二三檔變速叉的銑R70半圓弧端面夾具設計及加工工藝含5張CAD圖.zip,二三檔,變速,R70,半圓,端面,夾具,設計,加工,工藝,CAD 【摘 要】： 變速叉行業(yè)是我們通用機械重要分支，無論是在工業(yè)還農(nóng)業(yè)中，只要有流體管道的地方,閥門的作用都是巨大的，而隨著時代的發(fā)展，變速叉的類型也發(fā)展的越來越全面，制造變速叉的技術(shù)也越來越先進。本文一例變速叉零件數(shù)控車床加工的程序編制與步驟，加工工藝的選擇問題進行探討。進行整套的工藝分析與計算，按工藝程序卡進行編程與加工。 【關鍵詞】：變速叉 數(shù)控加工 工藝? 數(shù)控銑床 [ Abstract ]: Dials forks the profession is our general machinery important branch,regardless of is in the industry also agriculture, so long as has thefluid pipeline the place, the valve function all is huge, but alongwith the time development, dials the type which forks also to developmore and more comprehensively, the manufacture dials the technologywhich forks more and more to be also advanced. A this article exampledials forks the programming and the step which the componentsnumerical control lathe processes, the processing craft choicequestion carries on the discussion. Carries on the entire wrap thecraft analysis and the computation, carries on the programming and theprocessing according to the craft procedure card5 [ Key word ]: Dials forks，the numerical control processing ，craft numerical，controlmilling machine 目 錄 一 摘要 …………………………....1 二 零件的分析 …………………………3 （一） 零件的作用 …………………....3 （二） 零件的工藝分析………………....5 三 工藝規(guī)程的設計………………………5 （一） 確定毛坯的制造形式……………….5 （二） 基面的選擇…………………....5 （三） 制定工藝路線………………….5 （四） 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定...7 （五） 確立切削用量及基本工時…………..9 四 夾具設計……………………...…...15 （六） 問題的提出……………………15 （七） 夾具設計…………………….15 五 參考文獻………………………….18 一、變速叉零件工藝分析及加工 （一） 零件的工藝分析 第二速及第三速變速叉，通過分析該零件，通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。 從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構(gòu)比較復雜，形位精度要求不算高。其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 二、 工藝規(guī)程設計 (一)確定毛坯的制造形式 零件材料為20。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(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(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 （1）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粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取φ19孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個R70作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。 （2）精基準的選擇。 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1. 工藝路線方案一 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將變速叉（第二速及第三速）加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 工藝路線 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 10 鍛 鍛造毛坯 20 時 時效處理 30 銑 粗銑Φ19mm孔兩端面 40 鉆 鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔） 鉸孔Φ19mm； 3、Φ19mm孔倒角1*450 50 鏜 粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角 60 銑 粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面） 70 銑 銑M10螺紋孔端面（A向） 80 銑 銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面） 90 鉆擴 鉆擴Φ16mm孔 100 鉆攻 鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10； 110 鉗工 去毛刺 120 檢驗 檢驗入庫 工藝路線二： 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 10 鍛 鍛造毛坯 20 時 時效處理 30 銑 粗銑Φ19mm孔兩端面 40 鉆 鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔）鉸孔Φ19mm； Φ19mm孔倒角1*450 50 鉆攻 鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10； 60 鏜 粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角 70 銑 粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面） 80 銑 銑M10螺紋孔端面（A向） 90 銑 銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面） 100 鉆擴 鉆擴Φ16mm孔 110 鉗工 去毛刺 120 檢驗 檢驗入庫 上述方案主要是以Φ19mm孔位基準,,M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點. 綜合選擇方案： 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 10 鍛 鍛造毛坯 20 時 時效處理 30 銑 粗銑Φ19mm孔兩端面 40 鉆 鉆孔Φ18.5mm；(Φ19mm孔底孔） 鉸孔Φ19mm； 3、Φ19mm孔倒角1*450 50 鏜 粗鏜、精鏜R62mm孔；并進行1X45°倒角 60 銑 粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面） 70 銑 銑M10螺紋孔端面（A向） 80 銑 銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面） 90 鉆擴 鉆擴Φ16mm孔 100 鉆攻 鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10； 110 鉗工 去毛刺 120 檢驗 檢驗入庫 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定 ”第二速及第三速變速叉”；零件材料為20，硬度190～210HB，毛坯重量小，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 外圓表面（φ42） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。 查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表3.1～26，取φ25，φ60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 2mm 半精銑 0.7mm 3. 內(nèi)孔（φ60已鑄成φ50的孔） 查《工藝手冊》表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取φ60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量： 鉆孔 5mm 擴孔 0.5mm 鉸孔 0.1mm 精鉸 0mm 同上，零件φ25的孔也已鑄出φ15的孔。 工序尺寸加工余量： 鉆孔至φ23 余量為8mm 擴孔鉆 1.8 mm 粗鉸孔 0.14 mm 精鉸孔 0.06 mm 4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 2.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm 5. 螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm 工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 3.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 （五）確立切削用量及基本工時 工序一 以φ34外圓為粗基準，粗銑φ18.5孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：20,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。 加工要求：粗銑φ25孔上下端面。 機床： X53立式銑床。 刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1.5mm。 2. 切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進給量 機床功率為10kw。查《切削手冊》f=0.08~0.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。 3）查后刀面最大磨損及壽命 查《機械切削用量手冊》表8，壽命T=180min 4）計算切削速度 按《2》表14， V=1.84 n=7.32 =6.44 5）計算基本工時 tm＝L/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。 工序二 精銑φ19孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料：20,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。 加工要求：精銑φ25上下端面。 機床： X6140臥式銑床。 刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。 2. 切削用量 1） 銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。 2） 每齒進給量 機床功率為7.5kw。查《切削手冊》表5 f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表8，壽命T=180min 4） 計算切削速度 按《切削手冊》表14，查得 Vf＝6.44mm/s， 5） 計算基本工時 tm＝L+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。 工序三 以φ19孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ19孔，孔的精度達到IT7。 1. 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法， 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 由do=23mm,查《2》表5 按鉆頭 按機床強度查[1]表10.1-2選擇 最終決定選擇機床已有的進給量 （2）耐用度　 查[2]表9 T=4500s=75min 　 （3）切削速度 查《1》表10.1-2 n=50-2000r/min 取n=1000r/min. ３.計算工時 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴鉆：選高速鋼擴孔鉆 鉸孔：選高速鋼鉸刀 精鉸：選高速鋼鉸刀 工序四 以R70圓孔為精基準，鉆、粗鏜、 精鏜R65孔，保證孔的精度達到IT7。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。 選擇Z5163A鉆床 n=22.4~1000r/min, f=0.063~1.2mm/r. 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查《2》表5鉆頭進給量 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇Z5163A機床已有的進給量 （2）計算工時 選擇n=600r/min所以　 ３.選擇鏜刀 選擇高速鋼鏜刀， 粗鏜時do=59.9mm 選擇臥式鏜床T68, 粗鏜時 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r 精鏜時 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r 工序五 粗銑 半精銑 精銑R70圓的端面 1. 選擇機床刀具 選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼Yab端銑刀 2. 切削用量 查2表5 f=0.14~0.24mm/r T=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 計算工時 半精銑 三、 夾具設計 設計工序——粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面）的夾具。 （一） 問題的提出 本夾具要用于精銑粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面），槽底面粗糙度為3.0。本道工序只精銑一下即達到各要求，因此，在本道工序加工時，我們應首先考慮保證銑端面的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。 （二） 夾具設計 1． 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。Φ19的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ19孔和其端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和兩已加工好的φ19孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構(gòu)。 2． 切削力和夾緊力計算 （1）刀具： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 φ160mm z=24 機床： x61W型萬能銑床 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(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)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=20mm，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(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 3. 定位誤差分析 （1） 定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 4. 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，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(jié)構(gòu)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(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機構(gòu)。 參考文獻 [1] 趙家齊主編 機械制造工藝學課程設計指導書。北京：機械工業(yè)出版社 [2] 東北重型機械學院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學院編。機床夾具設計手冊 上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979 [3] 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2 頁 材 料 牌 號 20# 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 80 銑 銑右端面（距離Φ19mm孔中心31.2端面） 金工 二 X52K銑床 專用夾具，高速鋼三面刃圓盤銑刀，游標卡尺 90 鉆擴 鉆擴Φ16mm孔 金工 二 Z525立式鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭，高速鋼絞刀，900锪鉆 100 鉆攻 鉆M10螺紋孔并倒角120°，攻螺紋M10； 金工 二 Z525立式鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭 110 鉗工 去毛刺 120 檢驗 檢驗入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉（第二速及第三速） 共 8 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 60 銑 20# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 萬能升降臺銑床 XA6132 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑、精銑R70半圓弧端面（寬度為8的兩側(cè)面） 專用夾具，高速鋼三面刃面銑刀，游標卡尺 169 26.5 0.08 1.5 1 2.3 2 3 4 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期