副变速拨叉工艺规程及铣尺寸两侧面夹具设计附模板.docx
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1、四川理工学院毕业设计(论文) 副变速拨叉工艺规程及铣尺寸6两侧面夹具设计学 生:学 号:专 业:机械设计制造及其自动化班 级:机制制造 .2指导老师:姜明四川理工学院机械工程学院二O一六年六月四 川 理 工 学 院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目: 副变速拔叉工艺规程及铣尺寸6两侧面夹具设计 系: 机制 专业: 12 班级: 2 班 学号: 1030614 学生: 指导老师: 姜明 接收任务时间 .01.04 系主任 (署名) 院长 (署名)1毕业设计(论文)关键内容及基础要求1. 零件图一张, 毛坯图一张 2. 夹具装配图一份, 夹具零件图一套 3. 加工工艺卡一套, 关键工序工序卡一
2、份 4. 设计说明书一份。2原始数据零件图一张, 生产纲领10000件3指定查阅关键参考文件及说明1. 机械制造工艺手册 2. 机械零件设计手册 3. 夹具设计手册4. 机械制造技术基础课程设计指导书5. 机械制造技术基础4. 进度安排设计(论文)各阶段名称起 止 日 期1零件功效, 结构, 尺寸, 精度要求分析等.01.04-02.282机械加工工艺设计.02.29-04.013工序设计.04.02-04.174夹具设计.04.18-05.175说明书编制.05.16-06.016毕业答辩.06.02-06.20摘 要此次设计是车床变速箱中副变速拨叉零件加工工艺规程及铣尺寸6两侧面工序专用夹
3、具设计。划分为粗加工、半精加工两个阶段以确保零件加工精度。副变速拨叉右端面为粗基准,拨叉轴孔为精基准,以副变速拨叉左端面为辅助精基准。加工副变速拨叉脚两端面时定位方法为完全定位:选择长销小平面组合限制5个自由度,可调支撑限制1个自由度。采取杠杆增力机构,夹紧方法为气动夹紧。关键词:夹具设计;基准;完全定位;自由度;夹紧ABSTRACTThe design of the lathe gear box in the gear shift fork parts of the processing procedures and milling size two 6 side of the specia
4、l fixture design. The gear shift fork part of the structure is more complex, the processing of the main hole and plane. It is divided into rough machining and semi finish machining to ensure the machining accuracy of the parts in two stages.The right end face of the auxiliary speed shifting fork is
5、a rough datum, and the shifting fork shaft hole is fine datum. The positioning method for the two end face of the gear shifting fork leg of the process is complete positioning: the combination of the small plane of the long pin is used to limit the 5 degrees of freedom, and the adjustable support is
6、 used to limit the 1 degree of freedom. Using a lever boosting mechanism, clamping means for pneumatic clamping.Keywords: Grip design;Benchmark;Complete localization;Degree of freedom;Clamp目录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 副变速拨叉加工工艺规程的制定22.1 副变速拨叉的工艺分析及生产类型的确定22.1.1了解副变速拨叉的用途22.1.2审查副变速拨叉的工艺性22.1.3 确定副变速拨叉
7、的生产类型22.2确定毛坯、绘制毛坯简图32.2.1 选择毛坯32.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量32.2.3 确定拔模角42.2.4 确定毛坯的热处理42.2.5绘制副变速拨叉铸造毛坯简图42.3 拟定副变速拨叉工艺路线62.3.1 定位基准的选择62.3.2 各表面加工方案的确定62.3.3 加工阶段的划分72.3.4 工序的集中与分散72.3.5 工序顺序的安排72.3.6 机床设备及工艺装备的选用92.3.7 确定工艺路线102.4 确定加工余量和工序尺寸112.4.1 工序1粗铣副变速拨叉头两端面112.4.2 工序2钻、倒角、铰&14H9mm副变速拨叉轴孔122.4.3
8、工序4和工序5粗铣、半精铣副变速拨叉脚两端面132.4.4 工序6 粗铣操纵槽底面和侧面142.5 确定切削用量152.5.1 工序1粗铣副变速拨叉头两端面152.5.2 工序2钻、倒角、铰&14mm副变速拨叉轴孔152.5.3 工序4和工序5粗铣、半精铣副变速拨叉两端面162.5.4 工序6粗铣操作槽底面和侧面172.5.4 工序7粗铣副变速拨叉脚内表面172.5.5 工序8钻&8.7mm的孔182.6 时间定额的计算192.6.1 基本时间的计算192.6.2 辅助时间的计算212.6.3 其他时间的计算212.6.4 单件时间定额的计算22第3章 副变速拨叉铣尺寸6两侧面夹具设计313.
9、1 工件在夹具中的定位313.1.1 定位方案的比较313.1.2 定位元件的选择323.1.3 定位误差的分析和计算323.2 工件在夹具中的夹紧333.2.1 夹紧方案的比较333.2.2 夹紧力的确定333.2.3 切削力与夹紧力的计算343.2.4 气缸的选择343.3 对刀装置的设计353.3.1 对刀装置的选择353.3.2 确定对对刀位置尺寸和公差353.4 夹具体的设计363.4.1 夹具体设计的基本要求363.4.2 夹具体材料及制造方法363.4.3 夹具体外形尺寸363.4.4 确定铣床夹具与机床间的正确位置373.5 夹具总图的绘制38第4章 结论40参考文献41致谢4
10、3第1章 绪论副变速拨叉工艺规程及铣尺寸6两侧面夹具设计是在学完了机械制造技术基础和全部专业课最终一个实践性教学步骤。这次毕业设计我们综合地利用机械制造技术基础、机械制图、机械精度设计和检测、机械制造装备设计、机械工程材料等书本和维普、万方等各大期刊和学术性论文中基础理论,并结合了生产实习中学到实践知识,独立地分析和处理了很多问题,如毛坯图、零件图、装配图绘制;工艺路线制订;定位元件和夹紧元件选择;对刀及导向装置设计等等。设计机床某一工序专用夹具这一经典工艺设备,提升了我们结构设计、问题分析和处理能力,为以后从事工作打下了良好基础。 因为个人能力所限,经验不足,设计中有很多不足之处,期望各位老
11、师多加指教。第2章 副变速拨叉加工工艺规程制订2.1 副变速拨叉工艺分析及生产类型确实定2.1.1了解副变速拨叉用途副变速拨叉是变速箱换挡机构中一个关键零件。副变速拨叉头经过&14mm孔套在变速叉轴上,并用销钉经&8.7mm孔和变速叉轴连接,拨叉脚则夹在双联变换齿轮槽中。当需要变速时,操作变速杆,变速操作机构就经过拨叉头部操作槽带动拨叉和变速拨叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位。2.1.2审查副变速拨叉工艺性由副变速拨叉零件图可知,其材料为KTH350-10,该材料含有一定强度、刚度和韧性,易于铸造、铸造加工。 该零件形状特殊,结构通常复杂,属于叉杆类零件。
12、副变速拨叉脚两端面、变速叉轴孔&14H9mm和两耳内表面14H13mm是关键工作表面,其它表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,经过铣削、钻床粗加工就能够达成加工要求,关键加工表面即使加工精度相对较高,但仍然能够在正常生产条件下,采取比较经济方法加工出来。由此可见,该零件工艺性很好。2.1.3 确定副变速拨叉生产类型查机械制造技术基础课程设计指导教程(以下未做说明,皆查于此书)表1-4可知,该拨叉为轻型零件;生产纲领为10000件,查表1-5可知,该拨叉生产类型为大批量生产。2.2确定毛坯、绘制毛坯简图2.2.1 选择毛坯依据副变速拨叉零件材料为KTH350-10,零件结构通常复杂,生产类
13、型为大批量生产,确定毛坯为铸件。毛坯铸造方法选择金属模机械砂型铸造。2.2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量依据铸件采取砂型机器造型,材料为可锻黑铸铁,其加工表面铸造尺寸精度等级查表2-1可知,铸件尺寸公差等级CT8-CT12,取CT8。查表2-5可知,毛坯铸件机械加工余量等级为E-G,取F。机械加工余量(RMA):外圆面进行机械加工时,RMA和铸件其它尺寸之间关系可由式(2-1)计算;内腔进行机械加工时,RMA和铸件其它尺寸之间关系可由式(2-2)计算。R=F+2RMA+CT/2 (2-1) R=F-2RMA-CT/2 (2-2)两耳内表面14:R=14-21-8/2=8拨叉脚两端面6:R
14、=6+21+8/2=14拨叉脚内表面40:R=40-21-8/2=34拨叉头左右端面70:R=70+21+8/2=76 拨叉外表面皆属于双侧切削加工,以粗加工为主,取粗加工余量为3.5mm;拨叉脚两端面需进行半精加工,取半精加工余量为1mm,毛坯尺寸以下表:表2-1关键毛坯尺寸加工表面零件尺寸双侧余量半精加工余量铸件尺寸铸件尺寸公差两耳内表面14mm3.0mm0 mm8mm1mm拨叉脚两端面6mm3.0mm1mm14mm1.1mm拨叉脚内表面40mm3.0mm0mm34mm1.3mm拨叉头左右端面70mm3.0mm0mm76mm1.6mm2.2.3 确定拔模角依据机械制造工艺设计简明手册可查得
15、,砂型铸造外表面拔模斜度为08309,内表面拔模斜度为182.2.4 确定毛坯热处理铸造后毛坯应安排正火处理,消除铸造过程中产生残余应力,降低加工中变形,同时降低材料硬度,改善加工性能,提升了加工效率,降低成本。2.2.5绘制副变速拨叉铸造毛坯简图零件毛胚图通常包含铸造毛胚形状、尺寸及公差、加工余量和工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其它相关技术要求等。依据关键毛胚尺寸,该铸件毛胚图以下图所表示:图2-1 副变速拨叉毛坯主视图图2-2 副变速拨叉毛坯左视图2.3 确定副变速拨叉工艺路线2.3.1 定位基准选择 定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后确定粗
16、基准。2.3.1.1 精基准选择依据副变速拨叉零件装配要求和技术要求,叉轴孔孔&14H9mm轴线是副变速拨叉操纵槽底面、侧面14H13mm和拨叉脚两端面设计基准。选择副变速拨叉轴孔&14H9mm轴线做精基准、拨叉头左端面为辅助精基准定位,用来加工副变速拨叉操纵槽底面、侧面14H13mm和拨叉脚两端面和内表面,设计基准和工艺基准重合,即服从了“基准重合”标准;零件上很多表面加工全部选择其为精基准,又遵照了“基准统一”标准。 因为拨叉类零件刚性较差,轻易受力产生弯曲变形,即在机械加工中轻易产生夹紧变形。选择副变速拨叉头左端面作为精基准,夹紧力方向作用在副变速拨叉头右端面上,夹紧可靠稳定。2.3.1
17、.2 粗基准选择作为粗基准表面应该平整而且面积较大,没有飞边、毛刺或其它表面欠缺。此次设计选择副变速拨叉&24外圆表面和拨叉头右端面作为粗基准。采取外圆表面定位加工内孔能够确保孔壁厚均匀;采取副变速拨叉头右端面做为粗基准加工左端面,接着以左端面作为基准加工右端面,能够为后续工序准备好精基准。2.3.2 各表面加工方案确实定表2-2副变速拨叉各表面加工方案加工表面尺寸及偏差经济精度表面粗糙度Ra/m加工方案备注拨叉头左端面IT1225粗铣表1-11拨叉头右端面IT1225粗铣表1-11操纵槽底面和侧面14H13 0+0.27IT1312.5粗铣表1-11拨叉脚内表面40B12-0.24-0.12
18、IT1212.5粗铣表1-11拨叉脚两端面6-0.24-0.12IT126.3粗铣-半精铣表1-11拨叉头孔&14H9 0+0.043IT93.2钻-铰表1-10锁销孔&8.7 0+0.1IT1225钻-表1-102.3.3 加工阶段划分在选定副变速拨叉各个表面加工方法后,就需要深入来确定这些加工方法在工艺路线中对应次序及位置,这就包含到了加工阶段划分方面问题。对于精度方面要求较高表面,总是先粗加工后精加工,但工艺工程划分成多个阶段是对于整个加工工艺过程而言,不能仅仅只拘泥于某一表面加工。该副变速拨叉零件加工质量要求较高,能够其加工阶段将划分为粗加工和半精加工这两个阶段。在粗加工阶段,首先将精
19、基准备好,即副变速拨叉左端面和拨叉轴孔。这么能让后续工序全部能够采取精基准定位加工,从而确保其它加工表面精度要求。其次,粗铣副变速拨叉头右端面、操纵槽底面和侧面、副变速拨叉脚两端面、副变速拨叉脚内表面全部放在粗加工阶段进行。最终,在半精加工阶段,完成副变速拨叉脚两端面半精铣加工和轴销孔钻削加工。2.3.4 工序集中和分散工序数多而各工序加工内容少,称为工序分散;工序数少而各工序加工内容多,称为工序集中。工序集中和分散是确定工序内容多和少依据,它直接影响着整个工艺路线工序数目及设备、工装选择等。工序设计时到底是采取工序分散还是采取工序集中,应该依据生产纲领、零件技术要求、产品市场前景和现场生产条
20、件等原因综合考虑后确定。该副变速拨叉零件生产类型为大批生产,确定选择工序集中标准组织工序内容。首先能够采取万能、通用机床配以专用夹具加工,提升生产率;其次也能够降低工件装夹次数,有利于确保各加工表面之间相互位置精度,减小装夹误差,并能够缩短辅助时间。2.3.5 工序次序安排2.3.5.1 机械加工工序遵照“先基准后其它”标准,首先加工精基准,即副变速拨叉头左端面和副变速拨叉轴孔&14H9 0+0.043mm;遵照“先粗后精”标准,对副变速拨叉零件各加工表面全部是先安排粗加工工序,后安排精加工工序;遵照“先主后次”标准,先加工关键表面,即副变速拨叉左端面、副变速拨叉脚两端面、副变速拨叉轴孔&14
21、H9 0+0.043mm。后加工次要表面,即副变速拨叉两耳内表面、副变速拨叉脚内表面;遵照“先面后孔”标准,先加工副变速拨叉头两端面,再加工副变速拨叉轴孔&14H9 0+0.043mm。先加工副变速拨叉两耳内表面、副变速拨叉脚内表面,再加工销轴孔&8.7 0+0.1mm。2.3.5.2 辅助工序在铣拨叉脚两端面前应安排校正拨叉脚工序,在钻&14拨叉轴孔后应安排倒角,在扩&8.7 0+0.1mm孔后应安排去毛刺、清洗和终检工序。总而言之,该副变速拨叉工序安排次序为:基准加工-关键表面粗加工-关键表面半精加工和次要表面加工,其间穿插部分辅助工序(参见表2-3)2.3.5.3 工艺路线方案比较工艺路
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