YZ20型振动压路机变速箱拨叉加工工艺及工装设计-毕业论文

山东建筑工程学院毕业设计论文YZ20型振动压路机变速箱拨叉加工工艺及工装设计第2页第14页摘要根据已知参数和工程机械的一般设计原则，采取了类比设计方法，设计了YZ20型振动压路机的全液压技术的传动系统。它不仅大大减少了操作人员的工作强度，而且使整机性能有了很大的提高，可实现无级变速的行走驱动，换向加速度的减小使换向更加柔和、轻松。而且在振动压路机上采用了全液压传动技术为振动压实的自动控制技术奠定了良好的基础。根据生产类型、粗精基准的选择原则和毛坯的被加工表面的精度和粗糙度编制了YZ20型振动压路机变速箱拨叉零件的工艺过程。采用了六点定位原则，来确定工件在夹具中需要限制的自由度，并根据基准重合原则设计了铣拨叉操纵槽的工装夹具，工件靠支承板、定位心轴、挡销限制工件的六个自由度，采用移动压板、开口垫圈和螺母夹紧。该夹具具有结构简单、操作方便、能快速实现铣槽的加工优点。关键词：变速箱拨叉工装夹具工艺过程设计ABSTRACTAccordingtotheknownparameterandtheprojectmachinerygenerallayoutprinciple,hasadoptedtheanalogydesignmethod,hasdesignedtheYZ20road-rollerentirehydraulicpressuretechnologytransmissionsystem.Itnotonlygreatlyreducedoperator'sworkingstrength,moreoverenabletheentiremachineperformancetohavetheverybigenhancement,mightrealizethestepspeedchangetowalktheactuation,thecommutationaccelerationreducesthecommutationevenmoregently,isrelaxed.Moreoverhasusedtheentirehydraulictransmissiontechnologyontheroad-rollerforrolltheautomaticcontroltechnologyhaslaidthegoodfoundation.Accordingtoproducedthetype,thethickfinedatumselectionprincipleandthesemifinishedmaterialsisprocessedsuperficialtheprecisionandroughnessestablishestheYZ20road-rollergearboxtodialforksthecomponentsthetechnologicalprocess.Hasusedsixlocalizationsprinciples,determinedworkpiecedegreeoffreedomwhichneedstolimitinthejig,anddesignedthemillaccordingtothedatumsuperpositionprincipletodialtheforkhandlecanaltheworkclothesjig,theworkpiecedependsonthesupportplate,thelocatormandrel,thepinlimitworkpiecesixdegreesoffreedom,usedmovestheclamp,theshapewasherandthenutclamps.Thisjighasthestructuretobesimple,theeaseofoperation,canfastrealizemilltheprocessingmerit.Keyword:Gearbox;Setasidethefork;Frockjig;Thecraftcourseisdesigned1绪论1.1YZ20型振动压路机发展现状及趋势我国压实机械的发展经历了十分漫长的过程，最早的是机械传动式静作用压路机，它是靠机械自身的重量对土石方进行压实,作用力相对较小,随着经济的快速发展,它已经不能满足现代化建设的需要而逐渐的被市场淘汰。全液压振动压路机的引进和推广应用是在八十年代中期，是人们对振动的认识、控制技术、液压技术、动力系统发展成熟的结果，该系列产品处于压实机械前沿，是引导市场的生力军；而机械驱动振动压路机则是全液压振动压路机与机械传动式静作用压路机结合的产物。现代压路机的结构更加先进、技术性能更加完善，可靠性进一步提高，附加功能增加，零部件制造和装配工艺得到进一步改善，操纵控制系统向全电液操纵和电子监控方面发展，驾驶向舒适性、方便性方向发展，整机给人以爽心悦目的感觉。现代压路机发展有以下趋势：(1)全液压驱动，液压传动过程平稳，操纵灵活省力，并且为自动控制创造了条件。

(2)压路机的智能化。

(3)防滑转控制系统。

(4)无人驾驶振动压路机。

(5)新型沥青压路机。

(6)振荡式振动压路机。(7)垂直式振动压路机。(8)冲击式压路机。(9)特殊压路机。1.2毕业设计的目的和作用

本课题要求通过对压路机构造及工作原理的分析，深入了解其传动系统的结构原理，进行传动系统总体设计及变速箱总体设计、拨叉工艺过程设计及其工装夹具的详细设计、并对工装夹具重要零件进行详细校核设，以及手工完成变速箱和工装的装配图及零件图。通过完成该毕业设计，可以进一步掌握机械产品的研究和开发方法，提高结构设计和编制加工工艺能力，丰富机械加工知识。2振动压路机总体设计振动压路机总体方案的设计总共进行了以下几步过程：YZ20型压路机总体方案的拟订；传动系统的总体设计方案确定；功率组合及振动功率计算；YZ20型振动压路机行驶系统，具体计算过程参见设计说明书。

3YZ20型变速箱拨叉工艺规程制定3.1零件的工艺分析3.1.1零件的功用、结构及特点改零件是以Φ20H7孔套在拨叉轴上，并用钢球经Φ9H12和孔与拨叉轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉沿轴在变速箱中滑动。拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现压路机的变速。拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面，主要配合面为Φ20H7孔和拨叉脚内侧面80，改零件属特殊形状零件，但复杂程度一般，由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度及韧性。3.1.2主要加工表面及要求1）、拨叉安装孔孔径Φ20mm，其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度R1.6m,孔端面位置尺寸79.5mm，表面粗糙度R25m。2）、拨叉脚端面厚度为10mm,表面粗糙度R3.2m，高度30mm。3）、拨叉脚内侧面宽度尺寸为80mm，其对称面与拨叉安装孔中心距离为30mm,表面粗糙度R3.2m。4）、操纵槽宽度为20mm，通槽，其端面与拨叉轴安装孔端面的距离为49.5mm，与拨叉脚端面的距离为29.75mm。5）、拨叉紧定孔 孔径Φ9H12mm，通孔，其形状公差遵循包容要求，孔轴线对M10螺纹孔轴线的同轴度公差为Φ0.05mm。3.2毛坯的选择3.2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差1）、因零件材料为45钢，小批量生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，要求有一定的刚度、强度及韧性，所以毛坯制造选用金属模砂型机器造型铸造成型。2）、拨叉形状特殊且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序较多，故零件毛坯选为精铸件，铸件尺寸公差等级为CT9，加工余量等级按CT9－MA－H/G级。3.2.2绘制毛坯图根据拨叉零件图，在各个加工表面上加上机械加工余量，绘制毛坯图并标注尺寸和技术要求。图3.1拨叉毛坯图3.3基准的选择该拨叉零件图中较多的尺寸及形位公差是以Φ20H7孔为设计基准，因此，必须首先加工出Φ20mm孔，为后续工序作基准。根据粗、精基准选择原则，确定各加工表面的基准如表3-1所示：表3-1基准选择列表序号加工部位基准选择1Φ20mm孔拨叉头的外形轮廓及端面2拨叉脚两端面（粗加工）Φ20mm孔及其端面3拨叉脚两端面（精加工）Φ20mm孔及拨叉脚端面4拨叉脚内侧面Φ20mm孔、拨叉脚端面及外侧面5操纵槽20mmΦ20mm孔及其端面、拨叉脚外侧面、拨叉脚内侧面6Φ9H12孔Φ20mm孔、操纵槽、拨叉脚内侧面3.4拟定机械加工工艺路线3.4.1确定各表面的加工方法根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定加工方法如下：Φ20mm孔的端面加工方法为铣削；Φ20mm孔的加工方法为钻、扩、铰；拨叉脚两端面的加工方法为铣削、磨削；操纵槽的加工方法为铣削；Φ9H12孔的加工方法为钻削；M10螺纹孔的加工方法为攻丝。3.4.2拟定加工工艺路线加工方案的拟订及各个方案的比较参见设计说明书。3.5确定机械加工余量、工序尺寸及公差根据上述原始资料和加工工艺，查《机械工程及自动化简明设计手册（上册）》表5－5、表5－44、表5－49，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差。表3-2机械加工余量、工序尺寸及公差工序号工序内容单边余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度R10铣拨叉头端面2.579.512.520（1）钻Φ20H7孔9Φ1812.5（2）扩Φ20H7孔0.9Φ19.86.3（3）粗铰Φ20H7孔0.07Φ19.943.2（4）精铰Φ20H7孔0.03Φ20H7孔1.6（5）孔口倒角1C112.540粗铣拨叉脚两端面3.210.612.550铣拨叉脚内侧面3.5806.360（1）粗铣操纵槽9.51912.5（2）精铣操纵槽0.5203.270钻Φ9H12孔4.5Φ9H1212.5110磨拨叉脚两端面0.3103.23.6选择机床设备及工艺装备根据生产类型和满足被加工工零件的技术要求，且结合现有生产条件，各工序所选用的机床设备和工艺装备具体参见附录——工艺过程卡、工序卡3.7确定切削用量及基本工时各工序的切削用量及基本工时计算过程省略，具体数据参见附录——工序卡片3.8填写工艺文件按以上所确定的工艺过程和工艺参数填写机械加工工艺过程4YZ20变速箱拨叉工装夹具的设计4.1定位方案4.1.1确定要限制的自由度按照加工要求，铣通槽时应限制工件的五个自由度，即沿Z轴的移动自由度不需要限制。4.1.2定位方案的选择有三种方案可供选择：方案Ⅰ、工件以E面作为主要定位面，用支撑板和短销（与工件Φ20H7孔配合），限制工件五个自由度，另外设置一个防转挡销实现六点定位。为了提高工件的装夹刚度，在C处加一个辅助支撑。如图4.1a所示方案Ⅱ、工件以Φ20H7孔作为主要定位基准，用长销和支撑钉限制工件五个自由度，另外设置一防转挡销实现六点定位，在C处也加一个辅助支撑。如图4.1b所示方案Ⅲ、工件以Φ20H7孔作为主要定位基准，用长销和长条支撑板限制工件六个自由度，其中绕Z轴旋转的自由度被重复限制了。另外设置一防转挡销，在C处也加一个辅助支撑。如图4.1c所示（a）(b)(c)图4.1定位方案比较以上三种方案，方案Ⅰ中工件绕X轴转动的自由度由E面限制，定位基准与设计基准不重合，不利于保证槽的中心平面与Φ20H7孔轴线的垂直度；方案Ⅱ中虽然定位基准与设计基准重合，槽的中心平面与Φ20H7孔轴线的垂直度易于保证，但这种定位方式不利于工件的夹紧；方案Ⅲ中虽然是过定位，但若在工件加工工艺方案中安排Φ20H7孔与E面在一次装夹中加工，使得Φ20H7孔与E面有较高的垂直度，则过定位的影响甚小。对工件施加夹紧力时，工件的变形也很小，且定位基准与设计基准重合。纵上所述，方案Ⅲ较好。对于防转挡销位置的设置，也有三种不同的方案。当挡销放在位置1时，由于B面与Φ20H7孔轴线的距离较近，尺寸公差又大，定位精度低；挡销放在位置2时，虽然距离Φ20H7孔较远，但由于定位面是毛面，因此定位精度也较低；当挡销放在位置3时，距离Φ20H7孔轴线较远，工件定位面的精度高，定位精度高。因此，防转挡销放在位置3较好。如图4.2所示图4.2定位销安置方案4.1.3定位误差的计算定位误差计算过程参见设计说明书4.2夹紧方案根据工件夹紧的原则，除在拨叉轴孔处施加夹紧力外，还应在拨叉脚靠近支承板处增加一夹紧力，以增加工件的定位刚度。对着支承板的夹紧机构可采用钩形压板，使结构紧凑，操作方便。4.3对刀方案加工槽的铣刀需要两个方向对刀，故应采用直角对刀块。4.4夹具总图上的尺寸、公差、技术要求1、夹具最大轮廓尺寸为225mm183mm303mm。2、影响工件定位精度的尺寸和公差为工件内孔与长销的配合尺寸Φ20H7/g6、挡销的位置尺寸670.015mm、1450.7mm。3、影响装夹精度的尺寸和公差为定位长销的轴心线与夹具体底面的平行度为0.05mm、定位长销的轴心线与放支承板平面的垂直度为0.03mm。

6结论经过近三个月的设计工作，本次毕业设计主要完成了以下任务：1、完成了压路机总体传动系统设计及部分零部件设计，对压路机的变速器进行分析、选型并设计。2、YZ20型压路机变速箱中拨叉的结构设计。3、拨叉加工工艺过程设计及加工操纵槽的工装夹具设计及零部件的选取。4、通过对零部件手工、电子绘图，细致的了解了绘图的严谨和国家标准的查取。5、通过一系列过程的工作，所设计的压路机基本满足了设计要求。通过本次毕业设计，使我初步学习了工艺过程及工装夹具的设计，对他们有了一定的了解。毕业设计的目的不仅是为了毕业而设计，更重要的是学习，将几年来在大学中所学的内容进行融会贯通，同时温故知新，了解更多的知识。明白学习要学以致用，以后工作中遇到困难学会利用各种方式解决问题。最后，由于时间和水平的问题，其中有很多错误和不足之处，望读者批评指正。

参考文献1.杨黎明.机床夹具设计手册.北京：国防工业出版社，1996.052.徐圣群.简明机械加工工艺手册.上海：上海科学技术出版社，1993.033.成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2002.014.王先逵.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，1995.115.成大先.机械设计手册.单行本.减（变）速器·电机与电器.北京，化学工业出版社6.杨叔子.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2001.087.陈宏均.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，2003.018.徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2004.039.陈新轩、展朝勇、郑忠勇.现代工程机械发动机与底盘构造.北京：人民交通出版社，10.叶伟昌.机械工程及自动化简明设计手册.北京：机械工业出版社，2001.1111.张世英.工程机械使用维修丛书.北京：机械工业出版社，2001.812.张铁.压路机构造维修与压实技术.济南运达工程机械公司培训部13.李维荣.标准紧固件实用手册.北京：中国标准出版社，200414.陈心昭.机械加工工艺装备设计手册.北京：机械工业出版社，1998.0615.符炜.实用切削加工手册.湖南：湖南科学技术出版社16.HoosteGH.DesignofFeedbackControlSystems.CBSCollegePublishing.198217.MartinHealeyPrinciplesofAutomaticControl,HodderandStouthton.1975DevelopmentTendenciesinStartingComponentsandShiftComponentsforOn-RoadVehicleTransmissions.19.TheinfluenceoftransmissionandSteeringunitonthefuelconsumptionandPerformanceofprivatecars基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计HYPERLIN