序(10)钻8.7mm孔的单间时间:tdj=32+6.4+3.07=41.47s工序(11)锪平12孔的单间时间:tdj=3.5+0.7+0.34=4.54s工序(12)精铣脚内端面的单间时间:tdj=24+4.8+2.30=31.10s四、专用夹具设计 为了提高生产效率,保证加工质量,降低劳动强度,通常对产量较大的成批或大量生产的零件设计专用夹具。指导老师指定设计第十二道工序“精铣脚内端面”的铣床专用夹具,本夹具将用于X62W型万能铣床。(一)夹具类型的确定 根据工艺规程加工要求有:尺寸41.5+0.15 -0.15mm、23+0.2 +0.1mm和位置公差两端面与孔14轴线的垂直度为0.25及表面粗糙度为6.3。由已知条件,工件尺寸小重量轻,加工要求不高。因此设计的夹具不宜复杂,故设计成手动夹紧即可。(二)夹具具体设计 1、确定要限制的自由度 由加工要求考虑,可知加工此工序时6个自由度均要限制方能保证加工精度要求。故加工时以14mm孔及其右端面和R15孔为定位基准。其中以长定位销定位14mm孔限制X、Z移动和X、Z转动4个自由度。以一平面定位拨叉右端面限制Y移动和X、Z转动3个自由度,此时重复限制了X、Z转动两个自由度。但因为此时的孔以经经过精加工且端面也已经过粗加工,所以孔轴线与面的垂直度较高,在这种情况下是允许采用过定位的。此时还有一个绕Y转动的自由度没有限制,所以在R15半圆孔用菱形销限制此自由度。这时六个自由度全被限制为完全定位。2、选择定位元件 定位销、对刀块、菱形销,其结构和尺寸按要求确定。3、定位误差分析夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板夹具装配后的技术要求统一磨,支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02;此处定位销为非标准件需自行设计,夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过0.02。夹具的主要定位元件为长定位销限制了四个自由度,端面定位限制三个自由度(前面已述可以允许重复定位),菱形销限制了一个自由度。 4、夹紧机构的选择为了降低生产和夹具设计制造成本,本设计选择采用螺纹夹紧机构。即由螺杆、螺母、垫圈、顶块等元件组成的夹紧机构。螺旋夹紧机构不但结构简单、容易制造,而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小,所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧力和夹紧行程都很大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。5、夹具设计及操作的简要说明理论上在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率。为此,应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于零件尺寸较小的加工中,故夹具尺寸也不能很大,如果采用机动夹紧,夹具势必过于复杂和庞大,本夹具为了提高生产率和降低生产成本,考虑简单、经济、实用, 减轻工人劳动强度,采用螺旋夹紧机构,操作非常简单,先拧开夹紧螺母,然后把零件插进定位销中,再将菱形销推到位,以完全限制工件自由度。之后就旋动左右锁紧手柄(锁紧力按经验确定),最好用把手旋动带肩六角螺母。此时已经实现零件的加紧,可以进行铣削加工。需说明的是本工序采用的是X62W万能铣床,高速钢镶齿三面刃铣刀来铣侧端面,因而不需要很大的夹紧力,只需拧紧两个夹紧手柄和一个螺母即可,因而工人的劳动强度不大。五、设计小结本次课程设计是对这个学期所学机械设计制造基础课程和之前所学有关机械课程的综合检测和应用,将不同课本上所学的结合起来,在此基础上,发挥自己的创造力,进行实际设计工艺过程和夹具。在本次设计过程中,我们阅读了一些技术资料及设计手册,认真探讨和思考机械领域内的各种基本问题,上网找了很多夹具的图形。因此,本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识,而且也对自己的知识面进行了拓宽。但知识所学有限,实际经验更加不足,因此我的设计还存在着很多的不足之处。如:还有夹具设计中,因手头上的技术资料有限,所以在夹具设计时采用了许多非标准件。加紧机构为手动,尽管降低成本,但过于简单。这些在以后的设计中都是需要改进的。六、参考文献:参考文献【1】机械制造技术基础课程设计指导教程邹清主编2004.8机械工业出版社参考文献【2】机械制造技术基础第二版邹清主编2009.2机械工业出版社参考文献【3】机械设计制造简明手册李益民主编1993.4机械工业出版社15
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