机械制造技术课程设计-花键孔拨叉加工工艺及铣上平面夹具设计.docx

课程设计课题：拨叉加工工艺及夹具设计专题：专业:学生姓名:班级:学号:指导教师:完成时间:本设计是基于拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。拨叉零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后槽的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：拨叉类零件；工艺；夹具；ABSTRACTThedesignisbasedonthebodypartsoftheprocessingorderoftheprocessesandsomespecialfixturedesign.Bodypartsofthemainplaneofthesurfaceandporesystem.Ingeneral,theplaneguaranteeprocessingprecisionthanthatofholesmachiningprecisioneasy.Therefore,thisdesignfollowsthesurfaceafterthefirstholeprinciple.Planewithholesandtheprocessingclearlydividedintoroughingandfinishingstagesofholestoensuremachiningaccuracy.Datumselectionboxinputshaftandtheoutputshaftofthesupportingholeasaroughbenchmark,withtopwithtwoholesasaprecisiontechnologyreference.Mainprocessesarrangementstosupportholesforpositioningandprocessingthetopplane,andthenthetopplaneandthesupportingholelocationholeprocessingtechnology.Inadditiontothefollow-upprocessesindividualprocessesaremadeofthetopplaneandtechnologicalholelocationholeandplaneprocessing.Supportedholeprocessingusingthemethodofcoordinateboring.Thewholeprocessofprocessingmachinecombinationswereselected.Selectionofspecialfixturefixture,clampingmeansmorechoiceofpneumaticclamping,clampingreliable,institutionscannotbelocked,sotheproductionefficiencyishigh,suitableforlargebatch,lineprocessing,canmeetthedesignrequirements.Keywords:Anglegearseatparts;fixture;摘要IIABSTRACTIII第1章加工工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析11.2 拨叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2 加工方案选择21.3 拨叉加工定位基准的选择31.3.1 粗基准的选择31.3.2 精基准的选择31.4 拨叉加工主要工序安排31.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定51.6 选择加工设备及刀、量具61.7 确定切削用量及基本工时（机动时间）6第2章拨叉铳床夹具设计132.1 问题的提出132.2 夹具设计132.2.1 定位基准的选择132.2.2 切削力和夹紧力计算132.2.3 定位误差分析152.3 定向键与对刀装置设计162.4 确定夹具体结构和总体结构172.5 夹具设计及操作的简要说明19结论20参考文献21致谢23第1章加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是拨叉。拨叉的主要作用是传动连接作用，保证各轴各挡轴能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此拨叉零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1拨叉1.1.2 零件的工艺分析由拨叉零件图可知。拨叉是一个叉类零件，它的外表面上有2个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：(1)以621孔上端面主要加工面的加工面。这一组加工表面包括621孔上端面，加工粗糙度为H46.3s0(2)以621孔下端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：621孔下端面，粗糙度为&6.3/m。(3)以铳叉脚端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括:铳叉脚端面，粗糙度为尺3.2m。(4)其他各个孔的加工，68mm孔2-e4mm孔，2-M6、1.2 拨叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.2.1 孔和平面的加工顺序拨叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工拨叉上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。拨叉的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。拨叉零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2 加工方案选择拨叉孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据拨叉零件图所示的拨叉的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用键模法像孔较为适宜。(1)用坐标法像孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。键模法由于镖模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法像孔却能适应这种要求。止匕外，在采用键模法镖孔时，像模板的加工也需要采用坐标法镶孔。用坐标法键孔，需要将拨叉孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行链孔。在大批量生产中，拨叉孔系加工一般都在组合像床上采用键模法进行加工。链模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当链刀杆通过锤套的引导进行锤孔时，锤模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用键模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但键模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于链模的制造和装配误差、链模在机床上的安装误差、锤杆和键套的磨损等原因。用键模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。1.3拨叉加工定位基准的选择1.1.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：(1)保证各重要支承孔的加工余量均匀；(2)保证装入拨叉的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以拨叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。1.1.2 精基准的选择从保证拨叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是拨叉的装配基准，但因为它与拨叉的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。1.4 拨叉加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到拨叉加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于拨叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90。C的含0.4%一1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200根g。根据以上分析过程，现将拨叉加工工艺路线确定如下：工艺路线一：10粗铳巾21孔上端面20粗铳621孔下端面30钻，扩，较（M7mm孔40粗铳叉脚端面50半精铳叉脚端面60钻扩较635mm孔70钻8mm孔80车占2-4mm孑L90钻孔攻丝2-M6100拉花键no钳工去毛刺120终检工艺路线二：10粗铳621孔上端面20粗铳621孔下端面30钻，扩，较小17mm孔40粗铳叉脚端面50半精铳叉脚端面60钻扩校小35mm孔70车占8mm孑L80车占2-4mm孔90钻孔攻丝2-M6100拉花键no钳工去毛刺120终检以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现该方案一比较合理。综合选择方案一：10粗铳621孔上端面