万向节滑动叉的铣宽118即Φ39孔上端面夹具设计及加工工艺规程装备含4张CAD图-独家.zip
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滑动叉的工艺规程及铣118上端面夹具设计摘要滑动叉是汽车后桥上的一个重要的零件,它具有传递扭矩、调整传动轴的长短及位置,从而使汽车在前进中获得动力,并使零件之间达到更好的配合。因此,对其进行设计和研究是非常有意义的。本文主要研究滑动叉的工艺规程及铣118上端面夹具。设计之初,对加工零件进行全面的技术分析,从加工零件的材料到加工零件的形位公差,从加工成本到生产工艺,每一步都详细而认真作了规划。在拟订了工艺生产路线时,考虑零件的全部技术要求、生产的效率高低、生产的成本多少、生产劳动的强度等的,对各工序切削用量及切削时间进行计算。专用铣床夹具设计的内容有定位方案、定位元件的选择;夹紧方案、夹紧元件的选择;夹具体、导向装置的选择;切削力和夹紧力的计算;定位误差的分析等。关键词:滑动叉、工艺规程,118上端面、铣床夹具AbstractSliding fork is an important part on the rear axle of automobile. It can transfer torque, adjust the length and position of the drive shaft, so that the automobile can get power in advance, and make the parts better fit. Therefore, it is very meaningful to design and research it.This paper mainly studies the technological process of sliding fork and the fixture for milling 118 upper end face. At the beginning of the design, a comprehensive technical analysis was carried out on the machined parts, from the material of the machined parts to the tolerance of the shape and position of the machined parts, from the processing cost to the production process, each step was carefully planned. When drawing up the process production line, the cutting parameters and cutting time of each process are calculated, taking into account all the technical requirements of parts, production efficiency, production cost, production labor intensity and so on.The design of special milling machine fixture includes the selection of positioning scheme and positioning element, the selection of clamping scheme and clamping element, the selection of clamping body and guiding device, the calculation of cutting force and clamping force, and the analysis of positioning error.Key words: sliding fork, process regulation, 118 upper end face, milling fixtureI目 录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 本课题研究的目的及意义11.2 机械加工工艺规程11.2.1机械加工工艺规程的概述11.2.2机械加工艺规程的作用11.2.3制定机械加工工艺规程的原则2第二章 滑动叉零件的分析32.1 零件的作用32.2 零件的分析32.2.1零件的工艺分析32.2.2零件结构分析42.2.3零件的技术要求分析42.2.4零件的组成表面42.2.5零件的技术要求52.2.6零件的形位公差5第三章 滑动叉工艺规程的设计63.1 零件生产类型的确定63.2 确定零件的材料及制造方式63.3 选择加工的定位基准73.4 加工工艺路线的选择、比较与确定73.4.1加工工艺路线方案一83.4.2加工工艺路线方案二83.4.3加工工艺路线的比较与确定83.5 加工设备、加工刀具及量具的选用93.6 各工序工步加工余量的计算103.7 确定切削用量及基本工时11第四章 铣118上端面专用夹具设计224.1 定位方案及定位元件的确定与选择224.1.1定位方案的确定224.1.2定位元件的选择224.2 夹紧方案及元件的确定与选择234.2.1夹紧方案的确定234.2.2夹紧元件的选择234.3 夹具体的确定234.4 导向装置的确定244.5 切削力和夹紧力的计算244.5.1切削力的计算244.5.2夹紧力的计算244.6 定位误差的分析25结论26致谢27参考文献28II第一章 绪论1.1 本课题研究的目的及意义本次课题名称是滑动叉的工艺规程及铣118上端面夹具设计。滑动叉位于传动轴的端部,主要作用之一是传递扭矩,使汽车获得前进的动力;二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同状态时,由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来,使其成为一个零件,其特征是该滑动叉为采用管材制作的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构,其端部呈叉形结构,并设有两个十字销孔,用于安装十字万向节;在管内设有内花键,这种呈整体式结构的滑动叉,不仅加工容易、成本低,而且强度高,故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比,有了成倍的提高。因此对滑动叉的研究有极大的实际意义。机床专用夹具是在切削加工中,用以准确确定工件位置,并将其牢固地夹紧的工艺装备。主要作用是:可靠地保证工件的加工精度,提高加工效率,减轻劳动强度,充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此,机床夹具在机械制造中占有重要的地位。通过本次设计,使我对本专业有了更加深刻的了解,在以后的工作中也具有重要意义。1.2 机械加工工艺规程1.2.1机械加工工艺规程的概述机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。1.2.2机械加工艺规程的作用1、指导生产的重要技术文件工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验,经过生产验证而确定的,是科学技术和生产经验的结晶。所以,它是获得合格产品的技术保证,是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样,在生产中必须遵守工艺规程,否则常常会引起产品质量的严重下降,生产率显著降低,甚至造成废品。2、生产组织和生产准备工作的依据生产计划的制订,产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等,都是以工艺规程作为基本依据的。3、新建和扩建工厂的技术依据在新建和扩建工厂时,生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格等都是以工艺规程为基础,根据生产类型来确定。除此以外,先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用,典型工艺规程可指导同类产品的生产。1.2.3制定机械加工工艺规程的原则工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本,即在保证产品质量的前提下,争取最好的经济效益。在具体制定时,还应注意下列问题:1、技术上的先进性在制订工艺规程时,要了解国内外本行业工艺技术的发展,通过必要的工艺试验,尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。2、经济上的合理性在一定的生产条件下,可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比,选择经济上最合理的方案,使产品生产成本最低。3、良好的劳动条件及避免环境污染在制订工艺规程时,要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此,在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施,以减轻工人繁重的体力劳动。同时,要符合国家环境保护法的有关规定,避免环境污染。产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾,因此,合理的工艺规程应用该处理好这些矛盾,体现这三者的统一。28第二章 滑动叉零件的分析2.1 零件的作用滑动叉位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩,使汽车获得前进的动力;二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时,由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个39的孔,用以安装滚针轴承并与十字轴相连,起万向联轴节的作用。零件65mm外圆内为花键孔与传动轴端部的花键轴相配合,用于传递动力之用。具体结构详见下图2-1所示:图2-1 滑动叉零件图2.2 零件的分析2.2.1零件的工艺分析在制订零件的机械加工工艺规程时,首先要对照产品装配图分析零件图,熟悉该产品的用途、性能及工作条件,明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系;了解并研究各项技术条件制定的依据,找出其主要技术要求和技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证。然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析。2.2.2零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面:1、零件表面的组成和基本类型尽管组成零件的结构多种多样,但从形体上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面组成的。在零件结构分析时,根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点,就可选择与其相适应的加工方法和加工路线,例如外圆表面通常由车削或磨削加工;内孔表面则通过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。2、主要表面与次要表面区分根据零件各加工表面要求的不同,可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面;这样,就能在工艺路线拟定时,做到主次分开以保证主要表面的加工精度。3、零件的结构工艺性所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下,制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件,其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好,是指在现有工艺条件下,既能方便制造又有较低的制造成本。2.2.3零件的技术要求分析零件图样上的技术要求,既要满足设计要求,又要便于加工,而且齐全和合理。其技术要求包括下列几个方面:1、加工表面的尺寸精度、形状精度和表面质量;2、各加工表面之间的相互位置精度;3、工件的热处理和其它要求,如动平衡、镀铬处理、去磁等。2.2.4零件的组成表面1、尺寸118所在上下两端面;尺寸82所在上下两端面;2、R30、R9组成的表面,尺寸45所在右端面;3、65、62外圆所在圆柱表面及端面;4、渐开线花键槽所在表面及端面;5、4-M8-6H、M8-6H螺纹孔所在表面;6、39圆柱孔所在表面及端面;7、尺寸角度为7的斜面。2.2.5零件的技术要求1、尺寸118所在上下两端面,其表面粗糙度公差为3.2um;2、39圆柱孔所在表面,其表面粗糙度公差为3.2um;3、尺寸45所在右端面,其表面粗糙度公差为50um;4、62外圆所在圆柱表面,其表面粗糙度公差为0.8um;5、62外圆所在右端面,其表面粗糙度公差为0.8um;6、渐开线花键槽齿面,其表面粗糙度公差为1.6um;2.2.6零件的形位公差1、39圆柱孔所在轴线相对于“62外圆所在轴线”的位置度公差为0.2;相对于“39圆柱孔所在轴线”的同轴度公差为0.01;2、4-M8-6H螺纹孔所在轴线,相对于“39圆柱孔所在轴线” 位置度公差为0.3;3、尺寸118所在下端面相对于“62外圆所在轴线”的对称度公差为0.15,相对于“39圆柱孔所在轴线”的垂直度公差为0.1。第三章 滑动叉工艺规程的设计3.1 零件生产类型的确定零件生产纲领N可按下式计算:通过上面的分析,结合任务书、确定零件滑动叉的生产类型是大批量生产(年生产量为50000件)。要求产品合格率达到96%或以上。3.2 确定零件的材料及制造方式滑动叉的材料选用45钢,属于优等碳素结构钢,经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能,零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求,同时兼顾材料的工艺性和经济性,45钢满足以上要求,所以选用45钢。具体的毛坯图详见下图3-1:图3-1 滑动叉毛坯图3.3 选择加工的定位基准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,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。1、粗基准的选择原则为保证工件某重要表面余量均匀,应选重要表面为粗基准。应尽量选光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。2、精基准的选择原则“基准重合”原则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定位误差。“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。“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。“互为基准“原则当两个表面相互位置精度及尺寸、形状精度都要求较高时,可采用“互为基准”方法,反复加工。根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据零件图,本零件是一个形状不复杂的零件。粗基准的选择:本零件将选择65右端面作为粗基准;精基准的选择:本零件将选择零件的62外圆作为精基准。3.4 加工工艺路线的选择、比较与确定制定工艺路线的出发点,应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于生产类型为大批生产,可以考虑采用通用机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。根据零件的结构形状和技术要求,现初步制定两种工艺路线方案:3.4.1加工工艺路线方案一工序1:车削62外圆及右端面;工序2:铣削45右端面;工序3:铣削118上下两端面;工序4:钻削39圆柱孔;工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工序7:拉削渐开线花键槽;工序8:磨削62外圆;工序9:倒角。3.4.2加工工艺路线方案二工序1:铣削45右端面;工序2:铣削118上下两端面;工序3:钻削39圆柱孔;工序4:钻削4-M8-6H螺纹孔;工序5:钻削M8-6H螺纹孔;工序6:车削62外圆及右端面;工序7:拉削渐开线花键槽;工序8:磨削62外圆;工序9:倒角。3.4.3加工工艺路线的比较与确定方案一其加工顺序是车削、铣削、钻削、拉削、磨削。这样做的好处是:在进行钻削之前现对62外圆及其右端面进行了加工,确保孔的位置度、同轴度以及垂直度公差,适合大批量生产。方案二其加工顺序是铣削、钻削、车削、拉削、磨削。这样做的好处是:在进行后续、车削、拉削、磨削之前,现对端面和孔进行了加工,为后面夹具的定位提供了很高的精度,但孔的位置度、同轴度以及垂直度公差却不能够得到很好的保证。通过上面对2种加工方案的分析和比较,权衡利弊,决定选择方案一作为本次加工滑动叉的工艺路线。3.5 加工设备、加工刀具及量具的选用滑动叉是设计专用夹具的主要的零件,它的零件的材料是45钢。需要完成车削、铣削、钻削、拉削和磨削加工。下面对其加工设备、加工刀具及量具进行选择,具体如下:工序1:车削62外圆及右端面;选用的是CA6140卧式车床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为合金车刀,测量的工具为游标卡尺。工序2:铣削45右端面;选用的是XK6132卧式铣床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为端面铣刀,测量的工具为游标卡尺。工序3:铣削118上下两端面;选用的是XK6132卧式铣床,零件装夹在专用夹具上,加工的刀具为端面铣刀,测量的工具为游标卡尺。工序4:钻削39圆柱孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、扩孔钻、铰孔钻,测量的工具为游标卡尺。工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、丝锥钻,测量的工具为游标卡尺,螺纹量规。工序6:钻削M8-6H螺纹孔;选用的是Z3040摇臂钻床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为麻花钻、丝锥钻,测量的工具为游标卡尺,螺纹量规。工序7:拉削渐开线花键槽;选用的是L6110卧式拉床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为拉刀,测量的工具为棒料。工序8:磨削62外圆;选用的是M1420外圆磨床,待加工件装夹在专用夹具上,加工的刀具为砂轮,测量的工具为千分尺。工序9:倒角。3.6 各工序工步加工余量的计算工序1:车削62外圆及右端面;工步1:粗车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工步2:半精车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工步3:精车62外圆及右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.5mm。工序2:铣削45右端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为3mm。工序3:铣削118上下两端面;工步1:粗铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工步2:半精铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工步3:精铣118上下两端面;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.5mm。工序4:钻削39圆柱孔;工步1:钻削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:扩削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.4mm。工步3:铰削39圆柱孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.1mm。工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工步1:钻削4-M8-6H螺纹孔底孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:攻4-M8-6H螺纹孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工步1:钻削M8-6H螺纹孔底孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为2.5mm。工步2:攻M8-6H螺纹孔;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1.5mm。工序7:拉削渐开线花键槽;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为1mm。工序8:磨削62外圆;依据切削加工手册及相关资料,决定其余量为0.01mm。工序9:倒角。3.7 确定切削用量及基本工时工序1:车削62外圆及右端面;工步1:粗车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取1.5mm。(2)进给量f的确定,取0.2mm/r。(3)切削速度V的确定,取25m/min;取n=150,实际切削速度29.2m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.2,n=150则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工步2:半精车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取1mm。(2)进给量f的确定,取0.25mm/r。(3)切削速度V的确定,取35m/min;取n=180,实际切削速度35m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.25,n=180则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工步3:精车62外圆及右端面;(1)背吃刀量的确定,决定取0.5mm。(2)进给量f的确定,取0.35mm/r。(3)切削速度V的确定,取45m/min;取n=280,实际切削速度54.5m/min.(4)基本时间 式中:l=90,f=0.35,n=180则(5)辅助时间 式中:=6,f=0.2,n=150则工序2:铣削45右端面;(1)切削深度3mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=80m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=300r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=60,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序3:铣削118上下两端面;工步1:粗铣118上下两端面;(1)切削深度1.5mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=80m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=300r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:半精铣118上下两端面;(1)切削深度1mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.25mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=90m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=375r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步3:精铣118上下两端面;(1)切削深度0.5mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.3mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=100m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=375r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=68,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序4:钻削39圆柱孔;工步1:钻削39圆柱孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:扩削39圆柱孔;(1)采用的扩孔钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步3:铰削39圆柱孔;(1)采用的铰孔钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=118,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序5:钻削4-M8-6H螺纹孔;工步1:钻削4-M8-6H螺纹孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=18,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:攻4-M8-6H螺纹孔;(1)采用的丝锥钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=15,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序6:钻削M8-6H螺纹孔;工步1:钻削M8-6H螺纹孔底孔;(1)采用的麻花钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=11,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工步2:攻M8-6H螺纹孔;(1)采用的丝锥钻的材质是硬质合金钻头,它的具体的数值在下面:。(2)根据相关设计资料和设计指南取(3)切削速度的确定取。主轴的转动速度,查主轴转速表,取;得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=11,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序7:拉削渐开线花键槽;(1)切削深度1mm;(2)通过查询相关手册,取f=0.2mm/r。(3)明确切削的速度工件材料为45钢,查询手册,取=100m/min。算一下主轴转动速度,查询资料知n=600r/min,得(4)基本时间根据切削资料,其基本时间为: 式中:l=140,则(5)辅助时间根据切削资料,其辅助时间为: 式中:,则工序8:磨削62外圆;(1)加工机床的选择选择磨床的型号为M1420外圆磨床。(2)加工零件磨具的确定采用砂轮,其型号为平型砂轮。(3)磨削深度的确定磨削的深度将其定位0.01mm;(4)切削速度的确定通过一般资料的查看,在这里确定砂轮的切削速度为=27.5m/min按照的计算可知,主轴的转动速度,查主轴转速表,取,计算实际切削速度,。5、进给量的确定通过相关资料的查阅,本工序的进给量将其确定为0.1mm/r。6、基本时间的确定机加工时间计算公式:主轴转速n=950r/min;进给量;磨削长度L=90mm。7、辅助时间的确定辅助时间计算公式:主轴转速n=950r/min;进给量;=7mm。工序9:倒角。第四章 铣118上端面专用夹具设计4.1 定位方案及定位元件的确定与选择4.1.1定位方案的确定1、滑动叉定位方案的确定在对118上端面进行铣削加工时,因为采用的铣床是XK6132卧式铣床,利用62外圆柱面及其右端面进行定位(右端面和夹具体上端面接触,62外圆柱面和V型定位块接触),限制5个自由度。最后,利用工件插销、插销座和82上端面接触,限制个自由度。实现零件完全定位。2、V型定位块、插销座、对刀座定位方案的确定采用的定位方案是“一面两销”。4.1.2定位元件的选择1、滑动叉定位元件的选择:采用的是夹具体、V型定位块、工件插销。2、V型定位块、插销座、对刀座定位元件的选择:采用圆柱销和菱形销。具体构造见图4.1定位装置。图4.1 定位装置4.2 夹紧方案及元件的确定与选择4.2.1夹紧方案的确定1、滑动叉夹紧方案的确定利用V型夹紧块,方头螺栓,方头螺栓座对工件进行径向方向的夹紧,利用双头螺栓、六角螺母,开口压盘对工件进行上下方向夹紧。2、V型定位块、插销座、对刀座夹紧方案的确定在对角线方向上采用内六角螺栓对其进行夹紧。4.2.2夹紧元件的选择1、滑动叉夹紧元件的选择:采用V型夹紧块、方头螺栓、方头螺栓座、双头螺栓、六角螺母,开口压盘。2、V型定位块、插销座、对刀座夹紧元件的选择:采用:内六角螺栓。4.3 夹具体的确定通过资料的查阅,确定夹具的制造形式为铸造夹具体。该类夹具体的优点是工艺性好,可铸出各种复杂形状,具有较好的抗压强度、刚度和抗振性,但生产周期长,需进行处理,消除内应力。常用材料为灰铸铁(如HT200),要求强度高时用铸钢,要求重量轻时铸铝。目前铸造夹具体应用较多。具体构造见图4.2:图4.2 夹具体图4.4 导向装置的确定本次设计的夹具是用来对其118上端面进行铣削。为保证零件的公差要求以及形位公差要求,需添加对刀导向装置。依据零件的特点以及夹具的结构,在其前方增加对刀座,具体结构见装配图。4.5 切削力和夹紧力的计算4.5.1切削力的计算刀具:高速钢端面铣刀,80mm,z=10其中所以水平分力:垂直分力在计算切削力时,必须把安全系数考虑在内。安全系数。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4.5.2夹紧力的计算。其中:为基本安全系数,取1.5;为加工性质系数,取1.1;为刀具钝化系数,取1.1;为继续切削系数,取1.1;为夹紧力稳定系数,取1.3;为手动夹紧手柄位置系数,取1.0。所以=2.6实际夹紧力应为:。其中及为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数,(见机床夹具设计手册)所以取螺栓预紧力。选M16粗牙螺纹双头螺栓,材料为45#钢。则,小于45#钢的许用拉应力,故可M16粗牙螺纹双头螺栓夹紧工件。4.6 定位误差的分析本工件是以62右端面及外圆柱面为定位基准,消除五个自由度,再用工件插销消除6个自由度。总定位误差dw=JB+Jw。其中JB=0,该面Ra=3.2um,Jw=0.0064。总定位误差dw=JB+Jw=0.0064=0.054(尺寸公差)通过对定位误差的计算分析,本次设计的夹具其定位误差在允许控制的范围内,设计合理可行。结论综上所述,本文通过对滑动叉的加工工艺规程及专用夹具设计,让我们了解在机械加工之前,在熟悉图纸的同时,对零件的每一个加工部位也要详细的了解,该部位在整个机械加工中的精度要求是否是高精度的,要分析出那些部位的加工是整体工艺中的难点和重点。同时在编制时还要考虑工厂的生产条件。该零件加工时综合了多个工种和多道工序,涉及到了车、铣、钻、拉、磨等工序,并涉及了粗、精加工。因此对每道加工工序的加工余量,以及允许的偏差,零件表面的粗糙度要求,位置度要求都要有明确的标明。为了能更好的加工零件还对典型的工序设计了专用夹具,并标明工装的名称、图号及规程。以此最终确保零件加工的顺利进行以及加工质量。致谢在这次课程设计即将完成的时候,我清晰的看到了自己身上对很多老师在课堂上讲述知识的缺乏,使得自己做起来很费力,现在回想起来,由于时间的淡化,原来学过的知识都已经淡忘了,没有温故而知新,很是懊恼。在这里我很敬佩我的指导老师,她平时的工作还是很繁忙的,但是每次她都能够对我的设计进行详尽的指导和帮助。在此,我要表示由衷的谢意。当然,也要感谢本组同学给予的帮助,谢谢各位。可以这样将没有你们的帮助和支持我们的设计不可能在这么短的时间里面完成,也不能完成的这样的圆满,再次谢谢你们!参考文献1 王先逵机械制造工艺学M.北京:械工业出版社,1997.2 孟少农机械加工工艺手册M.北京:机械工业出版社,1991.3 陈宏均典型零件机械加工生产实例M.北京:机械工业出版社,2005.4 刘友才机床夹具设计M.北京:机械工业出版社,1991.5 李益民机械制造工艺设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1994.6 艾 兴、肖诗纲主编.切削用量手册M.北京:机械工业出版社,1994.7 吴孟红工装通用件手册M.南昌:南昌飞机制造公司出版,1984.8 张学力机械制造基础M.上海:上海科学出版社,2000.9 刘守勇机械制造工艺与机床夹具M机械工艺出版社,1994.10 上海工业大学主编.机械夹具设计M.上海:上海科学技术出版社,1983.11 第一汽车制造厂职工大学编.机械夹具设计手册M.上海:上海科学技术出版社,1990.12 机械工程手册M第9卷.北京:机械工业出版社,1982.13 方向明.典型零件机械加工生产实例M.上海:机械工业出版社,2003.14 洛阳理工学院.机械夹具设计手册M.洛阳:机械工业出版社,1998.xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 1 页工序号:1工序名称:车削62外圆及右端面冷却液:乳化液设备名称及型号:CA6140卧式车床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1粗车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺29.21.515030.22半精车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺3511802.50.133精车62外圆及右端面专用夹具合金车刀游标卡尺54.50.52801.070.06xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 2 页工序号:2工序名称:铣削45右端面冷却液:乳化液设备名称及型号:XK6132卧式铣床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1铣削45右端面专用夹具端面铣刀游标卡尺75.4330010.1xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 3 页工序号:3工序名称:铣削118上下两端面冷却液:乳化液设备名称及型号:XK6132卧式铣床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1粗铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺75.41.53001.130.12半精铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺94.213750.730.063精铣118上下两端面专用夹具端面铣刀游标卡尺94.20.53750.60.05xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 4 页工序号:4工序名称:钻削39圆柱孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削39圆柱孔专用夹具麻花钻游标卡尺282.52355.020.262扩削39圆柱孔专用夹具扩孔钻游标卡尺28.60.42355.020.263铰削39圆柱孔专用夹具铰孔钻游标卡尺36.70.13003.930.2xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 5 页工序号:5工序名称:钻削4-M8-6H螺纹孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削4-M8-6H螺纹孔底孔专用夹具麻花钻游标卡尺8.22.55250.340.112攻4-M8-6H螺纹孔专用夹具丝锥钻螺纹量规10.61.54230.350.14xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 6 页工序号:6工序名称:钻削M8-6H螺纹孔冷却液:乳化液设备名称及型号:Z3040摇臂钻床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1钻削M8-6H螺纹孔底孔专用夹具麻花钻游标卡尺8.22.55250.210.112攻M8-6H螺纹孔专用夹具丝锥钻螺纹量规10.61.54230.260.14xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 7 页工序号:7工序名称:拉削渐开线花键槽冷却液:乳化液设备名称及型号:L6110卧式拉床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1拉削渐开线花键槽专用夹具拉刀检测棒料94.216001.170.05xx机械加工工序卡片零件号:零件名称:滑动叉共 8 页第 8 页工序号:8工序名称:磨削62外圆冷却液:乳化液设备名称及型号:M1420外圆磨床工步号工 步 内 容夹具刀具量具VcapnTjTd1磨削62外圆专用夹具砂轮千分尺29.80.019500.470.04xx机械加工工艺过程卡第 1 页零 件 号:共 1 页零件名称:滑动叉零件材料:45毛坯种类:铸造毛坯硬度:HBS170-241毛坯质量(kg):零件质量(kg):每台数量:1工序号工序名称设备工时定额备注1车62外圆及右端面;CA6140卧式车床6.962铣45右端面XK6132卧式铣床1.13铣118上下两端面XK6132卧式铣床2.674钻39圆柱孔Z3040摇臂钻床14.695钻4-M8-6H螺纹孔Z3040摇臂钻床0.946钻M8-6H螺纹孔Z3040摇臂钻床0.727拉削渐开线花键槽L6110卧式拉床0.228磨削62外圆M1420外圆磨床0.519倒角
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