倒挡拨叉零件夹具设计论文

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IT11IT12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 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8.711.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1.514H13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1.62.确定毛坯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CT24端面462502两脚面62101.514H13槽面142101.6叉脚开挡402362面14142.516.51.6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）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.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.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=0.610.75=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=196.20XM=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=0.050.10=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由参考文献2附表1.5-15得精铣每转进给量f=0.51.2mm/r=0.5mm/r由参考文献2附表1.4-1查得x62主轴转速n=301500r/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1.5-15.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=（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 （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16.2-6 （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 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.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143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0.020/1005定位销表面对机床导向键的不平行度0.05/1006导向键与夹具体底座装配取147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+0.064+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。