机械制造技术课程设计-主离合器分杠杆加工工艺及铣φ42端面夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u23878摘要 零件分析零件的作用题目给出的零件是主离合器分离杠杆。是发动机动力输出系统的一个零件，它的主要的作用是把离合器踏板产生的机械位移通过花键转变成扭矩，带动拨叉动作使离合器分离或者接合，控制发动机动力的输出与停止。图2-1主离合器分离杠杆零件图样分析主离合器分离杠杆零件材料45，由零件图知，其主要加工表面为底部Φ421端面粗糙度Ra25；花键孔粗糙度Ra3.2、Ra6.3；Φ12D11孔粗糙度Ra25；Φ24两端面粗糙度Ra25；Φ4孔粗糙度Ra25；宽4槽粗糙度Ra25。零件工艺分析1.以主离合器分离杠杆底部Φ421端面为基准的加工表面。这一组加工表面包括:花键底孔、Φ24两端面2.以花键底孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括:

内孔花键、Φ12.5mm孔、M12mm螺纹孔、Φ12D11mm孔、φ4mm孔、宽4mm槽及其倒角。其中主要加工面是内孔花键和Φ12D11mm孔。这两组加工面之间有着一定的位置要求。现分述如下:杠杆大头端面与花键孔轴线要求相互垂直以保证杠杆曲臂尺寸85士lmm。花键孔轴线与Φ12D11孔有距离230士0.75mm的要求以及与Φ12.5孔、M12螺纹孔距离22mm的要求。由上述分析可知，对于两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一-组表面，并保证它们之间的位置精度要求。确定毛坯确定毛坯种类机械加工中毛坯的种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件、焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。为了提高毛坯的制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。选择毛坯的制造方法一般应当考虑一下几个因素。1.材料的工艺性能材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁，铸造青铜等脆性材料不能锻造和冲压，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能用铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性能，可焊接性能好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件等。2.毛坯的尺寸、形状和精度要求毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而适宜采用自由锻造或是砂型铸造。形状复杂的毛坯，不宜采用型材或自由锻件，可采用铸件、模锻件、冲压件或组合毛坯。3.零件的生产纲领选择毛坯的制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如模锻及熔模铸造等；生产纲领小时，宜采用设备投资少的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。零件材料45钢，采用模锻,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。确定锻件加工余量及形状主离合器分离杠杆在1600t热模锻压力机上生产，零件无磨削精加工工序，锻件复杂系数为，长度为277mm时，查出该零件余量是：厚度方向为1.7～2.2mm，水平方向为1.7～2.2mm。对于此零件毛坯余量：厚度方向与水平方向均取2.0mm。图3-1主离合器分离杠杆毛坯图

工艺规程设计选择定位基准基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选主离合器分离杠杆零件顶部Φ42端面、Φ24外圆及Φ12.5孔端面为粗基准。2、精基准的选择根据该主离合器分离杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以底部Φ42端面、Φ22.4H8孔及Φ12D11孔为精基准，满足要求。制定加工工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工序01：锻造工序02：调质处理硬度HB217～255工序03：铣底部Φ42端面工序04：钻、铰Φ22.4H8孔；倒角C1.5工序05：钻、铰Φ12D11孔；钻Φ4孔工序06：钻M12-3螺纹底孔Φ9；钻Φ12.5孔；攻M12-3螺纹工序07：铣Φ24两端面工序08：铣宽4槽工序09：拉花键工序10：去毛刺工序11：检验至图纸要求并入库选择加工设备及工艺装备工序03：铣底部Φ42端面；刀具：立铣刀；量具：游标卡尺；夹具：铣夹具；机床：立式铣床X52K工序04：钻、铰Φ22.4H8孔；倒角C1.5；刀具：麻花钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：钻夹具；机床：立式钻床Z525工序05：钻、铰Φ12D11孔；钻Φ4孔；刀具：麻花钻、铰刀；量具：锥柄圆柱塞规；夹具：钻夹具；机床：立式钻床Z525工序06：钻M12-3螺纹底孔Φ9；钻Φ12.5孔；攻M12-3螺纹；刀具：麻花钻、丝锥；量具：锥柄圆柱塞规、螺纹塞规；夹具：钻夹具；机床：立式钻床Z525工序07：铣Φ24两端面；刀具：立铣刀；量具：游标卡尺；夹具：铣夹具；机床：立式铣床X52K工序08：铣宽4槽；刀具：锯片铣刀；量具：游标卡尺；夹具：铣夹具；机床：卧式铣床X62工序09：拉花键；刀具：花键拉刀；量具：游标卡尺；夹具：拉夹具；机床：拉床L6110机械加工余量、工序尺寸及公差的确定表1底部Φ42端面工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/粗铣2.0IT15254646毛坯2.04848表2花键底孔Φ22.4H8工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/铰0.2IT86.3Φ22.4Φ22.4钻11.0IT1212.5Φ22Φ22毛坯11.200表3Φ24两端面工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/粗铣2.0IT13251338毛坯2.01717表4Φ12D11孔工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/铰0.5IT116.3Φ12Φ12钻5.5IT1312.5Φ11Φ11毛坯6.000表5Φ4孔工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/钻2.0IT1312.5Φ4Φ4毛坯2.000表6Φ12.5孔工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/钻6.25IT1312.5Φ12.5Φ12.5毛坯6.2500表7M12-3工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/攻丝1.5IT1312.5M12M12钻4.5IT1312.5Φ9Φ9毛坯6.000表8宽4槽工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/铣4.0IT132544毛坯4.000表9花键工序尺寸及公差加工余量工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/拉0.8IT103.2Φ24Φ24毛坯0.8IT86.3Φ22.4Φ22.4选择切削用量、确定时间定额工序03：铣底部Φ42端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra25，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝190当＝190r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序04：钻、铰Φ22.4H8孔；倒角C1.5工步一：钻孔至Φ22确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：铰Φ22孔至Φ22.4H8孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步三：倒角C1.5工序05：钻、铰Φ12D11孔；钻Φ4孔工步一：钻孔至Φ11确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：铰Φ11孔至Φ12D11孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步三：钻Φ4孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工序06：钻M12-3螺纹底孔Φ9；钻Φ12.5孔；攻M12-3螺纹工步一：钻M12-3螺纹底孔Φ9确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 工步二：钻Φ12.5孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=1则机动工时为工步三：攻M12-3螺纹确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，通孔时，走刀次数i=1则机动工时为工序07：铣Φ24两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金端铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra25，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝300当＝300r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序08：铣宽4槽1、选择刀具刀具选取锯片铣刀，刀片采用YG8,铣刀，铣刀齿数，铣刀厚度H=4mm2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝95当＝95r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，,则机动工时为工序09：拉花键1.选择刀具刀具选取花键拉刀2.决定拉削深度3.计算工时根据拉床L6110说明书，其功率为为17kw，中等系统刚度。则机动工时为当未知时，（考虑校准部分长度的系数，无校准部分时，）（考虑机床返回行程的系数）——拉刀工作部分长度（mm)——工作拉削表面长度（mm)——单面加工余量（mm)——拉刀每齿进给量（mm/z)——拉刀同时工作的齿数=（36+36）=0.8mm，=46mm，，，，，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，决定设计工序03：铣底部Φ42端面的夹具设计问题的提出本夹具主要用于铣底部Φ42端面，粗糙度为Ra25，与其他面没有位置度要求，设计夹具时不用考虑位置度关系。夹具设计1.定位元件设计选择的定位元件为：固定V型块、A型支承钉、紧定螺钉，其中固定V型块、A型支承钉为标准件，其结构见图6-1和6-2。图6-1固定V型块图6-2支承钉2.夹紧元件设计采用的夹紧元件为：移动压板夹紧机构和螺旋夹紧机构等组成的夹紧机构，夹紧机构如下图6-3、6-4所示：图6-3移动压板夹紧机构图6-4螺旋夹紧机构3.夹具体设计用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。夹具体如下图6-5所示：图6-5夹具体4.定位元件定位误差分析和计算定位误差是指采用调整法加工一批工件时，由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面对工序基准的距离尺寸）或位置要求方面的加工误差。当采用夹具加工工件时，由于工件定位基准和定位元件的工作表面均有制造误差使定位基准位置变化，即定位基准的最大变动量，故由此引起的误差称为基准位置误差，而对于一批工件来讲就产生了定位误差。如图6-6所示图6-6用V型块定位加工时的定位误差当定位基准与工序基准不重合时，就产生了基准不重合误差。基准不重合误差即工序基准相对定位基准理想位置的最大变动量。定位误差指一批工件采用调整法加工，仅仅由于定位不准而引起工序尺寸或位置要求的最大可能变动范围。定位误差主要由尺寸位置误差和基准不重合误差组成。根据相关公式和公差确定具体变动量。如图6-7，两个极端情况：情况1：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"高"得加工尺寸；情况2：d1=d1,d2=d2使工序基准尽可能地"低"得加工尺寸。且该工序定位误差图6-7定位误差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3925.铣削力和夹紧力计算①计算铣削力查表4得切削力计算公式：式中，f=0.2mm/r,查表得=736MPa,即=≈296N②计算夹紧力所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查参考文献2，P92，表3-16螺母的夹紧力为2550N==6375N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。6.导向元件的设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB2207—80定向键结构如图所示：图6-8夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度a=18mm定向键的结构尺寸如下：表6.1定向键数据表BLHhDd1夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.027-0.03325127126.618+0.0187对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。对刀块选用圆形对刀块，其结构如下图所示：图6-9圆形对刀块圆形对刀块的规格及主要尺寸：图6-10圆形对刀块的规格及主要尺寸塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：图6-11平塞尺塞尺尺寸为：表6.2平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC2-0.0140.5总结到此为止，在自己一周的努力后顺利完成了主离合器分离杠杆的机械制造工艺及其夹具设计。从刚开始对制造工艺只有一点感性认识到现在已熟悉制造工艺的国内外现状及趋势，能对工件确定合理的工艺方案，对零件的设计制造，机床设备的选用，机械零件的选用及零件加工工艺过程的说明有了较为深刻的领会，同时对根据加工工艺设计相应的夹具体也较清楚。在本次设计中，要用到许多基础理论，由于有些知识已经遗忘，这使我们要重新温习知识，因此设计之前就对大学里面所涉及到的有关该课题的课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于专业知识的综合运用能力和分析解决实际问题的能力。通过本次设计还使我更深切地感受到了团队的力量，在与同学们的讨论中发现问题并及时解决问题，这些使我们相互之间的沟通协调能力得到了提高，团队合作精神也得到了增强。可以说，毕业设计体现了我们大学四年所学的大部分知识，也检验了我们的综合素质和实际能力。同时也跨出了我的工程师之路的第一步。致谢这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程