CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉機械加工工藝及其M10x1螺紋孔加工夾具設(shè)計1

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燕山大學(xué) 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 CA10B 零件圖號 產(chǎn)品名稱 第四速及第五速變速叉 零件名稱 撥叉 共 頁 第 頁 材料牌號 毛坯種類 20鋼 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 夾具 刀具 量具 準終 單件 1 銑 粗銑、精銑下部左、右端面 臥式銑床X52K 專用夾具，高速鋼圓柱銑刀 2 車 粗車、精車?82.2的圓 臥式車床C630 專用夾具，外圓車刀 3 鉆 鉆 臥式鉆床Z525 專用夾具，麻花鉆 0.11 4 擴 擴 臥式鉆床Z525 900锪鉆 5 鉸 粗鉸、精鉸 臥式鉆床Z525 鉸刀 6 銑 粗銑槽 立式銑床X52K 專用夾具，高速鋼圓柱銑刀，卡板 7 銑 粗銑槽口端面 立式銑床X52K 專用夾具，高速鋼圓柱銑刀 8 攻 攻M10的螺紋孔 立式鉆床Z535 專用夾具，絲錐 0.44 9 去毛刺 10 檢查 設(shè)計 裴俊德 日期 2011-7-18 審核 日期 會簽 日期 燕山大學(xué) 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 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺件數(shù) 20剛 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 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 工藝設(shè)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 鉆?8.5mm孔 立式鉆床Z535 742 19.8 0.17 5 2 攻M10螺紋 195 6.1 0.17 5 3 檢查 設(shè)計 裴俊德 日期 2011-7-18 審核 日期 會簽 日期 3 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 題目：“CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉”機械加工工藝規(guī)程及其M10x1螺紋孔加工夾具設(shè)計 學(xué)院（系）：里仁學(xué)院機械系 年級專業(yè)： 08級機制 2班 學(xué) 號： 081101011263 學(xué)生姓名： 裴俊德 指導(dǎo)教師： 王軍 教師職稱： 教授 燕山大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 院（系）：里仁學(xué)院機械系 基層教學(xué)單位：機械制造研究所 學(xué) 號 081101011263 學(xué)生姓名 裴俊德 專業(yè)（班級） 08機制2班 設(shè)計題目 “CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉”機械加工工藝規(guī)程及其M10x1螺紋孔加工夾具設(shè)計 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 1.年生產(chǎn)綱領(lǐng)： 5000件 2.加工要求：見零件圖 設(shè) 計 要 求 1.工藝規(guī)程必須保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，合理可行。 2.夾具設(shè)計要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操作簡便； 盡量采用機動夾緊、多件夾緊等。 3.設(shè)計圖紙及說明書符合規(guī)范。 工 作 量 零件圖 1張（A2） 毛坯圖 1張（A2） 夾具結(jié)構(gòu)裝配圖 1張（A1） 機械加工工藝過程卡片及工序卡片 1套 課程設(shè)計說明書 1份（不少于5千字） 工 作 計 劃 第1周 抄畫零件圖，完成機械加工工藝規(guī)程設(shè)計及毛坯圖。 第2周 進行夾具設(shè)計及計算，完成結(jié)構(gòu)草圖。 第3周 完成夾具裝配圖，編寫課程設(shè)計說明書，答辯。 參 考 資 料 《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 《機械制造工藝手冊》 《機床夾具設(shè)計圖冊》 《機床夾具設(shè)計手冊》 《機械零件設(shè)計手冊》 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 年 月 日 燕山大學(xué)課程設(shè)計評審意見表 指導(dǎo)教師評價： （1）工藝規(guī)程設(shè)計及毛坯圖 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 （2）夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析計算 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 （3）夾具裝配圖及說明書 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 （4）出勤、平時表現(xiàn)及獨立設(shè)計能力 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯小組評價： （1）表達能力： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 （2）回答問題： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 （3）設(shè)計質(zhì)量： 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 成績： 評閱人： 年 月 日 課程設(shè)計總成績： 答辯小組成員簽字： 年 月 日 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 目 錄 第一章 零件的分析…………………………………………….5 1.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析……………………………………5 1.2 零件的工藝分析……………………………………………5 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………....5 2.1確定毛坯的制造形式.............................................................6 2.2基面的選擇………………………………………………….6 2.3制定工藝路線……………………………………………….6 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………….8 2.5確定切削用量及基本工時…………………………………9 第三章 夾具工藝設(shè)計...............................................................10 3.1任務(wù)的提出............................................................................10 3.2定位方案的確定....................................................................11 3.3對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計…………..………………..11 3.4夾緊方案及裝置的設(shè)計計算…..…………………………..11 3.5夾具操作及維護簡要說明………………………………....12 參考文獻…………………………………………………………….13 附錄1…………………………………………………………………14 附錄2…………………………………………………………………15 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書 題目：“CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉”機械加工工藝規(guī)程及其M10x1螺紋孔加工夾具設(shè)計 一、零件的分析 1.1零件的功用及結(jié)構(gòu)分析 題目給出的是CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉，它的主用是在第四速及第五速實現(xiàn)變速。 1.2零件的工藝分析 變速叉共有如下幾個加工表面，它們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1）以大斷面為基準，銑削上下兩個端面，銑削φ82.2的圓。 這一組加工表面包括：φ82.2的圓及其倒角，厚8的端面。 2）以φ82.2的孔位中心加工表面 這一組加工表面包括銑削8的槽，鉆φ的孔，M10的螺孔，其中主要加工表面是鉆φ的的孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： (1) 上下端面和M10的螺孔的中心線位置要求63.7。 (2) 大圓中心和φ的孔中心位置要求是18。 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，因此首先加工上下大斷面，然后以大斷面為基準加工φ19的孔，然后借助于專業(yè)的夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 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20號鋼。考慮到汽車在行駛中要經(jīng)常加速及正、反向行駛，零件在工作的過程中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。 2.2基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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(yīng)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)選取大斷面為粗定位基準，利用支撐釘支撐端面作為主要定位面，限制5個自由度，再以一個定位銷釘限制最后一個自由度，達到完全定位，然后進行銑削。 2）精基準的選擇。主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。 2.3制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點,應(yīng)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(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)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 工序Ⅰ 粗銑、精銑上下端面 工序Ⅱ 粗車、精車φ82.2的圓 工序Ⅲ 鉆 工序Ⅳ 擴 工序Ⅴ 粗鉸、精鉸 工序Ⅵ 粗銑槽 工序Ⅶ 攻M10的螺紋孔 工序Ⅷ 粗銑槽口端面 工序Ⅸ 去毛刺 工序Ⅹ 檢查 工藝路線方案二 工序Ⅰ 粗銑、精銑上下端面 工序Ⅱ 粗車、精車φ82.2的圓 工序Ⅲ 鉆 工序Ⅳ 擴 工序Ⅴ 粗鉸、精鉸 工序Ⅺ 粗銑槽 工序Ⅶ 粗銑槽口端面 工序Ⅷ 攻M10的螺紋孔 工序Ⅸ 去毛刺 工序Ⅹ 檢查 2）工藝方案的比較與分析 方案二粗銑槽后接粗銑槽端面，最后再攻螺紋比方案一粗銑槽接攻螺紋最后粗銑槽端面省了一步換床的過程，從而大大提高了加工效率，因此選方案二進行加工。 2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉”零件材料為20鋼，硬度為207~241HBS，毛坯重量約為1.5kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 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： 由于毛坯及以后工序或工步的加工都有誤差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量，實際加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本設(shè)計規(guī)定零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 1）外圓表面沿軸線長度方向上的加工余量及公差 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（一下簡稱《工藝手冊》）表2.2-14，，其中重量為1.5kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S，鍛件材質(zhì)系數(shù)取M，鍛件輪廓尺寸（長度方向）>120~180mm，故長度偏差為mm。 2）M10x1螺紋孔 參照《工藝手冊》表2.3~9及表2.3-12確定工序尺寸及余量為 鉆孔 ?8.5mm 攻 M10螺紋 3.）其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認。 2.5確定切削用量及基本工時 工序Ⅷ 攻螺紋M10 1) 鉆φ8.5mm的孔 采用刀具為麻花鉆。 確定進給量f：根據(jù)《切削用量手冊》查得，d=φ8.5mm時， ， 由于本零件在加工φ8.5mm的孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》中Z535機床說明書，現(xiàn)取f=0.17mm/r。 切削速度：根據(jù)《切削用量手冊》查得，鉆孔時切削速度 ∴ 根據(jù)《機械制造工藝簡明手冊》中Z535機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時 2）攻螺紋M10 采用刀具為粗牙普通螺紋用絲錐 確定進給量f：根據(jù)《切削用量手冊》查得，d=φ10mm時，f=0.22-0.28mm/r，由于本零件在加工φ10mm的孔時屬于低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 f=(0.22-0.28) ×0.75=0.17-0.21(mm/r) 根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》中Z535機床說明書，現(xiàn)取f=0.17mm/r。 根據(jù)《機械制造工藝簡明手冊》中Z535機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時 三、夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動程度，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)要求，我需要設(shè)計加工M10螺紋底孔的夾具。本夾具是在立式鉆床Z525機床上加工工件用的。刀具為高速鋼鉆頭和粗牙普通螺紋用絲錐，加工M10螺紋底孔。 3.1 任務(wù)的提出 本夾具主要用來加工M10螺紋底孔，這個孔對φ的孔有位置度要求。在加工本工序前φ的孔已經(jīng)加工出來，則保證φ10的孔要求即可。因此，在本道加工時不僅要保證提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動程度，還要保證孔的位置度要求。 3.2定位方案的確定 有零件圖可知，加工M10螺紋底孔有位置度要求。為了保證加工要求和定位誤差精度，本工序采用φ的孔和凸側(cè)面作為定位基準，在帶臺肩心軸和支撐板上實現(xiàn)完全定位，采用圓偏心機構(gòu)推動壓塊夾緊工件。 3.3 對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計 本夾具是在鉆床上對控的加工,為了保證孔的位置度要求,我們需要有刀具引導(dǎo)裝置,而在此我們所用的刀具引導(dǎo)裝置為可換鉆套來保證加工位置的準確。 3.4 夾緊方案及裝置的設(shè)計計算 刀具：高速鋼鉆頭 φ8.5 軸向力： 其中 解得 在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。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 N 扭矩： 其中 ∴N () ∴ 則可得所需壓力 由《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊（第2版）》可得氣壓缸缸內(nèi)直徑為200mm,缸內(nèi)壓力為0.5MPa。此時可提供拉力為14720N﹥13370N故氣壓缸可以安全工作。 3.5夾具操作及維護簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，采用圓偏心機構(gòu)推動壓塊夾緊工件。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。 參考文獻 1、趙家齊 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書（第2版） 機械工業(yè)出版社 2008年1月 2、東北重型機械學(xué)院等 機床夾具設(shè)計手冊（第2 版） 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1992年3月 3、浦林祥 金屬切削機床夾具設(shè)計手冊（第2版） 機械工業(yè)出版社 1995年12月 4、陸劍中等 金屬切削原理與刀具（第4版） 機械工業(yè)出版社 2009年1月 5、艾興等 切削用量手冊 機械工業(yè)出版社 1985年1月 6、李益民 機械設(shè)計制造工藝設(shè)計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 2004年7月 7、陳宏鈞 實用機械加工工藝手冊 機械工藝出版社 2004年4月 共 14 頁 第 14頁