夾具設計任務說明書

1、 課程設計任務說明書課程名稱 機 械 制 造 裝 備 設 計 題 目 設計變速器換擋叉機械加工工藝工裝 專業(yè)班級 學生姓名 學號 指導老師 審 批 機械工程學院目 錄第一章零件分析11.1 零件的作用11.2 零件的工藝分析11.3 零件的技術(shù)條件分析2第2章. 選擇毛坯、確定毛坯尺寸22.1 選擇毛坯并確定制造方法和尺寸及其公差22.2 確定毛坯的技術(shù)要求3第3章. 機械加工工藝過程33.1 基準的選擇33.2 表面加工方法的選擇33.3 擬定機械加工工藝路線4第4章. 工序設計44.1 選擇加工設備44.2 選擇刀具、量具及夾具44.3 確定切削用量54.4 確定工序尺寸54.5 確定時間

2、定額5第5章 夾具設計55.1 本工序的加工要求與應限制的自由度55.2 確定定位方案及定位誤差的分析與計算55.3 夾緊方案的確定及夾緊裝置的選擇與設計65.4 確定夾具的對刀（或?qū)颍┭b置75.5 夾具上其它裝置的設計75.6 夾具技術(shù)條件的制定85.7 夾具的操作說明8參考文獻9心得體會92第一章零件分析1.1 零件的作用(參考P39）圖一為躍進牌汽車變速器三，四擋換擋叉。它用一M10X1螺釘通過15.81F8孔連接于換擋軸上，操縱桿下端球頭插入mm槽內(nèi)，可撥動它連同換擋軸一起左右移動，此時，卡入雙聯(lián)齒輪退刀槽中的叉口mm利用兩端面撥動齒輪改變位置，達到變速的目的。圖一 變速器換擋叉 3

3、5鋼1.2 零件的工藝分析由零件圖可知，15.8F8的孔及其端面是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為六組：1. 換擋叉安裝孔孔徑15.8F8是換擋叉的安裝孔，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra12.5m。2. 換擋叉腳端面換擋叉腳端面的厚度為5.90 -0.15mm，兩端面對孔15.8F8軸線的垂直度公差為0.15mm，內(nèi)端面與操縱槽的對稱面的距離為33.5+0.15 -0.15mm，表面粗糙度Ra為6.3m。3. 換擋叉腳內(nèi)側(cè)面換擋叉腳內(nèi)側(cè)面的厚度為51+0.1 0mm，其對稱面與換擋叉頭對稱面同屬于一個面表面粗糙度Ra為6.3m。4. 換擋叉頭兩側(cè)面換擋叉腳端面的厚度為

4、9.650 -0.25mm，對稱面與15.8F8孔及換擋叉腳端面屬同一個面，表面粗糙度Ra為6.3m。5. 操縱槽操縱槽的寬度為14.2+0.1 0mm，槽底為半圓，半徑為R7.1mm，表面粗糙度Ra為12.5m，槽平面部分的倒角為0.8X45°。6. 螺紋孔端面螺紋孔M10X1-7H的端面的粗糙度要求為Ra12.5m。1.3 零件的技術(shù)條件分析由零件圖分析可知，變速器換擋叉的技術(shù)要求如表1所示：表1 變速器換擋叉的技術(shù)要求加工表面偏差mm公差及精度等級粗糙度Raµm形位公差5.9mm的端面0 -0.15IT76.30.15A16.5mm的端面+0.2 -0.3IT1312

5、.514.2mm的操縱槽+0.1 0IT1312.59.65mm的兩端面0 -0.25IT76.3R105mm的叉部端面IT76.351mm的腳內(nèi)側(cè)面+0.1 0IT76.3第2章. 選擇毛坯、確定毛坯尺寸2.1 選擇毛坯并確定制造方法和尺寸及其公差1) 因零件的材料為鍛件，要求成批生產(chǎn)，換擋叉的輪廓尺寸不大且有較多不需要加工的表面，所以毛坯選用模鍛鍛造成形。2) 換擋叉屬于特殊形零件，且加工過程中利用不加工表面進行定位的工序較多又是成批生產(chǎn)，故零件的毛坯選用為模鍛。鍛件公差等級為CTB（見表3-1），加工余量查表3-10，換擋叉內(nèi)側(cè)面留單邊余量為2mm，換擋叉頭兩端面的單邊余量為4.25mm

6、，換擋叉腳內(nèi)平端面為1.9mm，外凸端面為2.2mm，操縱槽不鍛出，單邊余量為7.1mm.2.2 確定毛坯的技術(shù)要求a) 未注明鍛造圓角R1.5，拔模斜度為7°；b) 鍛件正火硬度180HBS；c) 兩叉口淬火至全厚硬度為45HRC；d) 材料：35鋼。第3章. 機械加工工藝過程3.1 基準的選擇3.1.1粗基面的選擇對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準，從零件的加工分析得知，變速器換擋叉應該以

7、外輪廓作為粗基準。3.1.2精基面的選擇選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇15.8F8的孔及其端面作為精基準。3.2 表面加工方法的選擇零件各表面的加工方法和方案選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟方面的要求。在選擇時，應根據(jù)各種加工方法的特點及其經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度，結(jié)合零件的特點和技術(shù)要求，慎重決定。本設計任務給的零件需要加工的表面有：端面、內(nèi)孔、槽等，其加工方法如下：1. 15.8F8孔端面

8、的粗糙度要求為Ra12.5m，公差等級為IT12，粗銑。2. 15.8F8孔內(nèi)表面粗糙度為Ra3.2m，公差等級為IT8，查表可知，15.8F8孔可用鉆-擴-鉸。3. 15.8F8孔口倒角未說明，公差等級為IT14，粗糙度為Ra12.5m，粗車。4. 換擋叉腳兩端面，粗糙度為Ra6.3m，公差等級為IT12，查表可知，粗銑可達到要求。換擋叉腳局部淬火，然后進行吹砂。5. 換擋叉腳內(nèi)側(cè)面51+0.1 0 ，表面粗糙度為Ra6.3m，公差等級為IT12，查表可知，粗銑即可。6. 換擋叉頭兩側(cè)面，表面粗糙度為Ra6.3m，公差等級為IT12，查表可知，粗銑即可。7. 操縱槽，寬度為14.2+0.1

9、0，表面粗糙度為Ra12.5m，公差等級為IT12，查表可知，粗銑即可。3.3 擬定機械加工工藝路線工藝路線方案工序1：以外輪廓為粗基準，車15.8孔的端面，鉆，擴，鉸15.8F8孔。用車床CK6136加工。工序2：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑叉口51的兩內(nèi)側(cè)面。用銑床X51加工。工序3：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑叉口9.65的兩側(cè)面。工序4：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑14.2的槽。工序5：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑16.5的端面。工序6：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑11的面。工序7：以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑叉口5.9的兩側(cè)面。工序8:

10、 以15.8的孔及其端面為精基準，粗銑R105叉部端面。工序9：以15.8的孔及其端面為精基準，精銑叉口51的兩內(nèi)側(cè)面。工序10：以15.8的孔及其端面為精基準，精銑9.65的兩側(cè)面。工序11：以15.8的孔及其端面為精基準，精銑叉口5.9的兩側(cè)面。工序12：以15.8的孔及其端面為精基準，精銑叉部R105端面。工序13：以15.8的孔及其端面為精基準，鉆16.5端面上M10螺紋孔8.5，攻M10。用鉆床Z525加工。第4章. 工序設計（鉆 16.5端面上M10螺紋孔8.5，攻10。）4.1 選擇加工設備選擇機床，根據(jù)工序特點選擇機床。工序13鉆8.5mm的孔，攻螺紋孔用M10X1-7H的絲錐

11、。選用Z525立式鉆床加工，。4.2 選擇刀具、量具及夾具選擇刀具，根據(jù)工序特點選擇刀具。鉆孔8.5mm的孔用直柄麻花鉆。攻螺紋孔M10，用10的精密絲錐。4.2.1選擇量具本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考機械工藝手冊(P105,P114,P125)，選擇如下：4.2.2.選擇加工孔量具因為孔的加工精度介于IT7IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm測量范圍50mm125mm的內(nèi)徑千分尺即可。4.2.3選擇夾具 該步工序鉆孔需要專用夾具。4.3 確定切削用量本工序為鉆8.5mm的孔，選用Z525立式鉆床加工，刀具采用高速鋼復合鉆頭，直

12、徑d=8.5mm，使用切削液。1. 確定進給量f由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給。2.選用鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)機械工藝手冊表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度為15min。3. 確定切削速度v由表機械工藝手冊5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，據(jù)表5-127，暫定進給量f=0.16mm/r。由表5-131，可查v=16m/min。根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速n=1041r/min。4.4 確定工序尺寸鉆8.5mm孔毛坯為實心、不沖出孔，且攻螺紋孔M10。查機械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：8.5mm4.5 確定時間定額鉆

13、一個8.5mm深5mm的通孔，基本時間Tb約為6s。鉆8.5mm平均單件時間約為：Tp1=Ta+Tb+Ts+Tr=6+10+7+4=35s換鉆套的基本時間Tb約為3s。攻螺紋孔M10的平均單件時間約為：Tp2=Ta+Tb+Ts+Tr=42s本工序的時間定額T=Tp1+Tp2=80s。第5章 夾具設計5.1 本工序的加工要求與應限制的自由度在加工8.5mm孔時，要求孔的中心與操縱槽中心線的距離為3.1+0.1 -0.1mm，對加工工序分析可知，至少需要限制、4個方向的自由度。5.2 確定定位方案及定位誤差的分析與計算5.2.1確定定位方案 出于定位簡單和快速的考慮，選擇孔15.8F8mm及其端面

14、為基準定位，采取一面一銷與斜面楔的定位方式可滿足條件。大端面限制、3個自由度，短圓柱銷可限制、2個自由度，定位銷可限制1個自由度，屬于完全定位，再使用斜面楔機構(gòu)進行定位與卡緊。5.2.2定位誤差的分析與計算 本工序采用孔15.8為基準在心軸上定位，心軸為水平放置，及操縱槽為基準在夾具體上用斜面楔定位與卡緊，再加一個定位銷與變速器換擋叉9.65的端面接觸，這樣定位很可靠，且使加工基準和設計基準統(tǒng)一，能很好的保證定位的精度。一批工件逐個在夾具上定位時，由于工件及定位元件存在公差，使各個工件所占據(jù)的位置不完全一致即定位不準確，加工后形成加工尺寸的不一致，形成加工誤差。這種只與工件定位有關(guān)的加工誤差，

15、稱為定位誤差，用D表示。定位誤差：設計基準在工序尺寸方向上的最大位置變動量。5.3 夾緊方案的確定及夾緊裝置的選擇與設計如圖所示，采用螺栓加緊，為了加緊方便，采用開口墊圈。本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。鉆削軸向力：Fi=CF kF ffy d0zf=1000×1.0×0.20.7×91=1021.5N扭矩T=CTd0ztfytkt=0.305×80.8×1.0=0.92×10-6N*M=´´=-卡緊力為F=Ff/(2µ)=1.41N=m取系數(shù)S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則

16、實際卡緊力為F=S1*S2*S3*S4*F=28.4N使用斜面楔機構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力.夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用螺紋卡緊機構(gòu)。5.4 確定夾具的對刀（或?qū)颍┭b置導向裝置的作用：保證刀具相對工件的正確位置，提高刀具系統(tǒng)的支撐鋼性。本工序是鉆8.5mm的孔，宜采用快換鉆套進行導向，如圖3（a）所示。5.5 夾具上其它裝置的設計根據(jù)零件加工工序分析可知，鉆模板采用固定式鉆模板，如圖3（b）所示。長圓柱銷結(jié)構(gòu)如圖3（c）所示，斜面楔結(jié)構(gòu)如圖3（d）所示，短圓柱銷結(jié)構(gòu)如圖（e）所示: (a) (b) (b) (d) (e)圖3 部分夾具

17、零件5.6 夾具技術(shù)條件的制定根據(jù)工序加工要求，各零件加工完后，按裝配圖裝配。夾具的技術(shù)要求如表4所示：加工表面偏差mm公差及精度等級粗糙度Raµm形位公差14.2mm的兩內(nèi)側(cè)面+0.1 0IT1312.515.8mm的孔+0.043 +0.016IT693.29.65mm的兩側(cè)面0 -0.25IT796.3 圖45.7 夾具的操作說明夾具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用斜面楔卡緊機構(gòu)。在生產(chǎn)中，只需要松動螺帽，取出開口墊圈，就可輕松取下和更換零件，然后再放入開口墊圈，手動擰緊螺栓即可進行鉆孔加工。攻螺紋孔時更換快換鉆套即可。圖4 鉆床夾具長圓柱銷3.手柄與斜面楔 4.普通平鍵2X6 5.六角螺母M6 6.襯