机械毕业设计（论文）-拖拉机2-3挡拨叉工艺及钻φ15孔夹具设计

1、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：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局部。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

2、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缺乏之处，并在以后设计中注意改良。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。全套图纸，加153893706ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various

3、knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological de

4、sign to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working pro

5、cedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection

6、part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the loc

7、alization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 3二. 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式 42.2基面的选择 52.3制定工艺路线 82.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 102.5确定切削用量及根本工时11三 夹具设计12问题的提出12定位基准的选择123.3切削力及夹紧力计算133.4定位误差分析143.5夹具设计及操作简要说明15总 结17致 谢18参考文献 19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

8、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开展的重要行业，是一个国家或地区开展的重要根底及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的上下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、机械制造技术根底、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

9、根本概念、根本理论，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，才能很好的完本钱次设计。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。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-150型拖拉机II-III档拨叉，它位于倒档拨叉杆上，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，与其他零件配合装配，在拨叉转动时带动其运动。零件上15mm的孔，装配在倒档拨叉杆上，用螺钉固定保证拨叉和拨叉杆的相对位置。宽13mm深15mm的槽与其他零件相配合，半圆形叉口拨动同步器。 1.2

10、 零件的工艺分析倒档拨叉从零件图上可以看出，它有两组加工外表，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15mm孔为中心的加工面 这一组加工面包括：一个的15mm孔以及对其倒角，宽13m深 15mm的槽口，在15mm孔所在的轮毂上钻两个孔，用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零件材料为HT200，考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

11、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 HT200，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，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，分别确定各加工外表的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 15mm的孔 因为孔只有15mm大，因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.

12、叉口侧面 该叉口两侧面粗糙度都是3.2，进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10mm，符合要求。3. 叉口内圆面 叉口内圆面的圆弧半径为R26mm，光洁度要求没有，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15mm的孔处钻孔 在此处，因为加工的孔不是很大，所以可以不必留铸造底孔。 因其它外表均为不加工外表，而且砂型机器造型铸造铸造出的毛坯外表就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其它外表上留有加工余量。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工外表的加

13、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。否那么，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那么，所以粗基准不太容易选择。为了保证15mm孔的位置精度的要求，选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、Y方向的位置要求以及15mm孔轴心线的垂直度，依照粗基准的选择原那么即当零件有不加工外表时，应该以这些

14、不加工外表作为粗基准，假设零件有假设干个不加工外表时，那么应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表做为粗基准来选取。工件被放在两个支承钉和支撑板上，限制三个自由度；工件的大叉口内外表紧靠在两个支承钉的外圆柱面上，限制两个自由度；小头15mm 孔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

15、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，以便使生产本钱尽量降下来。 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15H9的孔工序：铣宽7mm的2端面工序：铣宽50的内侧面工序：铣宽13mm的槽工序：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15H9的孔工序：铣宽7mm的2端面工序：铣宽50的内侧面工序：铣宽13mm的槽工序：钻5的孔工序X：终检，入库。上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有缺乏之处。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“

16、钻15mm孔这一步工序，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，似乎能减少劳开工时，提高生产率，可是没有考虑到，把这一步工序放前，定位比拟难，不易保证必要的位置精度，夹具设计困难，实际可行性比拟低。再看第2个方案，第2个方案把“钻15mm孔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，工序安排比拟科学合理。不过它和第1个方案一样，都把“扩、铰孔15mm和“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。不过主要的是立式钻床体积比拟大，操作起来不方便

17、，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。台钻体积比拟小，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，降低了零件的本钱。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15H9的孔工序：铣宽7mm的2端面工序：铣宽50的内侧面工序：铣宽13mm的槽工序：钻5的孔工序X：终检，入库。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工外表的加工余量和工

18、步如下： 1. 15mm的孔 钻孔15扩孔： 15H11mm 2. 叉口侧面 铣： 2Z=2mm 3. 铣槽 铣宽45mm铣： Z=2mm 4. 钻孔、攻丝 在15mm的孔处钻5mm孔。 ，2.5 确定切削用量及根本工时工序III：钻，扩，绞15孔工步一钻孔至14确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，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0.75，那么根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，那么机开工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用

19、量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取那么主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，那么机开工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，那么机开工时为三、 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。 问题的提出 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，精度那么不予考虑。因此我们以15孔外圆和顶面，侧面为定位基准。 定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

20、，否那么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。3.3 切削力及夹紧力计

21、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5-2钻削力矩 式5-3式中：D=15mm 代入公式5-2和5-3得 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。3.4 定位误差分析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。此时可求出孔心在

22、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，那么其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一固定V型块，一挡销定位，用手柄夹紧，即可满足定位要求。3.5 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防止干预。应使夹具结构简单，便于操作，降低本钱。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到达本工序的要求。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。夹具装配图附图如下夹具体附图如下总 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，使我们不但稳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AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的根底。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知