KS-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螺紋孔加工夾具設計

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燕山大學課程設計（論文）任務書院（系）：里仁學院機械系 基層教學單位：機械制造研究所 學 號081101011263學生姓名裴俊德專業(yè)（班級）08機制2班設計題目“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螺紋孔加工夾具設計設計技術參數(shù)1.年生產(chǎn)綱領： 5000件 2.加工要求：見零件圖設計要求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)程設計及毛坯圖。第2周 進行夾具設計及計算，完成結(jié)構(gòu)草圖。第3周 完成夾具裝配圖，編寫課程設計說明書，答辯。參考資料機械制造工藝學課程設計指導書機械制造工藝手冊機床夾具設計圖冊機床夾具設計手冊機械零件設計手冊指導教師簽字基層教學單位主任簽字說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。 年 月 日燕山大學課程設計評審意見表指導教師評價：（1）工藝規(guī)程設計及毛坯圖 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差（2）夾具結(jié)構(gòu)設計及分析計算 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)及獨立設計能力 優(yōu)秀， 良好， 中等， 一般， 較差 成績： 指導教師： 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 日課程設計總成績：答辯小組成員簽字：年 月 日 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書目 錄第一章 零件的分析.51.1 零件的功用及結(jié)構(gòu)分析51.2 零件的工藝分析5第二章 工藝規(guī)程設計.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.62.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.82.5確定切削用量及基本工時9第三章 夾具工藝設計.10 3.1任務的提出.10 3.2定位方案的確定.11 3.3對刀或?qū)бㄑb置）設計.11 3.4夾緊方案及裝置的設計計算.11 3.5夾具操作及維護簡要說明.12參考文獻.13附錄114附錄215機械制造工藝學課程設計說明書題目：“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82.2的圓。這一組加工表面包括：82.2的圓及其倒角，厚8的端面。2）以82.2的孔位中心加工表面這一組加工表面包括銑削8的槽，鉆的孔，M10的螺孔，其中主要加工表面是鉆的的孔。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19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)程設計中的重要工作之一。基面選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。2.3制定工藝路線制定工藝路線得出發(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工卡具,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）工藝路線方案一工序 粗銑、精銑上下端面工序 粗車、精車82.2的圓工序 鉆工序 擴工序 粗鉸、精鉸工序 粗銑槽工序 攻M10的螺紋孔工序 粗銑槽口端面工序 去毛刺工序 檢查工藝路線方案二 工序 粗銑、精銑上下端面工序 粗車、精車82.2的圓工序 鉆工序 擴工序 粗鉸、精鉸工序 粗銑槽工序 粗銑槽口端面工序 攻M10的螺紋孔工序 去毛刺工序 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207241HBS，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。由于本設計規(guī)定零件為中批量生產(chǎn)，應采用調(diào)整法加工，因此計算最大與最小余量時應按調(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）120180mm，故長度偏差為mm。2）M10x1螺紋孔參照工藝手冊表2.39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計規(guī)定的零件為大批量生產(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。2.5確定切削用量及基本工時工序 攻螺紋M101) 鉆8.5mm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=8.5mm時， ，由于本零件在加工8.5mm的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊中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=10mm時，f=0.22-0.28mm/r，由于本零件在加工10mm的孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(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，需要設計專用夾具。根據(jù)要求，我需要設計加工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 任務的提出本夾具主要用來加工M10螺紋底孔，這個孔對的孔有位置度要求。在加工本工序前的孔已經(jīng)加工出來，則保證10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裝置,而在此我們所用的刀具引導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計計算刀具：高速鋼鉆頭 8.5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14720N13370N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?？ň呱显O置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。 參考文獻1、趙家齊 機械制造工藝學課程設計指導書（第2版） 機械工業(yè)出版社 2008年1月2、東北重型機械學院等 機床夾具設計手冊（第2 版） 上?？茖W技術出版社 1992年3月3、浦林祥 金屬切削機床夾具設計手冊（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 機械設計制造工藝設計簡明手冊 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