KS-CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计
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燕山大学机械加工工艺过程卡片产品型号CA10B零件图号产品名称第四速及第五速变速叉零件名称拨叉共 页 第 页材料牌号毛坯种类20钢毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1备注序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时夹具刀具量具准终单件1铣粗铣、精铣下部左、右端面卧式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱铣刀2车粗车、精车82.2的圆卧式车床C630专用夹具,外圆车刀3钻钻卧式钻床Z525专用夹具,麻花钻0.114扩扩卧式钻床Z525900锪钻5铰粗铰、精铰卧式钻床Z525铰刀6铣粗铣槽立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱铣刀,卡板7铣粗铣槽口端面立式铣床X52K专用夹具,高速钢圆柱铣刀8攻攻M10的螺纹孔立式钻床Z535专用夹具,丝锥0.449去毛刺10检查设计裴俊德日期2011-7-18审核日期会签日期燕山大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共 页第 页车间工序号工序名称材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数20刚11设备名称设备型号设备编号同时加工件数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设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8.5mm孔立式钻床Z53574219.80.1752攻M10螺纹1956.10.1753检查设计 裴俊德日期2011-7-18审核日期会签日期3燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目:“CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计学院(系):里仁学院机械系 年级专业: 08级机制 2班 学 号: 081101011263 学生姓名: 裴俊德 指导教师: 王军 教师职称: 教授 燕山大学课程设计(论文)任务书院(系):里仁学院机械系 基层教学单位:机械制造研究所 学 号081101011263学生姓名裴俊德专业(班级)08机制2班设计题目“CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计设计技术参数1.年生产纲领: 5000件 2.加工要求:见零件图设计要求1.工艺规程必须保证加工质量和生产率要求,合理可行。2.夹具设计要保证加工精度,并定位合理、夹紧可靠、操作简便;尽量采用机动夹紧、多件夹紧等。3.设计图纸及说明书符合规范。工作量零件图 1张(A2)毛坯图 1张(A2)夹具结构装配图 1张(A1)机械加工工艺过程卡片及工序卡片 1套课程设计说明书 1份(不少于5千字)工作计划第1周 抄画零件图,完成机械加工工艺规程设计及毛坯图。第2周 进行夹具设计及计算,完成结构草图。第3周 完成夹具装配图,编写课程设计说明书,答辩。参考资料机械制造工艺学课程设计指导书机械制造工艺手册机床夹具设计图册机床夹具设计手册机械零件设计手册指导教师签字基层教学单位主任签字说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。 年 月 日燕山大学课程设计评审意见表指导教师评价:(1)工艺规程设计及毛坯图 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差(2)夹具结构设计及分析计算 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差(3)夹具装配图及说明书 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差(4)出勤、平时表现及独立设计能力 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差 成绩: 指导教师: 年 月 日答辩小组评价:(1)表达能力: 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差(2)回答问题: 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差(3)设计质量: 优秀, 良好, 中等, 一般, 较差成绩: 评阅人: 年 月 日课程设计总成绩:答辩小组成员签字:年 月 日 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书目 录第一章 零件的分析.51.1 零件的功用及结构分析51.2 零件的工艺分析5第二章 工艺规程设计.5 2.1确定毛坯的制造形式.6 2.2基面的选择.6 2.3制定工艺路线.62.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.82.5确定切削用量及基本工时9第三章 夹具工艺设计.10 3.1任务的提出.10 3.2定位方案的确定.11 3.3对刀或导引元件(装置)设计.11 3.4夹紧方案及装置的设计计算.11 3.5夹具操作及维护简要说明.12参考文献.13附录114附录215机械制造工艺学课程设计说明书题目:“CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”机械加工工艺规程及其M10x1螺纹孔加工夹具设计一、零件的分析1.1零件的功用及结构分析题目给出的是CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉,它的主用是在第四速及第五速实现变速。1.2零件的工艺分析变速叉共有如下几个加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分析如下:1)以大断面为基准,铣削上下两个端面,铣削82.2的圆。这一组加工表面包括:82.2的圆及其倒角,厚8的端面。2)以82.2的孔位中心加工表面这一组加工表面包括铣削8的槽,钻的孔,M10的螺孔,其中主要加工表面是钻的的孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是:(1) 上下端面和M10的螺孔的中心线位置要求63.7。(2) 大圆中心和的孔中心位置要求是18。 由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,因此首先加工上下大断面,然后以大断面为基准加工19的孔,然后借助于专业的夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。二、 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为20号钢。考虑到汽车在行驶中要经常加速及正、反向行驶,零件在工作的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,保证零件工作可靠。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。1)粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选取大断面为粗定位基准,利用支撑钉支撑端面作为主要定位面,限制5个自由度,再以一个定位销钉限制最后一个自由度,达到完全定位,然后进行铣削。2)精基准的选择。主要应该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。2.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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下降。1)工艺路线方案一工序 粗铣、精铣上下端面工序 粗车、精车82.2的圆工序 钻工序 扩工序 粗铰、精铰工序 粗铣槽工序 攻M10的螺纹孔工序 粗铣槽口端面工序 去毛刺工序 检查工艺路线方案二 工序 粗铣、精铣上下端面工序 粗车、精车82.2的圆工序 钻工序 扩工序 粗铰、精铰工序 粗铣槽工序 粗铣槽口端面工序 攻M10的螺纹孔工序 去毛刺工序 检查2)工艺方案的比较与分析方案二粗铣槽后接粗铣槽端面,最后再攻螺纹比方案一粗铣槽接攻螺纹最后粗铣槽端面省了一步换床的过程,从而大大提高了加工效率,因此选方案二进行加工。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉”零件材料为20钢,硬度为207241HBS,毛坯重量约为1.5kg,生产类型为中批生产,采用在锻锤上合模模锻毛坯。据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:由于毛坯及以后工序或工步的加工都有误差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为中批量生产,应采用调整法加工,因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。1)外圆表面沿轴线长度方向上的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册(一下简称工艺手册)表2.2-14,其中重量为1.5kg,锻件复杂形状系数为S,锻件材质系数取M,锻件轮廓尺寸(长度方向)120180mm,故长度偏差为mm。2)M10x1螺纹孔参照工艺手册表2.39及表2.3-12确定工序尺寸及余量为 钻孔 8.5mm 攻 M10螺纹3.)其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。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认。2.5确定切削用量及基本工时工序 攻螺纹M101) 钻8.5mm的孔采用刀具为麻花钻。确定进给量f:根据切削用量手册查得,d=8.5mm时, ,由于本零件在加工8.5mm的孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则 根据机械制造工艺设计简明手册中Z535机床说明书,现取f=0.17mm/r。切削速度:根据切削用量手册查得,钻孔时切削速度 根据机械制造工艺简明手册中Z535机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时 2)攻螺纹M10 采用刀具为粗牙普通螺纹用丝锥确定进给量f:根据切削用量手册查得,d=10mm时,f=0.22-0.28mm/r,由于本零件在加工10mm的孔时属于低刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则f=(0.22-0.28) 0.75=0.17-0.21(mm/r)根据机械制造工艺设计简明手册中Z535机床说明书,现取f=0.17mm/r。根据机械制造工艺简明手册中Z535机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时 三、夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动程度,需要设计专用夹具。根据要求,我需要设计加工M10螺纹底孔的夹具。本夹具是在立式钻床Z525机床上加工工件用的。刀具为高速钢钻头和粗牙普通螺纹用丝锥,加工M10螺纹底孔。3.1 任务的提出本夹具主要用来加工M10螺纹底孔,这个孔对的孔有位置度要求。在加工本工序前的孔已经加工出来,则保证10的孔要求即可。因此,在本道加工时不仅要保证提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动程度,还要保证孔的位置度要求。3.2定位方案的确定有零件图可知,加工M10螺纹底孔有位置度要求。为了保证加工要求和定位误差精度,本工序采用的孔和凸侧面作为定位基准,在带台肩心轴和支撑板上实现完全定位,采用圆偏心机构推动压块夹紧工件。3.3 对刀或导引元件(装置)设计本夹具是在钻床上对控的加工,为了保证孔的位置度要求,我们需要有刀具引导装置,而在此我们所用的刀具引导装置为可换钻套来保证加工位置的准确。3.4 夹紧方案及装置的设计计算刀具:高速钢钻头 8.5轴向力:其中 解得在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。其中:为基本安全系数1.5为加工性质系数1.1为刀具钝化系数1.1为断续切削系数1.1所以 N扭矩:其中 N ()则可得所需压力由金属切削机床夹具设计手册(第2版)可得气压缸缸内直径为200mm,缸内压力为0.5MPa。此时可提供拉力为14720N13370N故气压缸可以安全工作。3.5夹具操作及维护简要说明卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,采用圆偏心机构推动压块夹紧工件。卡具上设置有钻套,用于确定的钻头位置。 参考文献1、赵家齐 机械制造工艺学课程设计指导书(第2版) 机械工业出版社 2008年1月2、东北重型机械学院等 机床夹具设计手册(第2 版) 上海科学技术出版社 1992年3月3、浦林祥 金属切削机床夹具设计手册(第2版) 机械工业出版社 1995年12月4、陆剑中等 金属切削原理与刀具(第4版) 机械工业出版社 2009年1月5、艾兴等 切削用量手册 机械工业出版社 1985年1月6、李益民 机械设计制造工艺设计简明手册 机械工业出版社 2004年7月7、陈宏钧 实用机械加工工艺手册 机械工艺出版社 2004年4月 共 14 页 第 14页
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