變速叉第一速及倒車工藝及工序45 銑35兩端面夾具設計參考素材
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課程設計說明書題 目 變速叉第一速及倒車加工工藝及夾具設計專 業(yè) 學生姓名 班 級 學 號 指導教師 二 年 月 日目 錄第1章 機械加工工藝規(guī)程設計41.1 零件的分析41.1.1 零件的作用41.1.2 零件的工藝分析41.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施51.2.1 孔和平面的加工順序51.2.2 孔系加工方案選擇51.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準的選擇61.3.1 粗基準的選擇61.3.2 精基準的選擇61.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排71.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定91.6 毛坯種類的選擇101.7 選擇加工設備和工藝裝備111.7.1 機床選用111.7.2 選擇刀具111.7.3 選擇量具111.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定111.9確定切削用量及基本工時(機動時間)13第2章 工序30 粗銑圓弧底面夾具設計162.1研究原始質(zhì)料162.2定位基準的選擇162.3 切削力及夾緊分析計算172.4 誤差分析與計算182.5 零、部件的設計與選用192.5.1定位銷選用192.5.2 定向鍵與對刀裝置設計192.6 夾具設計及操作的簡要說明21總 結23致 謝24參 考 文 獻25第1章 機械加工工藝規(guī)程設計1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用題目給出的零件是變速叉第一速及倒車。變速叉第一速及倒車的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度,并保證部件正確安裝。因此變速叉第一速及倒車零件的加工質(zhì)量,不但直接影響的裝配精度和運動精度,而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。圖1.1 零件圖1.1.2 零件的工藝分析由變速叉第一速及倒車零件圖可知。變速叉第一速及倒車零件,它的外表面上有平面需要進行加工。82.2mm系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?,F(xiàn)分析如下: 1.以19mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括:19mm孔及其倒角, 19mm孔兩個端面,還有孔下端M10的螺紋孔.2.以82.2孔為中心的加工表面.這組加工表面包括: 82.2孔mm的孔及其倒角, 82.2孔的孔的側面,距M10螺紋孔中心線11.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:82.2孔孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.1.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設計所應采取的相應措施由以上分析可知。該變速叉第一速及倒車零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說,保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此,對于變速叉第一速及倒車來說,加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度,處理好孔和平面之間的相互關系。由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。1.2.1 孔和平面的加工順序變速叉第一速及倒車類零件的加工應遵循先面后孔的原則:即先加工變速叉第一速及倒車上的基準平面,以基準平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉第一速及倒車的加工自然應遵循這個原則。這是因為平面的面積大,用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固,因而容易保證孔的加工精度。其次,先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件,便于對刀及調(diào)整,也有利于保護刀具。變速叉第一速及倒車零件的加工工藝應遵循粗精加工分開的原則,將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2 孔系加工方案選擇變速叉第一速及倒車孔系加工方案,應選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外,也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下,應選擇價格最底的機床。根據(jù)變速叉第一速及倒車零件圖所示的變速叉第一速及倒車的精度要求和生產(chǎn)率要求,當前應選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。(1)用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中,變速叉第一速及倒車孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設計制造的。當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時,鏜模的精度就直接保證了關鍵孔系的精度。采用鏜??梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此,可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結構復雜、制造難度大、成本較高,且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。(2)用坐標法鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中,不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高,而且要求能夠實現(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)周期長,不大能適應這種要求,而坐標法鏜孔卻能適應這種要求。此外,在采用鏜模法鏜孔時,鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔。用坐標法鏜孔,需要將變速叉第一速及倒車孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中的尺寸及公差,然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔。1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準的選擇1.3.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求:(1)保證各重要支承孔的加工余量均勻;(2)保證裝入變速叉第一速及倒車的零件與箱壁有一定的間隙。為了滿足上述要求,應選擇的主要支承孔作為主要基準。即以變速叉第一速及倒車的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作為主要基準以限制工件的四個自由度,再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準加工精基準面。因此,以后再用精基準定位加工主要支承孔時,孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此,孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。現(xiàn)選取19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準,利用一組共兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度.1.3.2 精基準的選擇從保證變速叉第一速及倒車孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準的選擇應能保證變速叉第一速及倒車在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從變速叉第一速及倒車零件圖分析可知,它的端面平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大,適于作精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度,如果使用典型的一面兩孔定位方法,則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于前后端面,雖然它是變速叉第一速及倒車的裝配基準,但因為它與變速叉第一速及倒車的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準加工孔系,在定位、夾緊以及夾具結構設計方面都有一定的困難,所以不予采用。精基準的選擇主要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.1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件,一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。變速叉第一速及倒車加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到變速叉第一速及倒車加工完成為止,除了個別工序外,都要用作定位基準。因此,端面面上的螺孔也應在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面,再粗加工孔系。螺紋底孔在鉆床上鉆出,因切削力較大,也應該在粗加工階段完成。對于變速叉第一速及倒車,需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應先精加工平面再加工孔系,但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此,實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系,然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面,這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲,由于切削力較小,可以安排在粗、精加工階段中分散進行。加工工序完成以后,將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。根據(jù)以上分析過程,現(xiàn)將變速叉第一速及倒車加工工藝路線確定如下:工藝路線一: 工 序 號工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗合格后進入加工工序20銑以毛坯外表面為粗基準,粗銑、半精銑尺寸35兩端面25銑以毛坯外表面為粗基準,粗銑、半精銑圓弧端面30鉆以圓弧端面為精基準鉆擴孔19mm35銑以19mm軸線定位基準,粗銑圓弧底面40銑槽以19mm軸線定位基準,粗銑寬度為19mm的溝槽45鉆以19mm軸線定位基準,鉆擴螺紋孔M10X150中間檢驗對加工后的產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗及尺寸校核55去毛刺去除加工后的表面毛刺60熱處理對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC5263.65修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進行尺寸修正70清洗對加工后產(chǎn)品表面進行清理75終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫工藝路線二:10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗合格后進入加工工序20銑以毛坯外表面為精基準,粗銑、半精銑圓弧端面25鉆以圓弧端面為精基準鉆擴孔19mm30銑以19mm軸線定位基準,粗銑寬度為19mm的溝槽35銑槽以19mm軸線定位基準,粗銑圓弧底面40鉆以19mm軸線定位基準,鉆擴螺紋孔M10X145中間檢驗對加工后的產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗及尺寸校核50去毛刺去除加工后的表面毛刺55熱處理對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC5263.60修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進行尺寸修正65清洗對加工后產(chǎn)品表面進行清理70終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫上述方案主要是以19mm孔位基準,M10螺紋,槽的兩側面,這樣可以修正由于基準不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點.綜合選擇方案一: 工 序 號工 名序 稱 工 序 內(nèi) 容10毛坯采用20#鋼模鍛造毛坯外形,正火處理15探傷超聲波探傷毛坯,檢驗合格后進入加工工序20銑以毛坯外表面為粗基準,粗銑、半精銑尺寸35兩端面25銑以毛坯外表面為粗基準,粗銑、半精銑圓弧端面30鉆以圓弧端面為精基準鉆擴孔19mm35銑以19mm軸線定位基準,粗銑圓弧底面40銑槽以19mm軸線定位基準,粗銑寬度為19mm的溝槽45鉆以19mm軸線定位基準,鉆擴螺紋孔M10X150中間檢驗對加工后的產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗及尺寸校核55去毛刺去除加工后的表面毛刺60熱處理對圓弧端面進行表面淬火以保證硬度HRC5263.65修正熱處理后尺寸發(fā)生微量變化,對表面進行尺寸修正70清洗對加工后產(chǎn)品表面進行清理75終檢產(chǎn)品終檢,合格入庫1.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“變速叉第一速及倒車”零件材料為20鋼,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用模鍛毛坯?!白兯俨妗绷慵牧蠟?0鋼,毛坯重量約1.8Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯.根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:1. 19mm孔的兩個上端面參照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.2. 82.2mm孔的兩側面,銑削公差-0.22mm. 參照表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。由于設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應該采用調(diào)整法加工.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定.5. 19mm孔參照, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔18.5mm,鉸孔19mm.6. 82.2mm孔參照, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜R59.5mm,精鏜82.2mm.厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量.毛坯名義尺寸:8+2*2=12mm毛坯最大尺寸:12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸:12-0.5*2=11mm粗銑后最大尺寸:8+0.7*2=9.4mm粗銑后最小尺寸:9.4-2*0.22=8.96mm精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm.1.6 毛坯種類的選擇零件材料為20鋼,考慮到零件在使用過程中起連接作用,分析其在工作過程中所受載荷,最后選用鑄件,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用砂型模鍛,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應該的。零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關,因此,正確選擇毛坯具有重要的技術和經(jīng)濟意義。根據(jù)該零件的材料為20#、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結構形狀不是很復雜、尺寸大小中等大小、技術要求不高等因素,在此毛坯選擇模鍛成型。1.7 選擇加工設備和工藝裝備1.7.1 機床選用.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的X52K型銑床。參考根據(jù)機械制造設計工工藝簡明手冊表.-。.工序鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。1.7.2 選擇刀具.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆,參考機械加工工藝手冊(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。1.7.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計量器具的不確定度選擇;二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。1.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“連接座” 零件材料為20鋼,查機械加工工藝手冊(以后簡稱工藝手冊),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,灰鑄鐵的硬度HB為143269,表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能,20鋼密度=7.27.3(),計算零件毛坯的重量約為2。表1-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類別同類零件的年產(chǎn)量件重型(零件重2000kg)中型(零件重1002000kg)輕型(零件重100kg)單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù),該零件的月工序數(shù)不低于3050,毛坯重量21902506.04.0端面、側面底 面鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于端面面的機械加工余量選擇。根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。1.9確定切削用量及基本工時(機動時間)工序20:以毛坯外表面為粗基準,粗銑、半精銑尺寸35兩端面機床:銑床X6132刀具:硬質(zhì)合金可轉位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù)8,此為細齒銑刀。因其單邊余量:Z=2mm所以銑削深度:精銑該平面的單邊余量:Z=1.0mm銑削深度:每齒進給量:根據(jù)參考文獻3表2.473,取根據(jù)參考文獻3表2.481,取銑削速度每齒進給量:根據(jù)參考文獻3表2.473,?。焊鶕?jù)參考文獻3表2.481,取銑削速度機床主軸轉速:按照參考文獻3表3.131,取 實際銑削速度:進給量:工作臺每分進給量: 走刀次數(shù)為1機動時間:機動時間:所以該工序總機動時間工序30 以外圓表面為基準,粗銑半精銑圓弧端面機床:銑床X6132刀具:硬質(zhì)合金可轉位端銑刀(面銑刀),材料:, ,齒數(shù),此為粗齒銑刀。齒 切削速度:參考有關手冊,確定V=27m/min。采用高速鋼三面刃圓盤銑刀,Z=10。工序25 鉆擴19mm孔 1.先鉆底孔鉆孔18.5mm機床:立式鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ,V=17m/min. 采用高速鋼鉆頭, 2.擴孔19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 工序30 粗銑圓弧底面機床:數(shù)控銑床 VMC650 刀具:高速鋼刀具 查夾具手冊, 查夾具手冊,V=40m/min. V=35m/min 工序40 鉆M10螺紋孔并倒角1200;攻螺紋M10; (1)鉆M10螺紋孔并倒角1200機床:鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻3表4.39,選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 采用麻花鉆,V=20m/min. (2) 攻螺紋M10.機床:鉆床Z525刀具:根據(jù)參照參考文獻3表4.39,選硬質(zhì)合金絲錐 V=6m/min 17
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變速叉第一速及倒車工藝及工序45
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