拖拉机Ⅱ-Ⅲ档倒挡拨叉钻Φ15孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 毕业设计说明书 题目：倒档拨叉的工艺规程及钻 15 孔的夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床 夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 倒档拨叉 加工工艺规程及其钻 15 孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹 具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 3 二 . 工艺规程设计 4 4 5 8 序尺寸及毛坯尺寸的确定 10 11 三 夹具设计 12 题的提出 12 位基准的选择 12 削力及夹紧力计算 13 位误差分析 14 具设计及操作简要说明 15 总 结 17 致 谢 18 参考文献 19 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 买文档送 纸， 14951605 或 1304139763 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 1 页 共 25 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 倒档拨叉 的加工工艺规程及其钻 15 孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制 造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 2 页 共 25 页 一、 零件的分析 零件的作用 倒档拨叉的作用， 题目所给定的零件是东风 位于倒档拨叉杆上，主要作用一是通过倒档拨叉杆将扭矩传递给倒档拨叉，拨动倒档同步器，改变齿轮的啮合方向，实现拖拉机的倒行；二是在倒档拨叉上有一个配合槽，与买文档送全套 纸，交流 14951605 第 3 页 共 25 页 其他零件配合装配，在拨叉转动时带动其运动。零件上 15配在倒档拨叉杆上，用螺钉固定保证拨叉和拨叉杆的相对位置。宽 135圆形叉口拨动同步器。 零件的工艺分析 倒档拨叉 从零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要 求，现将这两组加工面分述如下： 1. 以 15 这一组加工面包括：一个的 15 13 15 15来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用。 2. 叉口处的加工面 这一组加工面包括：铣叉口的 2端面面，铣叉口内侧面，其中外端面和 15孔有垂直度要求，这就要求我们要以 15内孔定位加工这 2端面，以保证端面和 15孔的垂直度。 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 4 页 共 25 页 零件材料为 虑到拖拉机运行时经常需 要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 毛坯的设计 拖拉机的倒档拨叉零件材料为 度选用 260坯重约 1产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 15 因为孔只有 15此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。 2. 叉口侧面 该叉口两侧面粗糙度都是 行一次粗铣即可满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为 G，选取尺寸公差等级为 9级。 所以根据相关资料和经验可知，毛坯的叉口厚度定为 10合要求。 3. 叉口内圆面 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 5 页 共 25 页 叉口内圆面的圆弧半径为 洁度要求没有，直接铸造出来，查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为810级， 5. 钻孔、 在 15 在此处，因为加工的孔不是很大，所以可以不必留铸造底孔。 因其它表面均为不加工表面，而且砂型机器造型铸造铸造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了。 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使 生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，拖拉机倒档拨叉较不规则，所以粗基准不太容易选择。为了保证 15择叉口内圆面和叉口侧面作为粗基准，以保证孔的轴心线与叉口的 X、 15照粗基准的选择原则 （即当零件有不加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，买文档送全套 纸，交流 14951605 第 6 页 共 25 页 若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 工件被放在两个支承钉和支撑板 上，限制三个自由度；工件的大叉口内表面紧靠在两个支承钉的外圆柱面上，限制两个自由度；小头 15的端面紧靠在支承钉上，限制一个自由度，实现完全定位。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外 ，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 铣左端面 工序： 铣右端面 工序： 钻扩绞 15孔 工序： 铣宽 7 2 端面 工序： 铣宽 50 的内侧面 工序： 铣宽 13槽 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 7 页 共 25 页 工序： 钻 5 的孔 工序 X： 终检，入库。 方案二 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 铣左端面 工序： 铣右端面 工序： 钻扩绞 15孔 工序： 铣宽 7 2 端面 工序： 铣宽 50 的内侧面 工序： 铣宽 13槽 工序： 钻 5 的孔 工序 X： 终检，入库。 上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不足之处。第 1个 方案先是 “摇臂钻床上钻 5孔。 ”，先把这一步工序放在前面是想，后面还有 “钻 15这一步工序，如果先钻孔那么就可以省略一步 “手工去毛刺 ”的工序。能这样想，出发点是好的，考虑到可以减少一步工序，似乎能减少劳动工时，提高生产率，可是没有考虑到，把这一步工序放前，定位比较难，不易保证必要的位置精度，夹具设计困难，实际可行性比较低。再看第 2个方案，第 2个方案把 “钻 15这一步工序放在了前面，这样为以后的各个工序提供了加工基准，工序安排比较科 学合理。不过它和第 1个方案一样，都把 “扩、铰孔 15 “倒角 ”放在了一步工序中。在这一步中通过换钻套可以倒一边的角，不过要倒另一边的角，就要把工件卸下翻面倒角，这样增加了夹具的设计难度。不过主要买文档送全套 纸，交流 14951605 第 8 页 共 25 页 的是立式钻床体积比较大，操作起来不方便，并且倒角也没有高的精度要求，从经济效益上来考虑是不合算的。通过分析后，把这一步工序一分为二，把 “倒角 ”独立出来，单独作为一步工序，因为倒角的精度要求不高，我们可以把这一步工序放在台钻上来完成。台钻体积比较小，操作简单，夹具结构也简单，这样零件的加工工时降下来了，生产效率上 来了，降低了零件的成本。 具体的加工路线如下 工序 ：铸造。 工序 ：时效处理 工序： 铣左端面 工序： 铣右端面 工序： 钻扩绞 15孔 工序： 铣宽 7 2 端面 工序： 铣宽 50 的内侧面 工序： 铣宽 13槽 工序： 钻 5 的孔 工序 X： 终检，入库。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量和工步如下： 1. 15钻孔 15 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 9 页 共 25 页 扩孔： 152. 叉口侧面 铣： 2Z=23. 铣槽 铣宽 45 Z=24. 钻孔、攻丝 在 155 ， 确定切削用量及基本工时 工序 ，扩，绞 15 孔 工步一钻孔至 14 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 40 时， 。由于本零件在加工 14 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 81 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 10 页 共 25 页 m 75141000 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 3 0 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 纸，交流 14951605 第 11 页 共 25 页 工步 3：铰 孔 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 6 8393021 纸，交流 14951605 第 12 页 共 25 页 三、 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计钻 15 孔的钻床夹具。 题的提出 本夹具主要用于钻 15 孔，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上， 精度则不予考虑。因此我们以 15 孔外圆和顶面，侧面为定位基准。 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强 度，提高加工精度。 15的孔已加工好，为了使定位误差减小，选择 15 孔外圆和顶面，侧面作为定位基准，来设计本道工序的夹具，以 V 型块，手柄，挡销买文档送全套 纸，交流 14951605 第 13 页 共 25 页 作为定位元件。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的手柄作为夹紧机构。 削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工，钻削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： D=15 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 7 8 9174 . 2 015 819 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 定位误差分析 （ 1） 定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主 要定位元件为固定 V 型块和挡销销及其手柄，孔与销间隙配合。 （ 2） 工件的工序基准为孔外圆，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此买文档送全套 纸，交流 14951605 第 14 页 共 25 页 时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一固定 挡销定位，用手柄夹紧，即可满足定位 要求。 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了手柄夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用手柄夹紧机构。 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 15 页 共 25 页 夹具装配图附图如下 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 16 页 共 25 页 夹具体附图如下 买文档送全套 纸，交流 14951605 第 17 页 共 25 页 总 结 毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们 来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，