机械制造工艺与机床夹具课程设计.doc
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1、- 1 -机械制造工艺与机床夹具课程设计摘 要此篇论文的知识结构是以加工工艺路线为主要内容,包含“机械制造工艺 学” 、 “公差配合与测量技术” 、 “金属切削原理” 、 “机床夹具设计”等。通过 对知识的综合运用,设计了变速器换挡叉零件的加工工艺规程,及夹具的设 计。论文中设计的是粗铣 16x56 两侧面工序的铣床夹具,通过对零件材料的 分析以及铣床夹具的初步认识,选择合适的定位方案,分析验证方案的可行 性;内容有变速器换挡叉的作用和加工工艺,重点是铣床夹具的设计以及各 工序中切削余量和切削速度以及夹紧力的计算;铣床夹具的设计要点,铣模 的类型选择和铣套的选择设计;夹紧类型的选择以及定位元件
2、的选择。设计 夹具是为了在生产过程中能方便快捷的完成某一工序的加工,从而提高生产 效率。通过夹具的设计掌握所学的机械知识,使之相互联系,进一步使理论 和实践相结合,并巩固了知识点。关键词: : 夹具分析;工艺规程;铣床夹具- 2 - ABSTRACTThis essay knowledge structure is processing route as main contents, contains “mechanical manufacturing technology“, “tolerance matching and measuring technology“, “metal-cutt
3、ing principles“, “the machine tools fixture design“, etc. Through the comprehensive use of knowledge, design the transmission shift fork parts processing procedure, and fixture design. Paper design is 16x56 mill roughly two lateral milling process, through the fixture parts materials analysis and mi
4、lling fixture elementary understanding, select the appropriate positioning scheme, analyzes the feasibility of validation protocols, Content have transmission shift fork effect and processing technology, the key is to milling fixture design and the process of cutting allowance and cutting speed and
5、clamping force calculation, Milling fixture design points, milling mode selection and milling sets of the type of the selection of design, Clamping types of options and positioning of choosing component. Design fixtures is to be in the production process can conveniently accomplish a process of proc
6、essing, thus improving production efficiency. Through the fixture design master what they learn in the mechanical knowledge, make mutual connection, and further make of integrating theory with practice, and consolidate the points.Key Words: Fixture Analysis;Procedure;Milling fixture- 3 -目 录中文摘要中文摘要
7、1 1英文摘要英文摘要 2 2序 言 4 41 零件的分析 5 51.1 零件的作用 51.2 零件的工艺分析 52 工艺规程设计 7 72.1 确定毛坯的制造形式 72.2 基面的选择 72.3 制定工艺路线 82.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 92.5 确定切削余量及基本工时 103 夹具设计 17173.1 问题的提出 173.2 夹具设计 173.3 夹具设计及操作说明 18结论 1919致谢 2020参考文献 2121- 4 -序 言机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节,是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分
8、专业课之后进行的。它是我们全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。同时还能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力,这也是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合行链接,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。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,从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。- 5 -1、零件的分析零件图的图样为:1.1 零件的作用题目
9、所给定的零件是变速器换档叉(见上图) ,它位于传动轴的端部。主要 作用是是传递扭矩,使变速器获得换档的动力。1.2 零件的工艺分析该变速器换档叉需要加工的表面可大致分为四类:1 1)孔;15.81F82 2)以为基准的顶端两侧面和叉口的前后两侧面;15.81 8F16 56- 6 -3 3)以为基准的其它几个平面以及槽;15.81 8F4 4)M101-7H 螺纹。这几组加工加工面之间有着一定的位置要求,主要是:mm 孔的中心15.81 8F线与叉口的前后两侧面的垂直度公差为 0.15mm;- 7 -2、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 35 钢。常用的毛坯件有铸件、锻件、型
10、材、冲压件和焊接件等。考虑到零件在加工过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷,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。且零件的轮廓尺寸不大,故可采用模锻成型。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用锻件尺寸公差等级为 CT-12。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。选择定位粗基准是要能加工出精基准,同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应遵循以下面的几点为原则:
11、A.应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。 B.必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时,应选不加工的表面作为粗基准。 C.要保证工件上某重要表面的余量均匀时,则应当选择该表面为定位粗基准。 D.当全部表面都需要加工时,应选余量最小的表面作为基准,以保证该表面有足够的加工余量。在铣床上加工变速器换档叉时,以内孔作为粗基准。满足粗基准15.8mm的选择原则。2、精基准的选择。精基准的选择应从保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便,夹具结构简单。选择时应遵循以下原则:尽量选零件的设计基准作精基准,可以避免因基准不重合引起的定位误差,这一原则称为“基准重合”原则。尽可能使工件各主要表面的加工,采用
12、统一的定位基准,这是“基准统一”原则。当零件主要表面的相互位置精度要求很高时,应采用互为基准,反复加工的原则。选择加工表面本身作为定位基准,即“自为基准” 。选择的定位精基准,应保证工件定位准确,夹紧可靠,夹具结构简单,操作方便。该零件加工时,采用内孔作为精基准来加工换档叉叉口前后两侧15.8mm面。- 8 -2.3 制定工艺路线工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键,其主要任务是选择各个表面的加 工方法和加工方案,确定各个表面的加工顺序和工序的组合内容,它与定位基 准的选择密切相关。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。在生产纲领已确定的条
13、件下, 应考虑机床的夹具,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降低。工艺方案分析:由于零件表面精度要求较高,所以安排了粗铣和精铣。考虑到15.8mm 孔的精度要求较高,安排为钻、铰加工。精铣时以15.8mm 孔定位能保证端面与轴心的位置精度要求。1综上分析,确定的加工路线方案一如下:工序 钻并扩铰15.8mm 孔。工序 粗铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序 粗铣 16 56 两侧面。工序 粗铣叉口前后两侧面。工序 粗铣 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。工序 精铣叉口两内侧面。 工序 精铣 16
14、 56 两侧面。工序 精铣叉口前后两侧面。工序 精铣 16.5 42.9 面。工序 攻 M10 1-7H 螺纹孔。工序 XI 检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片” 。2工艺路线方案二为:工序 粗铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序 钻并扩铰15.8mm 孔。工序 粗铣 16 56 两侧面。工序 粗铣叉口前后两侧面。工序 粗铣 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面,精铣 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。工序 精铣叉口两内侧面。工序 精铣 16 56 两侧面。工序 精铣叉口前后两
15、侧面。工序 攻 M10 1-7H 螺纹孔- 9 -工序 检查。3工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先将定位孔加工出来以便于其他面的加工;方案二则先将叉口内侧面加工出来,然后再加工其它平面,而且为了节省装卸时间将一些粗精加工放在了一个工序中。两相比较可以看出,先加工孔再加工其它平面可以更好的保证各个平面的位置及方向误差,而且需要把粗精加工分开才能保证零件的粗糙度。因此决定用方案一进行加工。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定“变速器换档叉”零件为 35 钢,硬度 180-201HBS,采用在锻锤上合模模煅毛坯。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
16、工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1、15.81F8 内孔毛坯为实心,不冲出孔。内孔精度要求 IT7,参照机械制造工艺设计简明手册 (以下简称工艺手册 )表 2.3-9 确定孔的加工余量分配:钻孔:15mm扩钻:15.5mm 2Z=0.5mm粗铰:15.7mm 2Z=0.1mm精铰: 2Z=0.1mm0.043 0.01615.8 2、叉口两内侧面由于两内侧面对于 R28.5 中心线有平行度等位置要求,所以可以将其看作内孔来确定加工余量,即的孔。毛坯为实心,已经有孔,精度要求为0.1 051IT8,参照工艺手册表 2-3.9 确定加工余量的分配:为简化模煅毛坯的外形,先直接取叉口尺寸为 46.
17、5mm。表面粗糙度要求,需要精铣,此时粗铣单边余量 z=2.0mm,精铣时单边余量6.3zRmz=0.25mm。3、15 56 两侧面由于是在卧式铣床上两把刀同时铣床上两把刀同时铣,所以可以把两侧面的余量用双边余量来计算。现毛坯长度方向直接取 11mm。表面粗糙度为,需要精铣,此时粗铣单边余量为 z=2.0-0.2=1.8mm,精铣时单边余6.3zRm量 z=0.2。4、叉口前后两侧面该端面的表面粗糙度要求,所以先粗铣再精铣。查机械加工余量6.3zRm- 10 -手册 (以下简称余量手册 )中的表 4-2 查得煅件尺寸公等级 CT 分为 7-9 级,选用 8 级。此时粗铣单边余量为 z=2.0
18、 mm,精铣时单边余量 z=0.2。5、14.2 槽及 16.5 42.9 面及 11 9.65 面同理,因为它们的粗糙度要求均为,所以只需进行粗铣。Z=2。12.5zRm6、16.5 14.5 面该端面的表面粗糙度要求,所以先粗铣在精铣。查机械加工余6.3zRm量手册 (以下简称余量手册 )中的表 4-2 查得煅件尺寸公等级 CT 分为 7-9级,选用 8 级。此时粗铣单边余量为 z=2.0 mm,精铣时单边余量 z=0.2。2.5 确定切削余量及加工工时工序工序:钻、扩及铰钻15.8F8 孔,本工序采用计算法确定切削用量。1、加工条件工件材料:35 钢正火,、模锻。0.55bGPa加工要求
19、:钻、扩及铰钻15.8F8 孔,。3.2zRm机床:转塔车床。刀具:麻花钻、扩孔钻、铰刀。15mm15.5mm2、计算切削用量(1)钻孔15mm 进给量 根据切削用量简明手册 (以下简称切削手册 )表f2.7,当钢的,时,=,由于本零件800bMPa015dmmf0.29 0.37/mm r在加工15.8孔时,属于低刚度零件,故进给量应乘系数 0.75,则=() 0.75=f0.29 0.370.22 0.28/mm r根据机床说明书,现取=0.20f/mm r 切削速度 根据切削手册表 2.13 及表 2.14,查得切削速度。18/minvm 主轴转速1000 /1000 18/15382
20、/minswnvdr根据机床说明书(见工艺手册表 4.2-8) ,与相近的机床转382 /minr速为 300,故实际切削速度为:/minrv ./100015.8 300/100014.13 /minwwd nr 切削工时 按工艺手册表 9.4-31。1243,9,3lmm lmm lmm- 11 -12()/(4393)/300 0.20.92minmwtllln f(2)扩孔15.5mm 进给量 根据切削手册表 2.10,当钢的,f800bMPa时,=,由于本零件在加工15.8孔时,属于015.8dmmf0.6 0.9/mm r低刚度零件,故进给量应乘系数 0.75,则=f(0.6 0.
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- 机械制造 工艺 机床 夹具 课程设计
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