制定170261-11變速叉軸—第五、六速的加工工藝設(shè)計鉆77.5×φ 孔的夾具設(shè)計
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課 程 設(shè) 計院 系:機械動力工程學(xué)院班 級:學(xué) 號:姓 名:指導(dǎo)教師: 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱及型號零件名稱零件圖號工序名稱工序號第1頁汽車變速叉軸A4鉆 孔9共1頁車間工段材料名稱材料牌號力學(xué)性能小件加工車間熱軌鋼棒料45同時加工件數(shù)每料件數(shù)技術(shù)等級單件時間min準(zhǔn)備終結(jié)時間/min11設(shè)備名稱設(shè)備編號夾具名稱夾具編號工作液立式鉆床Z520專用夾具冷卻液工步號工步內(nèi)容計算數(shù)據(jù)/mm走刀次數(shù)切削用量工時定額/min刀具、量具及輔助工具直徑或長度 進給 方向單邊余量背吃刀量mm進給量mm/r或mm/min切削速度r/min或雙行程數(shù)mm切削速度m/min基本時間輔助時間工作地服務(wù)時間工步號名稱規(guī)格編號數(shù)量1鉆5.9的孔59-Z2.951013mm/r19.7m/min8.32鉸6的孔6 -Z0.0510.5mm/r10.7m/min3.3編制 抄寫 校對審核批準(zhǔn)機械加工工序卡片機械加工工藝過程卡片(工廠名)機械加工工藝過程卡產(chǎn)品名稱及型號1702061-11零件名稱變速叉軸圖號 A4材料名稱鋼毛坯種類軸零 件質(zhì) 量毛重第1頁牌號45尺寸凈重共1頁性能每 料件 數(shù)每 臺件 數(shù)每批件數(shù)工序號工序內(nèi)容加工車間設(shè)備名稱及編號工藝裝備名稱及編號技術(shù)等級時間定額/min夾具刀具量具單件準(zhǔn)備-終結(jié)1下 料板金車間卷尺2調(diào)質(zhì)處理熱處理 車間 3校 直機加車間千分表4車端面、打中心孔、倒角機加車間 車床三爪夾 盤普通車刀游標(biāo)卡尺IT125鉆45處6孔機加車間鉆床通用夾 具麻花鉆游標(biāo)卡尺IT126鉆41處6孔機加車間鉆床通用夾 具麻花鉆游標(biāo)卡尺IT127粗 磨機加車間磨床砂輪千分尺IT98車R4.8圓 弧機加車間車床夾 盤、頂尖成型車 刀游標(biāo)卡尺IT129鉆、鉸孔機加車間鉆床專用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺IT610鉆傾斜孔機加車間鉆床通用夾具麻花鉆游標(biāo)卡尺IT1111清 洗機加車間12檢 驗機加車間13銑 槽機加車間銑床專用夾 具三面刃銑刀游標(biāo)卡尺IT914去尖角毛刺、倒棱機加車間車床夾 盤、頂尖普通車刀IT1115表面高頻淬火熱處理 車 間16校 直機加車間千分表17精 磨機加車間磨床砂輪千分尺IT718檢 驗機加車間19防銹處理機加車間20入庫保存 機械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目:制定170261-11變速叉軸第五、六速 的加工工藝,設(shè)計鉆77.5孔的鉆床夾具 設(shè)計要求:1.中批量生產(chǎn); 2.選用通用設(shè)備;設(shè)計內(nèi)容:1繪制加工工件圖;2繪制零件的加工工藝過程,填寫工藝過程卡和工藝卡各一張; 3設(shè)計指定的工序夾具,繪制全套夾具圖紙,要求用計算機繪圖;4. 編寫設(shè)計說明書一份,按照畢業(yè)論文的格式寫,要求打印文稿;5. 交電子文稿。哈爾濱理工大學(xué)機械工藝課程設(shè)計目 錄序 言2一、零件分析41.1 零件作用41.2 工藝分析4二、工藝規(guī)程設(shè)計42.1 確定毛坯的制造形式42.2 基準(zhǔn)的選擇52.3 制定工藝路線5三、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定53.1 外圓表面:53.2 長度方向:63.3 A處6孔63.4 銑二槽6四、確定切削用量及基本工時64.1 鉆A處6孔64.2 鉆B處6孔84.3粗車16mm外圓,校驗機床功率及進給機構(gòu)的強度8五、夾具設(shè)計95.1 定位基準(zhǔn)95.2 切削力,夾緊力計算95.3定位誤差105.4夾具結(jié)構(gòu)說明11六、參考文獻(xiàn)12序 言機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式,對于我們國家來說,它關(guān)系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領(lǐng)域向著高精度、高質(zhì)量、高效率、低成本方向發(fā)展,數(shù)字化,自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展,其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進,機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。機械制造過程及檢測,檢驗中,都要使用大量的夾具。為了達(dá)到提勞動效率,提高加工精度,減少廢品,擴大機床的工藝范圍,改善操作的勞動條件,如何設(shè)計好夾具則成了機械制造的一項重要任務(wù)。機床夾具是夾具中的一種,將其固定到機床上,可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置,并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。夾具設(shè)計中的特點:夾具的設(shè)計周期較短,一般不用進行強度和剛度的計算。專用夾具的設(shè)計對產(chǎn)品零件有很強的針對性。“確保產(chǎn)品加工質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率”是夾具設(shè)計工作的主要任務(wù),加工質(zhì)量包括被加工表面的本身精度和位置精度,后者主要用夾具來保證。夾緊裝置的設(shè)計對整個夾具的結(jié)局有具定性的影響。設(shè)計一個好的夾具可以減少廢品率。因此,夾具設(shè)計要保證以下幾個條件:1.夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。2.保證工件的精度。3.保證使用方便與安全。4.正確處理作用力的平衡問題。5.注意結(jié)構(gòu)的工藝性,便于制造和維修。注意夾具與機床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。在機械制造中,為了適應(yīng)新產(chǎn)品的不斷發(fā)展要求。因此,具設(shè)計過程中有朝著下列方向發(fā)展的趨勢:1.發(fā)展通用夾具的新品種由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高,因此需要發(fā)展高精度通用夾具。廣泛的采用高效率夾具,可以壓縮輔助時間,提高生產(chǎn)效率。2.發(fā)展調(diào)整式夾具3.推廣和發(fā)展組合夾具及拼拆夾具。4.加強專用夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。5.大力推廣和使用機械化及自動化夾具。6.采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料來設(shè)計和制造夾具。本設(shè)計屬于工藝夾具設(shè)計范圍,機械加工工藝設(shè)計在零件的加工制造過程中有著重要的作用。工藝性的好壞,直接影響著零件的加工質(zhì)量及生產(chǎn)成本,在設(shè)計中為了適應(yīng)中批批量的生產(chǎn)情況,以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,在設(shè)計中所采用的零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件,以降低產(chǎn)品的生產(chǎn)費用。機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為自己今后從事的職業(yè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于個人能力所限,設(shè)計尚有許多不足之處,希望各位老師給予指教。一、零件分析1.1 零件作用該題目所給的零件是與撥叉配合,實現(xiàn)檔位轉(zhuǎn)換、倒車等作用的一個導(dǎo)向零件,由于其工作性質(zhì)要求零件耐磨強度高,故對該零件的表面精度要求較高。1.2 工藝分析零件采用中批量生產(chǎn),選用通用設(shè)備,精度及位置度要求高。1.2.1以R4.8為中心的加工面,其中包括R4.8 槽,以R4.8兩側(cè)的兩個槽1.2.2 以R4.8槽為基準(zhǔn)鉆A()孔,采用兩V型塊,一壓板定位和專用夾具加工1.2.3 以A孔為基準(zhǔn)鉆傾斜孔,并鉆端面41、45處孔1.2.5 磨削16的外圓表面1.2.4 保證加工表面的粗糙度及位置精度二、工藝規(guī)程設(shè)計2.1 確定毛坯的制造形式零件材料為45鋼,考慮到該零件在工作過程中的受變載荷情況,處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài) ,以及對其耐磨度及強度的要求,因而選用棒料毛坯,采用鍛件中批生產(chǎn),精度1115級,調(diào)質(zhì)處理:220260HB,加工余量一般。 2.2 基準(zhǔn)的選擇加工A 孔以R4.8槽為基準(zhǔn),通過鉆、鉸完成。2.3.制定工藝路線(1) 下料mm(2) 調(diào)質(zhì)處理:HB220-260(3) 校直(4) 車兩端面,保證總長268mm,打中心孔并倒角(5) 鉆端面45處6的孔(6) 鉆端面41處6的孔(7) 粗磨(8) 車R4.8的圓?。?) 鉆、鉸孔A()(10)鉆傾斜孔B()(11)清洗(12)檢驗(13)洗槽(14) 去除尖角毛刺、倒棱(15)表面高頻淬火:HV600-750(16)校直(17)精磨外圓(18)清洗終檢(19)防銹處理(20)入庫保存三、加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料采用45鋼,硬度220260HB,重約2kg(由文獻(xiàn)1中表2.5-3查得)。3.1外圓表面:粗磨、半精磨, 粗磨余量:0.9 mm精磨余量:0.1mm故,該毛坯棒料的直徑為:17mm3.2 長度方向:加工余量取1mm該毛坯的長度為:268+1+1=270mm3.3 A處6孔 內(nèi)孔精度為IT8左右,查手冊得加工余量為鉆孔 0.2 mm粗鉸孔 0.1 mm由于毛坯幾各道工序都有誤差,因此以上加工余量只是名義余量,再實際加工過程中再做調(diào)整。毛坯名義尺寸見附圖1。3.4銑二槽內(nèi)孔精度為IT9左右,查手冊得加工余量為粗銑二槽 2.0 mm半精銑二槽 1.7 mm四、確定切削用量及基本工時4.1. 鉆A處6孔4.1.1 刀具 高速鋼麻花直柄鉆頭,d。= 5.9mm鉸刀 d。= 6.0mm4.1.2切削用量鉆6孔:通過1中表10.4-1可得:進給量:,根據(jù)Z525機床選通過1中表10.4-9并結(jié)合表10.4-16可得:切削速度:其中:,,則可得出:綜上可得:機床主軸轉(zhuǎn)速取n取960r/min故實際切削速度為:鉸6孔:通過1中表10.4-7可得:進給量:通過1中表10.4-9可得:切削速度: 其中:,則可得出:綜上可得: 機床主軸轉(zhuǎn)速取n取680r/min故實際切削速度為:4.1.2 切削工時:鉆孔工時:通過1中表10.4-43可得:鉆通時防止鉆頭折斷,采用手動進給。鉸孔工時:通過1中表10.4-11可得:則切削時的總工時為:軸向力、扭矩及功率的計算通過1中表10.4-11并結(jié)合表10.4-16可得:軸向力其中,則,扭矩其中,則,功率4.2 鉆B處6孔4.2.1 刀具:高速鋼鉆頭 d。= 5.8mm 4.2.2 切削用量查3得 進給 ,取 f = 0.1 mm/r N = 636 r/s T =11.6s 4.3粗車16mm外圓,校驗機床功率及進給機構(gòu)的強度4.3.1 刀具YT15 16 25mm 4.3.2 切削用量進給 f = 0.5 mm/r ,v= 72.9m/min, n = 960r/min 4.3.3 工時t = 18s 4.3.4 機床功率計算得切削力 F= 1025 N,求得 P = 1.2 KW根據(jù)2查得CA6140機床主電機功率4.5kw,n= 958 r/min 時傳遞最大功率3.44可kw 故機床功率足夠 。4.3.5 校驗機床進給系統(tǒng)剛度 Fc= 1025 N 同樣軸向力為F = 480N取導(dǎo)軌摩差力 U=0.1,則進給機構(gòu)作用;力F= 600 N而機床 Fmax = 3530N,故機床正常工作。這里只做三步計算,其他切削用量及工時可查2得,具體數(shù)值見各工藝卡五、夾具設(shè)計為提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,故設(shè)計專用夾具 要求: 鉆5.8mm孔,進一步 鉸d = 6mm孔, 以滿足要求。因鉸孔時的切削力小,故只計算鉆孔時的切削力。5.1 定位基準(zhǔn)A孔有位置,角度和粗糙度要求,定位基準(zhǔn)面為R4.8圓弧。5.2 切削力, 夾緊力計算 刀具 :麻花鉆查1取 d = 5.8mm, l =117mm, l1 = 75mm ,= 27,2=118, =50必要時,對上述標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆進行修磨。查1 表 得 可見扭矩很小,限制其所需要的加緊力很小,可以忽略,只計算由軸向力產(chǎn)生所需的加緊力 。根據(jù)2 P = KFz 基本安全系數(shù) K1 = 1.5 , 加工性質(zhì)系數(shù) K2= 1.1刀具鈍化系數(shù) K3= 1.2 , 斷續(xù)系數(shù) K4= 1.2 P = KFz = 3564N 根據(jù)2P311 公式列表得加緊力為 Q2= = 4455N 其中f3,f4分別為工件與壓緊裝置和V塊間的摩擦系數(shù)。5.3定位誤差5.3.1V型塊的定位誤差:查2P284表得,GB 2208-8 ,V型塊主要尺寸為 N= 18mm,L= 55mm ,其表面誤差為即外圓表面公差.則如圖其中,。為使定位誤差對稱分布,在計算V型塊尺寸H和B時,公式中的D值可取定位圓的中間尺寸,即,此時定位誤差:此處設(shè)置專用夾具,采用組合V形塊,兩短V形塊。見附圖2-裝配圖5.3.2 銷定位銷定尺寸為與其相配合的孔尺寸,即6.零件規(guī)定B處6孔與A處6孔中心線相垂直的面保證22。 其公差5.4夾具結(jié)構(gòu)說明在該零件的鉆鉸孔工藝中,要求至少限制5個自由度。因此,采用V型塊和定位板同時定位,并用壓板和螺栓輔助壓緊。V型塊上通過螺釘固定,并加上配有鉆套和定位銷孔, 其位置符合加工要求。加工不同的孔,可調(diào)節(jié)塊的位置及設(shè)置,通過以上的結(jié)構(gòu)設(shè)計,該套夾具就可以在一定的尺寸范圍內(nèi)的類似工藝過程的工件上通用。操作說明:如圖,將工件從一端塞進夾具V枕,到擋板擋住為止,旋轉(zhuǎn)工件,使從塊中插入的銷能插進工件的A處6孔中,這時該孔與豎直方向成22度角,加工孔在豎直方向,使用扳手?jǐn)Q緊螺栓,加緊工件,即可以加工。六、參考文獻(xiàn)1機械加工工藝手冊(1、2卷) 機械工業(yè)出版社出版2機械制造工藝及專用夾具 冶金工業(yè)出版社出版 3機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社4機械夾具設(shè)計手冊 上??茖W(xué)技術(shù)出版社 12
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制定170261-11變速叉軸—第五、六速的加工工藝,設(shè)計鉆77.5×φ
孔的夾具設(shè)計
制定
170261
11
變速
第五
加工
工藝
設(shè)計
77.5
夾具
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