《2020（工艺技术）2020年拨叉零件工艺规程及加工M螺纹孔夹具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020（工艺技术）2020年拨叉零件工艺规程及加工M螺纹孔夹具设计（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工学院毕业设计（论文） 拨 叉 零 件 工 艺 规 程 及 加 工 M221.5螺 纹 孔 夹 具 设 计学 生： 学 号：专 业：机械设计制造及其自动化班 级：指导教师： 学院机械工程学院二O一O年六月学院摘 要 CA6140车床拨叉它位于车床变速机构中主要起换档作用，和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷，所以加工时应该保证本零件的重要工作表面符合技术要求。本设计说明书对“CA6140车床拨叉”零件的工艺规程，选定了相应的工艺基准、定位基准，进行了工艺性分析，确定了毛坯的形式，选择了适宜的粗、精基准，确定了各表面的加工方法和工艺路线，选择相适应的机床和刀具、夹具、量具等工艺装备，并
2、进行了加工余量、工序尺寸和公差、切削用量、时间定额等的计算和确定。 本次所设计的钻床夹具是用于加工M221.5螺纹孔，确定了“两孔一面”的定位方案和相应的定位机构及夹紧机构、对刀装置，并进行了定位误差分析和夹紧力的计算。它主要包括：定位装置、夹紧装置、引导装置、夹具体等几部分。在设计中定位装置心轴限制4个自由度、侧板限制1个和 浮动支承板限制1个；螺母和心轴配合用来夹紧零件；用钻套引导刀具进行加工；夹具体用于连接夹具各元件及装置，并与机床有关部位连接，以确定夹具相对于机床的位置。 目 录摘 要IAbstractII目 录III第一章 绪论11.1 课题背景11.2 夹具的发展史11.3 小结2
3、第二章 零件的分析32.2 零件的工艺分析32.3 零件的技术要求42.4 零件的工艺性42.5 确定拨叉的生产类型5第三章 毛坯的设计63.1 确定毛坯的制造形式63.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量63.3 毛坯图7第四章 拟定零件工艺路线84.1 定位基面的选择84.1.1 粗基准的选择84.1.2 精基准的选择84.2 表面加工方法的确定94.3 加工阶段的划分94.4 工序的集中与分散94.5 工序顺序的安排104.5.1 机械加工工序的安排104.5.2 辅助工序104.6 工艺路线的确定104.6.1 工艺路线方案一104.6.2 工艺路线方案二114.6.3 工艺方案的比较
4、与分析114.7 机床及工艺装备的选择124.7.1 选择机床124.7.2 选择夹具134.7.3 选择刀具144.7.4 选择量具14第五章 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定165.1 外圆表面（42）.165.2 25孔上下端面165.3 拨叉叉轴孔（25）165.4 60孔上下端面165.5 拨叉脚60孔175.6 槽所在端面175.7 槽底面175.8 槽侧面185.9 螺纹孔顶面185.10 其他尺寸直接铸造得到18第六章 拨叉切削用量确定196.1 铣25孔上、下端面196.2 钻、扩、粗铰、精铰25孔216.3 粗铣60孔上、下端面226.4 半精铣60孔上、下端面236.5
5、 粗、半精镗60孔246.6 两件铣断256.7 铣槽端面266.8 铣16H11的槽286.9 铣螺纹孔端面306.10 钻20孔，攻M221.5螺纹32第七章 拨叉工时定额的确定347.1 铣25孔上下端面347.2 钻、扩、粗铰、精铰25孔357.3 粗铣60孔上端面377.4 半精铣60孔下端面387.5 粗、半精镗60孔387.6 两件铣断407.7 铣槽端面407.8 铣16H11的槽427.9 铣螺纹孔端面437.10 钻20孔，攻M221.5螺纹44第八章 机床夹具设计468.2 定位方案设计468.3 工件误差分析计算468.4 导向元件设计478.5 夹紧装置设计478.6
6、 切削力与夹紧力的计算488.7 夹具体的设计49第九章 结论51参考文献52致谢53第一章 绪论1.1 课题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自2
7、0世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2 夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。第二阶段,随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备
8、工艺系统中相当重要的组成部分。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，自动化夹具在高效、高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。第三阶段，随着电子技术、数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中、小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预知，夹具在不同阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3 小结 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎每道工序都离不开专门
9、设计的高效率夹具。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。 第二章 零件的分析2.1 零件的用途 题目所给的拨叉应用在CA6140型车床变速箱传动轴上的换档机构中。 该拨叉头以25孔套在变速叉轴上,并用螺钉经螺纹孔M221.5与变速叉轴联结,拨叉脚则夹在两齿轮之间。当需要变速时,操纵变速手柄,变速操纵机构就通过拨叉壁部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动三联滑移变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位,从而改变车床主轴的旋转速度。 该
10、拨叉是在停车时用于换档的,承受的弯曲应力和冲击载荷较小,因此零件应具有的强度和韧性均不高。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔25 (H7)、锁紧螺纹孔M221.5、拨叉长槽,在设计工艺规程时应予以保证。2.2 零件的工艺分析 该零件共有两处加工表面有一定位置要求。现分述如下： （1）.以25孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：25H7的孔，以及42的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7通孔； （2）.以60孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面，其中主要加工表面是60H12的孔； （3）.铣16H11的槽 这一组加工表面包括：此槽的端面，
11、16H11槽的底面以及槽的两侧面； （4）.以M221.5螺纹孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：M221.5的螺纹孔，长32的端面，其中主要加工表面为M221.5螺纹孔。 总之，这四组加工表面中的两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要如下： （1）.60H12孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1； （2）.16H11槽与25H7孔垂直度公差为0.08。 根据上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。2.3 零件的技术要求 该拨叉形状特殊，结构简单，属于典型的叉杆类零件。为了实现换挡变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有较
12、高的配合要求。因此加工精度要求较高。为拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.1。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档位准确,拨叉用螺钉定位。拨叉的全部技术要求列于表2-1中。 表2-1 拨叉零件技术要求 加工表面尺寸偏差()公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)形位公差()长槽侧面IT113.2长槽底面IT126.3拨叉脚两端面IT113.2拨叉脚内表面IT123.2M221.5螺纹孔到大槽外侧IT1225孔IT71.6综上所述,该拨叉件的各项技术要求制订得较合理。2.4 零件的工艺性 分析零件图可知,拨叉脚两端面要求切削加工,并在轴向方向上高于相邻表面,这样既减少了加
13、工面积,又提高换档时叉脚端面的接触刚度。25孔和M22螺纹孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度。长槽两侧面精度要求较高,而上表面及下表面精度要求不高,加工比较容易。该零件主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来；除主要工作表面外,其余的加工精度均较低。综上所述知,该零件不需要高精度机床加工,通过铣、钻、镗床的粗、半精加工就可以达到加工要求。由此可见,该零件的工艺性较好。2.5 确定拨叉的生产类型 依据设计要求可知,该零件的生产类型为大量生产。拨叉的重量为1.45kg，查文献【1】机械制造工艺与夹具表1-3可知,该拨叉属于轻型零件。第三章 毛坯的设计3.1 确定毛坯的制造形式 该零件材料为HT200。由于该拨叉在工作过程中承受的冲击载荷较小,受力小,生产类型为大量生产,并且材料可铸。因此为了提高生产效率，保证经济性，铸造件的表面质量与机械性能,所以根据文献【1】机械制造工艺与夹具应该采用铸造成型中的砂型铸造机器造型的方
