機械制造技術課程設計-主離合器分杠桿加工工藝及銑φ42端面夾具設計

目錄TOC\o"1-3"\h\u23878摘要 零件分析零件的作用題目給出的零件是主離合器分離杠桿。是發(fā)動機動力輸出系統(tǒng)的一個零件，它的主要的作用是把離合器踏板產生的機械位移通過花鍵轉變成扭矩，帶動撥叉動作使離合器分離或者接合，控制發(fā)動機動力的輸出與停止。圖2-1主離合器分離杠桿零件圖樣分析主離合器分離杠桿零件材料45，由零件圖知，其主要加工表面為底部Φ421端面粗糙度Ra25；花鍵孔粗糙度Ra3.2、Ra6.3；Φ12D11孔粗糙度Ra25；Φ24兩端面粗糙度Ra25；Φ4孔粗糙度Ra25；寬4槽粗糙度Ra25。零件工藝分析1.以主離合器分離杠桿底部Φ421端面為基準的加工表面。這一組加工表面包括:花鍵底孔、Φ24兩端面2.以花鍵底孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括:

內孔花鍵、Φ12.5mm孔、M12mm螺紋孔、Φ12D11mm孔、φ4mm孔、寬4mm槽及其倒角。其中主要加工面是內孔花鍵和Φ12D11mm孔。這兩組加工面之間有著一定的位置要求?，F分述如下:杠桿大頭端面與花鍵孔軸線要求相互垂直以保證杠桿曲臂尺寸85士lmm?；ㄦI孔軸線與Φ12D11孔有距離230士0.75mm的要求以及與Φ12.5孔、M12螺紋孔距離22mm的要求。由上述分析可知，對于兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一-組表面，并保證它們之間的位置精度要求。確定毛坯確定毛坯種類機械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質量，可以減少機械加工勞動量，降低機械加工成本，但往往會增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應當考慮一下幾個因素。1.材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。2.毛坯的尺寸、形狀和精度要求毛坯的尺寸大小和形狀復雜程度也是選擇毛坯的重要依據。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料；直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯，通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造，而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復雜的毛坯，不宜采用型材或自由鍛件，可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。3.零件的生產綱領選擇毛坯的制造方法，只有與零件的生產綱領相適應，才能獲得最佳的經濟效益。生產綱領大時宜采用高精度和高生產率的毛坯制造方法，如模鍛及熔模鑄造等；生產綱領小時，宜采用設備投資少的毛坯制造方法，如木模砂型鑄造及自由鍛造。零件材料45鋼，采用模鍛,這從提高生產率、保證加工精度來考慮也是應該的。確定鍛件加工余量及形狀主離合器分離杠桿在1600t熱模鍛壓力機上生產，零件無磨削精加工工序，鍛件復雜系數為，長度為277mm時，查出該零件余量是：厚度方向為1.7～2.2mm，水平方向為1.7～2.2mm。對于此零件毛坯余量：厚度方向與水平方向均取2.0mm。圖3-1主離合器分離杠桿毛坯圖

工藝規(guī)程設計選擇定位基準基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基準選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高，否則加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成大批零件報廢，使生產無法正常進行。1、粗基準的選擇重點考慮到既要保證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盡量均勻，又要保證定位夾緊的可靠性，裝夾的方便性，減少輔助時間，所以選主離合器分離杠桿零件頂部Φ42端面、Φ24外圓及Φ12.5孔端面為粗基準。2、精基準的選擇根據該主離合器分離杠桿零件的技術要求和裝配要求,對于精基準而言，主要考慮到基準重合的問題，當設計基準與工藝基準不重合時，應該進行尺寸換算，本題目以底部Φ42端面、Φ22.4H8孔及Φ12D11孔為精基準，滿足要求。制定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。工序01：鍛造工序02：調質處理硬度HB217～255工序03：銑底部Φ42端面工序04：鉆、鉸Φ22.4H8孔；倒角C1.5工序05：鉆、鉸Φ12D11孔；鉆Φ4孔工序06：鉆M12-3螺紋底孔Φ9；鉆Φ12.5孔；攻M12-3螺紋工序07：銑Φ24兩端面工序08：銑寬4槽工序09：拉花鍵工序10：去毛刺工序11：檢驗至圖紙要求并入庫選擇加工設備及工藝裝備工序03：銑底部Φ42端面；刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；夾具：銑夾具；機床：立式銑床X52K工序04：鉆、鉸Φ22.4H8孔；倒角C1.5；刀具：麻花鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：鉆夾具；機床：立式鉆床Z525工序05：鉆、鉸Φ12D11孔；鉆Φ4孔；刀具：麻花鉆、鉸刀；量具：錐柄圓柱塞規(guī)；夾具：鉆夾具；機床：立式鉆床Z525工序06：鉆M12-3螺紋底孔Φ9；鉆Φ12.5孔；攻M12-3螺紋；刀具：麻花鉆、絲錐；量具：錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī)；夾具：鉆夾具；機床：立式鉆床Z525工序07：銑Φ24兩端面；刀具：立銑刀；量具：游標卡尺；夾具：銑夾具；機床：立式銑床X52K工序08：銑寬4槽；刀具：鋸片銑刀；量具：游標卡尺；夾具：銑夾具；機床：臥式銑床X62工序09：拉花鍵；刀具：花鍵拉刀；量具：游標卡尺；夾具：拉夾具；機床：拉床L6110機械加工余量、工序尺寸及公差的確定表1底部Φ42端面工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/粗銑2.0IT15254646毛坯2.04848表2花鍵底孔Φ22.4H8工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/鉸0.2IT86.3Φ22.4Φ22.4鉆11.0IT1212.5Φ22Φ22毛坯11.200表3Φ24兩端面工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/粗銑2.0IT13251338毛坯2.01717表4Φ12D11孔工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/鉸0.5IT116.3Φ12Φ12鉆5.5IT1312.5Φ11Φ11毛坯6.000表5Φ4孔工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/鉆2.0IT1312.5Φ4Φ4毛坯2.000表6Φ12.5孔工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/鉆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間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/攻絲1.5IT1312.5M12M12鉆4.5IT1312.5Φ9Φ9毛坯6.000表8寬4槽工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/銑4.0IT132544毛坯4.000表9花鍵工序尺寸及公差加工余量工序間余量/mm工序工序基本尺寸標注工序尺寸公差/mm經濟精度表面粗糙度Ra/拉0.8IT103.2Φ24Φ24毛坯0.8IT86.3Φ22.4Φ22.4選擇切削用量、確定時間定額工序03：銑底部Φ42端面1.選擇刀具刀具選取硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra25，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進給量及切削速度根據立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?90當＝190r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序04：鉆、鉸Φ22.4H8孔；倒角C1.5工步一：鉆孔至Φ22確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步二：鉸Φ22孔至Φ22.4H8孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步三：倒角C1.5工序05：鉆、鉸Φ12D11孔；鉆Φ4孔工步一：鉆孔至Φ11確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步二：鉸Φ11孔至Φ12D11孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為工步三：鉆Φ4孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工序06：鉆M12-3螺紋底孔Φ9；鉆Φ12.5孔；攻M12-3螺紋工步一：鉆M12-3螺紋底孔Φ9確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步二：鉆Φ12.5孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，盲孔時，走刀次數i=1則機動工時為工步三：攻M12-3螺紋確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，通孔時，走刀次數i=1則機動工時為工序07：銑Φ24兩端面1.選擇刀具刀具選取硬質合金端銑刀，刀片采用YG8,，，2.決定銑削用量①決定銑削深度表面粗糙Ra25，一步銑削即可滿足其精度要求，故②決定每次進給量及切削速度根據立式銑床X52K說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，則按機床標準選?。?00當＝300r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，，走刀次數則機動工時為工序08：銑寬4槽1、選擇刀具刀具選取鋸片銑刀，刀片采用YG8,銑刀，銑刀齒數，銑刀厚度H=4mm2.決定銑削用量①決定銑削深度②決定每次進給量及切削速度根據X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據表查出，切削速度則按機床標準選?。?5當＝95r/min時按機床標準選取3.計算工時切削工時：，，,則機動工時為工序09：拉花鍵1.選擇刀具刀具選取花鍵拉刀2.決定拉削深度3.計算工時根據拉床L6110說明書，其功率為為17kw，中等系統(tǒng)剛度。則機動工時為當未知時，（考慮校準部分長度的系數，無校準部分時，）（考慮機床返回行程的系數）——拉刀工作部分長度（mm)——工作拉削表面長度（mm)——單面加工余量（mm)——拉刀每齒進給量（mm/z)——拉刀同時工作的齒數=（36+36）=0.8mm，=46mm，，，，，夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計工序03：銑底部Φ42端面的夾具設計問題的提出本夾具主要用于銑底部Φ42端面，粗糙度為Ra25，與其他面沒有位置度要求，設計夾具時不用考慮位置度關系。夾具設計1.定位元件設計選擇的定位元件為：固定V型塊、A型支承釘、緊定螺釘，其中固定V型塊、A型支承釘為標準件，其結構見圖6-1和6-2。圖6-1固定V型塊圖6-2支承釘2.夾緊元件設計采用的夾緊元件為：移動壓板夾緊機構和螺旋夾緊機構等組成的夾緊機構，夾緊機構如下圖6-3、6-4所示：圖6-3移動壓板夾緊機構圖6-4螺旋夾緊機構3.夾具體設計用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據整個機構的大小而調整，要保證機構的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。夾具體如下圖6-5所示：圖6-5夾具體4.定位元件定位誤差分析和計算定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。當采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產生了定位誤差。如圖6-6所示圖6-6用V型塊定位加工時的定位誤差當定位基準與工序基準不重合時，就產生了基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。根據相關公式和公差確定具體變動量。如圖6-7，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差圖6-7定位誤差=O1O2+(d2-（d2-Td2))/2=Td1/(2sina/2)+Td2/2=0.043/2sin45+0.03/20.3925.銑削力和夾緊力計算①計算銑削力查表4得切削力計算公式：式中，f=0.2mm/r,查表得=736MPa,即=≈296N②計算夾緊力所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M8螺母鎖緊，查參考文獻2，P92，表3-16螺母的夾緊力為2550N==6375N由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。6.導向元件的設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示：圖6-8夾具體槽形與螺釘圖根據T形槽的寬度a=18mm定向鍵的結構尺寸如下：表6.1定向鍵數據表BLHhDd1夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18-0.027-0.03325127126.618+0.0187對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。對刀塊選用圓形對刀塊，其結構如下圖所示：圖6-9圓形對刀塊圓形對刀塊的規(guī)格及主要尺寸：圖6-10圓形對刀塊的規(guī)格及主要尺寸塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示：圖6-11平塞尺塞尺尺寸為：表6.2平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC2-0.0140.5總結到此為止，在自己一周的努力后順利完成了主離合器分離杠桿的機械制造工藝及其夾具設計。從剛開始對制造工藝只有一點感性認識到現在已熟悉制造工藝的國內外現狀及趨勢，能對工件確定合理的工藝方案，對零件的設計制造，機床設備的選用，機械零件的選用及零件加工工藝過程的說明有了較為深刻的領會，同時對根據加工工藝設計相應的夾具體也較清楚。在本次設計中，要用到許多基礎理論，由于有些知識已經遺忘，這使我們要重新溫習知識，因此設計之前就對大學里面所涉及到的有關該課題的課程認真的復習了一遍，開始對本課題的設計任務有了大致的了解，并也有了設計的感覺。同時，由于設計的需要，要查閱并收集大量關于機械制造方面的文獻，進而對這些文獻進行分析和總結，這些都提高了我們對于專業(yè)知識的綜合運用能力和分析解決實際問題的能力。通過本次設計還使我更深切地感受到了團隊的力量，在與同學們的討論中發(fā)現問題并及時解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調能力得到了提高，團隊合作精神也得到了增強。可以說，畢業(yè)設計體現了我們大學四年所學的大部分知識，也檢驗了我們的綜合素質和實際能力。同時也跨出了我的工程師之路的第一步。致謝這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程