倒挡拨叉零件夹具设计论文

《倒挡拨叉零件夹具设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《倒挡拨叉零件夹具设计论文（27页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、xxxxxxx学院 目 录 毕业设计任务书………………………………………………………………第1页 毕业设计正文…………………………………………………………………第3页 分析研究零件图、进行结构工艺性审查………………………………第3页 计算生产纲领确定生产类型……………………………………………第3页 根据产生类型和生产纲领，确定工艺的基本特征……………………第3页 确定毛坯的类型和制造方法，绘制毛坯图……………………………第3页 工艺过程的设计…………………………………………………………第4页 拟订工艺路线……………………………………………………………第6页 确

2、定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………第10页 工序设计…………………………………………………………………第11页 确定切削用量及基本时间………………………………………………第15页 夹具设计…………………………………………………………………第19页 参考文献………………………………………………………………………第26页 毕业设计任务书 一、 目：设计倒挡拨叉零件的机械加工工艺规程及其第14道工序9铣槽的专用夹具 二、内容： 1. 零件图……………………………………………………………………1张 2. 零件毛坯图………………………………

3、………………………………1张 3. 机械加工工序卡片………………………………………………………1套 4. 夹具总装配图……………………………………………………………1张 5. 夹具零件图………………………………………………………………2张 6. 毕业设计说明书（工艺及夹具）………………………………………1份 三、原始资料： 该零件的零件图一张、该零件年产量3000件。 四、设计目的： 1. 培养学生运用机械制造技术及有关课程的知识，结合生产实际中的实践知识独立的分析和解决工艺问题。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 2. 能根据被加工零件的技术要求运用夹具设计

4、的基本原理和方法学会拟订夹具设计方案，完成夹具机构设计。 3. 培养学生熟练运用有关手册、规范图表等技术资料。 4. 进一步培养学生识图、制图、运算和编写工艺文件等技能。 5. 进一步培养学生熟练使用计算机的能力。 五、设计的要求和内容： 本次设计要求编制一个中等复杂程度的零件的工艺规程，按教师指定的任务设计其中的一道工序的专用夹具并撰写说明书，按照规定认真的、有计划的按时完成设计任务。 具体内容如下： 1. 确定毛坯类型、生产批量，进行工艺分析。 2. 选择毛坯种类、制造方法、绘制毛坯图。 3. 拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序设备及工艺装备。 4. 填写机械加工工

5、艺卡片。 5. 设计指定工序的专用夹具、绘制装配图、自制零件图。 6. 撰写设计说明书。 一． 零件的分析 （一）零件的作用 倒挡拨叉是与操纵机构零件结合用它拨动滑动齿轮实现倒车。14H9为配合面有较高精度。槽14H13为滑块拨动的配合表面。T1T2为与华东齿轮接触之表面。 （二）零件的工艺分析 该零件是叉架类零件。形状不规则，形位精度要求均较高零件的主要技术要求分析如下：（参阅零件图） （1）T1T2两表面对14H9空轴线垂直摆着不大于0.1。主要是保证拨叉面能正确地安装在变速箱倒挡轴上，必须保证。孔及拨叉槽的尺寸精度。 T1T2面与不加工腹板5的平均尺寸为0.5应注意

6、保持有一定的台面。 （2）铸件要求保证零件的强度，硬度，刚度，在外力作用下，不效于发生意外事故。 （3）由于零件壁薄且悬伸长，刚性差，固以设计夹具时应充分注意。 （4）14H9孔非常重要，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准，固以孔的加工工序比较重要。 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 由于该拨叉件外形复杂。又是薄壁件，属于成批生产，故毛坯可采用金属型铸造。工件材料KTH350-10。毛坯尺寸槽度要求为IT11~IT12级。毛坯尺寸可通过确定加工余量后确定。 （二）基准的选择 根据零件图及其使用情况分析，知14H9孔、槽宽、叉子面厚、叉子面与腹板的距离，故均

7、应通过正确的定位才能保证。故对基准的选择应予分析。 1）粗基准的选择 对于一般件而言，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干不加工表面时，应以与加工表面要求相对位置要求较高的不加工表面作粗基准）。先选择5厚的腹板右侧为第一毛坯基准；在加工14H9孔时为保证孔壁均匀，选择24外圆表面为第二毛坯基准。 2）精基准的选择 在14H9孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准，靠近叉脚的24d端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原则。和互为基准的原则。但有些表面的加工可能会出现基准不重合，这时需进行尺寸链的换算。 （三）零件表面

8、加工方法的选择 本零件加工表面有内孔、端面、槽、倒角等.材料为KTH350-10。参考文献[1]有关资料，其加工方法选择如下： 1.14H9孔：公差等级9级，表面粗糙度Ra6.3.根据表1.4-7.加工方法可采用钻之后拉孔可满足要求. 2.24端面及倒角：表面粗糙度Ra25.根据表1.4-8.加工方法可采用车削加工可满足要求. 3.脚面：表面粗糙度Ra6.3.根据表1.4-8. 加工方法可采用粗铣、精铣可满足要求. 4.开挡：表面粗糙度Ra12.5根据表1.4-8. 加工方法可采用铣可满足要求. 5.槽14H13：公差等级13.表面粗糙度Ra12.5.根据表1.4-8.采用铣可满

9、足要求. 6.面尺寸14.表面粗糙度Ra25.根据1.4-8采用铣可满足要求. 7孔8.7.表面粗糙度Ra25.根据表1.4-7钻孔可满足要求. (四)制定工艺路线 工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状，尺寸精度.位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线.由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具.并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降. 工艺路线一 工艺路线二 精铸退火 精铸退火 工序

10、 工序 1.钻孔、刮端面 1.铣两端面 2.拉孔 2.钻.扩.倒角.铰14H9孔 3.车端面 3.倒角 4.粗铣脚面 4.粗铣脚面 5.铣开挡 5.铣开挡 6.铣槽 6.铣槽 7.钻孔 7.钻孔 8.精铣脚面 8.精铣脚面

11、 两工艺方案的比较分析 两工艺方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同.前端3道工序是为了获得精基准.方案一是用车削的发放，在车端面的同时将孔一并完成.这样能很好地保证孔与端面的垂直度；方案二是先铣两个端面.然后在钻床上加工出孔、因为两个端面一次铣出可以有较好的平行度.然后用端面定位.也能的得到较好的孔与断面垂直度. 后面的工序均以孔及端面定位.所以基准是重合的.以设计可选择方案一.从而圭亚那局方案一制定出详细的工序内容. 毛坯为精铸件.请理论.退火处理以消除铸件被的内应力及误差机械加工性能.在毛坯车间调整.达到技术要求.然后送到机械加工车间采加工.具体工序如下： 1.钻13.5孔并

12、刮端面 2.拉14H9孔 3.车端面.倒角 4.车端面.倒角 5.整形 6.粗铣脚面 7.铣开挡 8.铣槽 9.铣面 10.钻8.7 11.去毛刺 12.精铣脚面 1.倒角.去毛刺 14.检验 根据以工序安排.编出机械加工工序卡.（见最后）共14张工序卡. （五）确定机械加工余量节毛坯尺寸.设计毛坯图 1.确定机械加工余量 铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定.材料为KTH350-10.由于产品形状复杂，生产纲领是成批生产.所以毛坯选用金属型铸造.毛坯铸出后应进行退火处理.以消除铸件在铸造过程中产生的内应

13、力. 有文献[1]表2.2-5查得该铸件的尺寸公差CT为7-9级.加工余量等级MA为F级.所以取CT=9级.MA为下级.由文献[1]表2.2-4通过查表法确定各表面的总余量.查得以一侧为基准进行个单侧加工的加工余量值2.5.双侧加工时每侧的加工余量值2.0. 由文献[1]表2.2-1通过查表.查出各表面的公差数值. 24端面尺寸46 公差CT为2 两脚面尺寸6 公差CT为1.5 14H13槽面尺寸14 公差CT为1.6 叉脚开挡尺寸40 公差CT为2 面14尺寸14 公差CT为1.6 2.确定毛坯

14、尺寸 上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸. 3.设计毛坯图 拨叉毛坯图（铸件）尺寸 零件表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT 24端面 46 2 50 2 两脚面 6 2 10 1.5 14H13槽面 14 2 10 1.6 叉脚开挡 40 2 36 2 面14 14 2.5 16.5 1.6 由文献[1]表2.2-8金属型铸造方法的最小铸造斜度对 外表面030 内表面1 毛坯的热处理方式 拨叉毛坯铸造后应安排退火.以消除残留的铸造应力.降

15、低成调整硬度以便切削加工.误差消除铸件的不良组织.毛坯不得有砂眼疏松等缺陷. 绘制毛坯图：AutoCAD出图 六.工序设计 1.选择加工设备与工艺装备 （1）选择机床 1） 工序（1）钻14H9孔并刮24面.选择C616型机床. 2） 工序（2）拉14H9孔选用闭制拉床 3） 工序（3）（4）.车端面.倒角.选用C616型机床. 4） 工序（6）铣工序（7）铣工序（9）铣工序（12）铣均为铣面采用X62W型机床 5） 工序（8）铣槽.选用X6232型机床 6） 工序（10）钻8.7孔.选Z535型机床. （2）选择夹具 本零件各工序均采用专用夹具装夹工件. （3）

16、选择刀具 1） 工序I钻14H9孔.由文献[1]表3.1-6选择d=13.5.l=189.1号莫氏锥度的锥柄麻花钻.高速刚. 2） 工序II拉14H9孔.由文献参考[1]表3.1-24选择d=14的圆孔拉刀.拉削长度30.总长L445. 3） 车端面.倒角.工序（3）（4）.根据参考文献[1]表3.1-1选用端面车刀.B=16.H=25.L=126. 4） 工序（6）粗铣脚面.工序（7）铣开挡.根据参考文献[1]表3.1-27选用三面刃铣刀.由表3.1-40选择铣刀d=100.孔径D=12.的错齿三面刃铣刀.Z=16. 5） 钻8.7孔.根据参考文献[1]表3.1-5选取d=8.7.

17、l125.的有柄麻花钻.硬质合金. （4）选择量具 选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定.二是按计量器具的测量方法极限误差选择.选择时采用任何一种方法均可.本零件属于成批生产.一般均采用通用量具. 1） 工序I很局文献[1]表5.2-1选用锥柄圆柱塞规13.5l=99. 2） 工序II拉孔.根据文献[1]表5.2-1选择锥柄圆柱塞规14H9. 3） 工序（3）（4）车端面.倒角.应用计量器具的不确定度来确定选用分度值为0.02的游标卡尺. 4） 工序（6）.工序（7）.工序（8）.工序（9）.工序（10）.工序（12）应同3）的方法选择分度值为0.02的游标卡尺.

18、 2确定工序尺寸. 确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算.最后工序的尺寸按零件图样的要求标准.当无基准转换时.同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（成工步）的加工余量有关.当基准不重合时.工序尺寸应用工艺尺寸链计算.前面根据有关资料已查出本两件各内孔表面.端面.脚面等总加工雨量（毛坯余量）.应将总加工余量分为各个工序加工余量.然后由后往钱计算工序尺寸.中间工序尺寸公差由加工方法的经济精度确定. 1）钻.拉14孔 该孔由高速刚钻头钻出底孔后.在由圆孔拉刀拉出.由参考文献[1]表2.3-15查得拉孔的余量0.5.所以钻孔的余量Z钻=. 则钻孔：工序尺寸及公差为13.5 拉

19、孔：工序尺寸及公差为14H9（） 2）加工脚面. 脚面的Ra值为6.3.需经过粗铣.精铣两次加工.由参考文献[1]表2.3-21查得精加工余量为1.由于两脚面较小.根据实际情况调整.为0.35.所以粗加工余量为（2.75-0.35）=2.4. 3）加工14H13的槽面. 当面确定余量2.故可一次铣出. 4）加工开挡 开挡面余量2.故可一次铣出. 5）加工8.7孔 采用直径为8.7的高速钢钻头加工即可. 6）24两端面加工 两端面由车削加工来完成.工序余量2. 7）面14. 由铣削加工来完成.粗铣即可.工序余量2.5. 3确定切削

20、用量 切削用量一般包括切削深度.进给量及切削速度三项.确定方法是先确定切削深度、进给量，在确定切削速度. （1）工序（1）钻14 ap=6.75 由参考文献[2]附表1.5-7.取钻进给量f=0.61~0.75=0.65 又由参考文献[i]附表1.5-8查得 由以计算转速n= 按车床的实际转速取则实际切削速度为： V= 由参考文献[3]表1-50得轴向力F=切削扭矩M= 由参考文献[3]表1-50.CF=510.12 CM=196.20 XM=1.9 =0.8 XF=1 YF=0.8 KM=KF= 带入桑面查得两式得：F= 它均用于机床所能

21、提供的进给力和扭转力矩.故机床刚度足够. （2）工序口拉14孔 由于拉削运动设有进给运动.引以用齿升量代替进给量. 由参考文献[4]表10-204 af=0.05~0.10=0.06 由参考文献[4]表10-205查得V拉=6-4m/min 奇效深度=齿升量=0.06 （3）工序（3）（4）车端面ap=2 由参考文献[3]表1.41得f=0.4/r车床实际转速n=750r/min 则相应的切削速度V= （4）工序（6）粗铣脚面 粗铣走刀一次ap=2.4精铣走刀一次ap=0.35 由参考文献[2]附表1.5-15得粗铣每齿进给量ap=0.13-0.25mm/z

22、由参考文献[2]附表1.5-15得精铣每转进给量f=0.5~1.2mm/r=0.5mm/r 由参考文献[2]附表1.4-1查得x62主轴转速n=30~1500r/min 取粗铣转速150r/min，精铣转速300r/min由前面可可知铣刀直径d=100mm 所以相应的切削速度分别为V粗= V精= 校核机床功率只须校核粗加工即可 由参考文献[2]表1.4-5得切削功率 pm= 而 所以PM=1.99kw 其功率远小于机床 故可用. （5）工序（7）铣开挡 ap=2mm.可一次铣出.由参考文献[2]附表1.5

23、-15.每齿进给量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z.由参考文献[2]附表1.4-1查得X62主轴转速n30-1500r/min.取n=190r/min. d=100mm所以相应的铣削速度V= 校核机床功率.由参考文献[2]表1.4-5得切削功率 Pm= pm值远小机床功率.故可用 （6）铣槽 可一次铣出 由参考文献[2]附表1.5-15.每齿进给量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由参考文献[2]附表1.4-1查得X62主轴转速n30-1500r/min.取n=190r/min则相应的切削速度 V=

24、 （7）铣面 可一次铣出 由参考文献[2]附表1.5-15。每齿进给量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由参考文献[2]附表1.4-1查得X62 n=190r/min 则V= （8）钻8.7孔 由参考文献[3]表1-47查得 又由参考文献[2]附表1.5-8 V= 由以计算转速 按机床实际转速取. 则V= 4确定基本时间 （1）工序I钻13.5孔并刮端面的基本时间 根据参考文献[1]表6.2-5 T= 代入得 （2）工序I拉14H9 根据参考文献[2]表6.2-15

25、 （3）工序3车端面工序4车端面 根据参考文献[1]表6.2-1 （4）工序（6）粗铣脚面 根据参考文献[1]表6.2-6 （5）铣开挡 根据参考文献[1]表6.2-6 （6）铣14H13槽 根据参考文献[1]6.2-6 （7）铣面 根据参考文献[1]表6.2-6 （8）钻8.7孔 由参考文献[1]表6.2-5 （9）精铣脚面 由参考文献[1]

26、 三.专用夹具设计 为了提高劳动生产效率.保证加工质量.降低劳动强度.通常需要设计专用夹具.经与指导教师协商.决定设计第把道工序“铣槽”的铣床夹具.本夹具将用于X6220卧式万能铣床. 一.夹具类型的确定 根据工艺规程.加工要求有：槽宽14.槽深通过工艺尺寸良可知16.槽两侧面对称度0.4.由已知条件.工件尺寸小重量轻.加工要求不高.因以设计夹具不宜复杂.因以设计成受动加紧即可.为提高生产效率.可两件一起铣槽. 二.定位装置设计 1确定要限制的自由度 从加工要求考虑.在工件上铣通槽.沿刀轴的自由度可以不限制.但为了承受切削力.简化定位装置结构. 这是要限制.可用长销限制工件四个自由

27、度.用支撑板限制两个自由度.属于这定位.自由度被重复限制.当对支撑板施夹紧力时.工件会变形.但变形不大.因为该面对14H9有垂直度要求.按照加工要求工件绕Y轴的自由度必须限制.可采用挡销放在拨叉脚面右侧或左侧防止其转动.以种方案防转效果较好.定位精度较高能承受切削力所引起的转矩. 2选择定位元件 长销、长支撑板、挡销.其结构和尺寸按要求确定. 3计算定位误差 除槽宽14H13铣刀保证外.本工序的主要加工要求是槽两侧面的对称度要求及槽深度要求.应以只要计算上述两项定位误差即可. （1） 16的定位误差 定位基准与工序基准重合.因以=0 引以==定位销与定位孔的最大间隙值Xmax销孔

28、配合代号14（一般精度）. 14H7值为14 14y6值为14 所以Xmax===Dmax-dmin=14.08-13.983=0.035. JG=1所以 允=JG=1=0.33 所以=允 故该定位方案满足要求. （2） 槽两侧面对称度0.04 由于定位基准与工序基准重合.所以基准不重合误差为0. 基准位移误差=0,因以没有定位误差. 三夹紧方案 首先对心轴施夹紧力然后固定辅助心轴，由于工件该部位的刚性差.夹紧变形大.因以应用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的右端面.工件变形小夹紧也可靠.对着心轴的夹紧机构采用直压板.可使结构紧凑.操作也方便. 四绘制夹具图.

29、 五确定夹具体技术要求和有关尺寸公差. 1夹具体采用铸造夹具体.需经时效处理以消除内应力.材料HT200.灰铸铁. 2定位销与定位孔配合14 3对刀块定位面的制造公差 4定位销表面对机床底面的不平行度不大于0.020/100 5定位销表面对机床导向键的不平行度0.05/100 6导向键与夹具体底座装配取14 7定位板与夹具体底座接合表面平行度0.02 六夹具精度分析 依据误差不等式 其中工件在夹具中定位有关的误差 ：夹具在机床上安装有关的误差 ：导向成对刀调整误差 ：加工方法误差 =0.035 =0.064 =0.05 =0 =0.035+0.0

30、64+0.05+0=0.149 精度储备足够可以使用. 参考文献： 参考文献[1]《机械设计制造简明手册》李益民主编1993.4机械工业出版社 参考文献[2]《机械制造公寓金属切削机床设计指导》李洪主编1989.东北工学院出版社 参考文献[3]《机械专业课程设计指导书》刘清安主编1899.3湖南科学技术出版社 参考文献[4]《机械加工工艺人员手册》上海科学技术出版社1979.1 致 谢 本文是在导师姜冰老师的悉心指导下完成的。承蒙姜老师的亲切关怀和精心指导——虽然有繁忙的工作，但在我做毕业设计的每个阶段，查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，整个过程中都给予了我悉心的指导，我的设计较为烦琐，但是姜老师仍然细心地纠正图纸中的错误。姜老师对学生认真负责的态度、严谨的科学研究方法、敏锐的学术洞察力、勤勉的工作作风以及勇于创新、勇于开拓的精神，是我永远学习的榜样。 另外，感谢校方给予我这样一次机会，让我做这个课题，并在这个过程当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。