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設計說明書
題目:撥叉831005的工藝規(guī)程及銑8槽夾具設計
目錄
序言 1
第1章 零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2零件的工藝分析 3
第2章 工藝規(guī)程設計 4
2.1確定毛坯的制造形式 4
2.2 定位基準的選擇 5
2.3 零件表面加工方法的選擇 5
2.4 制定工藝路線 6
2.5確定切削用量及基本時間 7
第3章 夾具設計 11
3.1 問題的提出 11
3.2 定位基準的選擇 11
3.3 切削力及夾緊力計算 11
3.4 定位誤差分析 13
3.5 夾具設計及操作簡要說明 13
第4章 撥叉夾具的三維造型設計 15
4.1標準零件的三維視圖的繪制 15
4.2非標準零件的三維視圖的繪制 16
4.3夾具的三維裝配圖的設計 27
總 結 28
致 謝 29
參 考 文 獻 30
17
序言
機械制造業(yè)是組件的大小和位置和產品制造、裝備機械設備行業(yè)。機械制造的產品可以直接使用,也可以提供其他行業(yè)生產設置,社會許多機器或生產產品。我們的生活離不開制造業(yè),制造業(yè)是非常重要的在一個國家的經濟發(fā)展,因此,是一個重要的基礎,一個國家或一個地區(qū)的發(fā)展和支持。從某種意義上說,機械制造的程度是衡量一個國家國民經濟重要指標綜合能力和科學技術水平。
撥叉831005工藝規(guī)程及夾具設計是完成學習機械制圖、設計、工程材料課程計劃下一個演講的關鍵。嚴肅處理的一部分,定位,夾緊和流程線,很難確定大小,和專用夾具設計,確保零件質量。這種設計也想讓自己的學習學習技巧和智慧改造。所以這個設計是一個綜合性、實用性強,范圍廣泛。所以在設計不僅應該注意的基本概念,基本理論,并要注意生產實踐的需要,只有各種各樣的理論與生產實踐相結合,可以很好的完成設計。缺點設計水平有限,難以避免的錯誤,請老師指點建議。
第1章 零件的分析
1.1零件的作用
撥叉是一種輔助零件,通過撥叉控制滑套與旋轉齒輪的接合。滑套上面有凸塊,滑套的凸塊插入齒輪的凹面,把滑塊與齒輪連在一起,使齒輪帶動滑塊,滑套帶動輸出軸,將動力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結合與分離,達到換檔的目的。分析這種動力聯(lián)接方式可知,車換檔時要減速,這樣可以減少滑套與齒輪之間的沖擊,延長零件的使用壽命。
該撥叉在變換檔位時要承受彎曲應力及沖擊載荷作用,因此該零件應有足夠強度,剛度和韌性,以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為叉軸孔?22+0.280,撥叉腳內表面及操縱槽。
寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高,因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時,滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以,寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。
1.2零件的工藝分析
工藝分析的目的,一是審查零件的結構形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術要求是否合理,是否便于加工和裝配;二是通過工藝分析,對零件的工藝要求有進一步的了解,以便制訂出合理的工藝規(guī)程。
該零件為大量生產的小型零件,在生產時要注意零件的:
1 .便于裝夾 零件的結構應便于加工時的定位和夾緊,裝夾次數(shù)要少。
2 .便于加工 零件的結構應盡量采用標準化數(shù)值,以便使用標準化刀具和量具。同時還注意退刀和進刀,易于保證加工精度要求,減少加工面積及難加工表面等。
CA6140撥叉共有兩組加工表面:
1.2.1以花鍵孔的中心線為基準的加工面
這一組面包括?25+0.0230mm的六齒矩形花鍵孔?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150倒角和距中心線為27mm的平面。
1.2.2以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.0120mm的槽
經上述分析可知, 對于兩組加工表面,可先加工其中一組表面,然后借助于專用夾具加工另一組表面。
第2章 工藝規(guī)程設計
2.1確定毛坯的制造形式
本零件材料為HT200,考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大,零件結構又比較簡單,故采用砂型手工鑄造,中批量生產,可滿足制造精度及工藝要求,且經濟合算。
零件形狀簡單,因此毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近,又因內孔很小,不可鑄出。
2.2 定位基準的選擇
基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證,生產率得以提高。否則,加工工藝過程中會問題百出,更有甚者,還會造成零件的大批報廢,是生產無法正常進行。
粗基準的選擇
對于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件,則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準。并且作為粗基準的表面應平整,無毛刺,飛邊或其他表面缺陷。該零件屬于一般軸類零件,選用撥叉頭左端面及?40mm外圓面做粗基準。采用?40mm的外圓面定位加工內孔可保證壁厚均勻,采用撥叉頭左端面A面做粗基準加工右端面可為后續(xù)工序準備好精基準。
精基準的選擇
主要應該考慮基準重合的問題。根據(jù)該撥叉零件圖的技術要求及裝配要求,選擇撥叉頭的右端面和叉軸孔?220+0.28作為精基準。因為零件上很多表面都可以用它們做基準進行加工,叉軸孔?220+0.28的軸線使設計基準,選用其作精基準加工操縱槽上表面及下表面,以及叉腳內表面。撥叉頭右端面作精基準遵循了基準重合原則,因為該撥叉在軸向的尺寸多以該端面為設計基準。
2.3 零件表面加工方法的選擇
(1) 工件被選為精基準的右端面為未注公差尺寸,根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT14表面粗糙度Ra3.2,需進行粗車和半精車。
(2) 花鍵底孔公差等級IT12,表面粗糙度Ra6.3,需進行鉆孔和擴孔。
(3) 工件上表面B面,表面粗糙度Ra3.2,公差等級IT14,需進行粗銑和半精銑。
(4) 槽80+0.03深表面粗糙度Ra6.3,公差等級IT14,只需粗銑,槽80+0.03寬表面粗糙度Ra1.6,公差等級IT8,需進行粗銑和精銑。
(5) 槽180+0.012深表面粗糙度Ra3.2,公差等級IT14,需進行粗銑和半精銑,槽80+0.03寬表面粗糙度Ra3.2,公差等級IT6,需進行粗銑—精銑—磨削。
(6) 花鍵大徑?25+0.0230公差等級IT7,表面粗糙度Ra1.6
花鍵寬6+0.06+0.03公差等級IT9,表面粗糙度Ra3.2
采用同心式小徑定心矩形花鍵拉刀拉花鍵,并進行滲碳淬火—低溫回火熱處理。
2.4 制定工藝路線
方案一:
工序一:粗車和半精車A端面,鉆和擴花鍵底孔,兩端倒角150
工序二:粗銑、精銑槽B面
工序三:銑削槽80+0.03
工序四:銑削、磨槽180+0.012
工序五:拉花鍵
工序六:鉗工
工序七:終檢
方案二:
工序一:以?40外圓定位,粗車、半精車端面A,鉆、擴花鍵底孔?220+0.28,兩端倒角150
工序二: 拉花鍵,以A面為定位基準。
工序三:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,粗銑、精銑槽B面
工序四:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,銑削槽80+0.03
工序五:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,銑削、磨槽180+0.012
工序六:鉗工
工序七:終檢
方案分析:
上述兩方案中,工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很難對工件進行定位和夾緊、方案二中,把花鍵放在第一道工序的后邊,這樣,方案二中的第三、四、五道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為三、四、五道工序的定位基準。此方案定位精度高,專用夾具結構簡單、可靠,所以采用方案二比較合理。
2.5確定切削用量及基本時間
工序:以?40外圓定位,粗車、半精車端面A,鉆、擴花鍵底孔?22+0.28,兩端倒角150
1) 切削深度 單邊余量為Z=2mm
2) 進給量 根據(jù)《機械加工工藝手冊》取f=0.8mm/r
3) 計算切削速度
其中:=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數(shù)見《切削手冊》表1.28,即
=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。
所以 1.440.81.040.810.97=89m/min
4) 確定機床主軸轉速
ns== 753r/min
與753r/min相近的機床轉速為750r/min?,F(xiàn)選取=750r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時,
t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =0mm;
t=i=x2=0.966(min)
工序:拉花鍵,以A面為定位基準
1)選擇拉刀。見《機械加工工藝手冊》第三章中拉床
選用花鍵拉刀
2)切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 ?。?8m/min
縱向進給量 =0.5B=20mm(雙行程)
切削深度 ?。?.0157mm/st
3)切削工時
式中 D---被加工直徑
b----加工寬度
Z--單邊加工余量
K---系數(shù)
V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
?。?.55(min)
工序:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,粗銑、精銑槽8面
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1) 決定銑削深度
因為加工余量不大,一次加工完成
2) 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標準選取=1450
當=1450r/min時
按機床標準選取
3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工序:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,銑削槽18
1. 選擇刀具
刀具選取不重磨損硬質合金套式面銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
1) 決定銑削深度
因為加工余量不大,一次加工完成
2) 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標準選?。?50
當=750r/min時
按機床標準選取
3) 計算工時
切削工時:,,,則機動工時為
工序:以花鍵孔中心線及A面為定位基準,銑削、磨槽18
1) 選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料
A46KV6P 350×40×127
其含義為:砂輪磨料為剛玉,粒度為46#,硬度為中輪1級,陶瓷結合劑,6號組織,平型砂輪,其尺寸為350×40×127
2) 切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有
工件速度 =18m/min
縱向進給量 =0.5B=20mm(雙行程)
切削深度 ?。?.0157mm/st
3) 切削工時
式中 D---被加工直徑
b----加工寬度
Z--單邊加工余量
K---系數(shù)
V---工作臺移動速度
--工作臺往返一次砂輪軸向進給量
--工作臺往返一次砂輪徑向進給量
=2.5(min)
第3章 夾具設計
為了提高勞動生產率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。
由指導老師的分配,決定設計第4道工序銑8槽的銑床夾具。
3.1 問題的提出
本夾具主要用于銑8槽,本道工序加工精度要求不高,為此,只考慮如何提高生產效率上,精度則不予考慮。
3.2 定位基準的選擇
我們采用已加工好的Φ22孔及端面作為定位基準,端面限制3個自由度,花鍵軸限制2個自由度和旋轉自由度,這樣空間的六個自由度就限制完全了,為了提高加工效率,縮短輔助時間,決定用開口墊圈作為夾緊機構。
3.3 切削力及夾緊力計算
(1)刀具: 采用端銑刀 φ8mm z=12
機床: x51立式銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中: 修正系數(shù)
z=24
代入上式,可得 F=889.4N
因在計算切削力時,須把安全系數(shù)考慮在內。
安全系數(shù) K=
其中:為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計算
選用夾緊螺釘夾緊機 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù),取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘: 公稱直徑d=12mm,材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級
螺釘疲勞極限:
極限應力幅:
許用應力幅:
螺釘?shù)膹姸刃:耍郝葆數(shù)脑S用切應力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經校核: 滿足強度要求,夾具安全可靠
使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊,調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力
3.4 定位誤差分析
本工序選用的工件以圓孔在心軸上定位,心軸為水平放置,由于定位副間存在徑向間隙,因此必將引起徑向基準位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙,即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸,故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向,且向下,見下圖。
式中 ——定位副間的最小配合間隙(mm);
——工件圓孔直徑公差(mm);
——定位銷外圓直徑公差(mm)。
圖 心軸水平放置時定位分析圖
3.5 夾具設計及操作簡要說明
如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了開口墊圈夾緊方式。本工序為銑切削余量小,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大,故使用手動夾緊。為了提高生產力,使用快速螺旋夾緊機構。
總 結
這個設計是大學研究的一項重要任務,這都是我們在大學的組織學知識體系,符合整個理論的現(xiàn)狀的思考。加工質量、加工夾具設計,機械制造技術專業(yè)知識的結合。同時,也培養(yǎng)學生的自學能力和創(chuàng)新能力。如此全面和實用的設計,涉及到廣泛的知識。所以在這兩個基本概念的理解,設計的基本理論,并關注生產實踐的需要,理論與實踐,完成設計。通過在學校學院所有專業(yè)課程的理論與實踐相結合的生產實踐。這次畢業(yè)設計使我掌握系統(tǒng)、深入把握合理的處理部分。例如,參數(shù),計算,材料的選擇,的處理方式的選擇,刀具的選擇,測量工具的選擇,等。也培養(yǎng)他們的綜合利用技術設計和其他方面的知識,以及自己的獨立思考能力和創(chuàng)新能力,進一步提高培訓;同樣,實現(xiàn)理論與實踐的結合,也有理論與實踐的區(qū)別。
回顧這個設計,從主題和最后完成,從理論到實踐,大約三到四個月的時間,這么說吧,學習很多東西,知識作為一個整體的各個方面,這也是大一大二學生和一些以前的知識,鞏固和提高,考慮這個道理每個人都懂,也學到了很多從未學習書中的知識。通過畢業(yè)設計我深深,實際上仍然相當多的理論與實踐。光只有一些知識的了解是不夠的,你知道,畢竟,有些知識是無法滿足現(xiàn)狀的理論,但現(xiàn)實的知識,還需要實踐,真正理解,然后了解,只能用在現(xiàn)實生活中,在生產的過程中使用。遇到遇到在設計過程中,當然,也不理解他的問題和麻煩,當然,也發(fā)現(xiàn)自己有很多缺點,以前學到的知識是無法完全掌握真正的適用。
致 謝
這種設計讓我受益匪淺,對我未來的學習和步入社會奠定了良好的基礎。通過指導老師的耐心指導,為我指明了方向,讓我查一下順利進入材料,設計狀態(tài),因此所獲得的成就和指導老師的精心指導,在此我衷心的感謝我的指導老師,她嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,精益求精的工作態(tài)度深深地打動了我。她的精神將為我照亮前方的道路,為我樹立了榜樣,在這個指導老師表示衷心的感謝和致敬。
參 考 文 獻
1. 崇凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南.北京.化學工業(yè)出版社,2006
2. 王先逵主編.機械制造工藝學.北京.機械工業(yè)出版社,2005
3. 王先逵主編.機械加工工藝手冊.北京.機械工業(yè)出版社,2006
4. 楊叔子主編.機械加工工藝師手冊.北京:機械工業(yè)出版社,2001
5. 李旦、王杰主編.機床專用夾具圖冊.哈爾濱工業(yè)大學出版社,1998
6. 趙家齊主編.機床制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工藝出版社,2000
7. 陳于萍、周兆元主編.互換性與測量技術基礎.北京.機械工業(yè)出版社,2005
8. 王光斗、王春福主編.機床夾具設計手冊.上海.上??茖W技術出版社,2000
9. 李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994
10. 孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京:國防工業(yè)出版社,1999
11. 劉守勇主編.機械制造工業(yè)與機床夾具.北京:機械工業(yè)出版社,2000
12 Huang Yunqing editor. Tolerance and measurement techniques. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001
13 Xue Yuen Shun machine fixture design. Beijing: Mechanical Industry Press, 2001
14、Morgan, M.N, Rowe, W.B., Black, S.C.E. and Alanson, D.R. Machining of Engineering Ceramics(J).Engineering Manufacture, 1998, 212(B8), 661-669
15、Rowe, W.B. Mechanical Engineering in the information(J). Engineering Manufacture, 2001, 215(B4), 473-491