汽車變速撥叉加工工藝及夾具設計-資料下載頁

【導讀】國內外研究狀況······································································1. 研究內容和研究方法································································2. 課題研究的意義和目的······························································4. 論文正文的結構······································································4. 第2章汽車撥叉的分析···············································&#

　　

【正文】 切削速度 cV ：參照《機械加工工藝師手冊》表 2834， smV c /)~(? ，取 smVc /? 。 機床主軸轉速 n： m i n/ 0010 00 rd Vn c ?? ???? ? 查 Z5125A 產品說明書可知，機床的轉速范圍為 50～ 2020 轉 /分（ 9 級） ，故取min/500rn ? 。 所以實際切削速度 cV ： smdnVc / ?? ???? ? 切削工時： 被切削層長度 l ： mml 1? 刀具切入長度 1l ： mml 2~11 ? ，取 mml 21 ? 走刀次數為 1 機動時間 4jt ： m i 2113 ?????? nf llt j 23 本工序機動加工時間為： 24321 ????? jjjj ttttT ????? ? 工序 四： 粗 叉軸 腳上端面 機床： 臥式 萬能回轉頭銑床 （ X6225） 刀具：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表 、 、 ，選用高速鋼鑲齒套式面銑刀，規格為 ： mmLmmDmmd 362780 ??? ， ，齒數為 10 齒。 銑削深度 pa ： mmap 1? 每齒進給量 zf ：查《 切削加工簡明實用手冊 》表 895， zmmf z /~? ，取 zmf z /? 。 銑削速度 cV ：查《 切削加工簡明實用手冊 》 表 899，得 smV c /~? ，取 smmVc /? 。 機床主軸轉速 n ： m i n/ 0010 00 rd Vn c ?? ???? ? 查 X6225 產品說明書可知，其轉速范圍為： Ⅰ 主軸轉速范圍 rpm 321600，Ⅱ 主軸轉速范圍 rpm 361800，級數為 18 級 ， 因此 取 min/90rn ? 。 實際切削速度 Vc ： smdnVc / ?? ???? ? 進給量 f ： rmmZff z / ???? 進給速度 fV ： smmfnV f /???? 工作臺每分進給量 mf ： m i n/54/ mmsmmVf fm ??? 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 18? 刀具切入長度 1l ： )2~1( ?? dl mm42? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次數為 1 24 機動時間 jt ： 54 2421821 ??????? mj f lllt 工序 五：粗叉軸腳下端 面 機床： 臥式 萬能回轉頭銑床 （ X6225） 因該道工序基本一致，故： 刀具：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表 、 、 ，選用高速鋼鑲齒套式面銑刀，規格為 ： mmLmmDmmd 362780 ??? ， ，齒數為 10 齒。 銑削深度 pa ： mmap 1? 進給量 f ： rmmf /? 進給速度 fV ： smmV f /? 機動時間 jt ： ?jt 工序 六 ：銑撥叉腳內側面 因有兩個側面，加工情況一致，故只分析一側即可。 粗銑 機床： 臥式 萬能回轉頭銑床 （ X6225） 刀具：根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表 、 ，選用高速鋼 圓柱形 銑刀，規格為 ： mmLmmDmmd 502250 ??? ， ， 粗 齒數為 6 齒。 銑削深度 ea ： mmae 1? 每齒進給量 zf ：查《 切削加工簡明實用手冊 》表 895， zmmf z /~? ，取 zmmf z /? 。 銑削速度 cV ：查《 切削加工簡明實用手冊 》 表 899，得 smV c /~? ，取 smVc /? 。 機床主軸轉速 n ： min/ rd Vn c ?? ???? ? 查 X6225 產品說明書可知，其轉速范圍為： Ⅰ 主軸轉速范圍 rpm 321600，Ⅱ 主軸轉速范圍 rpm 361800，級數為 18 級 ， 因此 取 min/160rn ? 。 實際切削速度 Vc ： smdnVc / ?? ???? ? 進給量 f ： rmmZff z / ???? 25 進給速度 fV ： smmfnV f /???? 工作臺每分進給量 mf ： m i n/??? 被切削層 寬 度 l ：由毛坯尺寸可知 mml ? 刀具切入長度 1l ： )2~1( ?? dl mm27? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次 數為 1 機動時間 jt ： m i ??????? mj f lllt 半精銑 銑削深度 ea ： mmae ? 進給量 f ：查《 切削加工簡明實用手冊 》表 895， zmmf /~? ，取rmmf /? 。 銑削速度 cV ：查《 切削加工簡明實用手冊 》 表 899，得 smV c /~? ，取 smVc /? 。 機床主軸轉速 n ： min/ rd Vn c ?? ???? ? 查 X6225 產品說明書可知，其轉速范圍為： Ⅰ 主軸轉速范圍 rpm 321600，Ⅱ 主軸轉速范圍 rpm 361800，級數為 18 級 ， 因此 取 min/ rn ? 。 實際切削速度 Vc ： smdnVc / ?????? ? 進給速度 fV ： smmfnV f /???? 工作臺每分進給量 mf ： m i n/ 7 2/5 3 mmsmmVf fm ??? 被切削層寬度 l ：由毛坯尺寸可知 mml ? 刀具切入長度 1l ： )2~1( ?? dl mm27? 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 26 走刀次數為 1 機動時間 2jt ： m i ??????? mj f lllt 本道工序的機動時間： m i ????? jj ttT 工序 七： 鉆定位銷孔 機床： Z5125A 立式鉆床 刀具：查《切削加工簡明實用手冊》表 445，選高速鋼直柄麻花鉆， mmd 6? 。 背吃刀量 pa ： mmdap 32 ?? 進給量 f ：根據《切削加工簡明實用手冊》表 869， rmmf /~? ， 取rmmf /? 。 切削速度 cV ：參照《切削加工簡明實用手冊》表 871，取 smVc /? 。 機床主軸轉速 n： m i n/ rd Vn c ?? ???? ? 查 Z5125A 產品說明書可知，機床的轉速范圍為 50～ 2020 轉 /分（ 9 級） ，故取min/1250 rn ? 。 所以實際切削速度 cV ： smdnVc / ?????? ? 切削工時： 被切削層長度 l ： mml 30? 刀具切入長度 1l ： mmctgc t gkdl r )2~1(2 01 ?????? 刀具切出長度 2l ： mml 4~12 ? 取 mml 32 ? 走刀次數為 1 機動時間 jt ： m i 373021 ?? ?????? nf lllt j 工序八：磨撥叉腳上端面 參照《 機械加工工藝師手冊 》表 139，選擇的機床及 砂輪 如下： 機床： 精密臥軸矩臺 平面磨床 MPM150 27 砂輪尺寸 ： 200*20*32mm（外徑 寬度 內徑） 砂輪轉速 n ： min/2800 rn ? 查 《 機械加工工藝師手冊 》表 3356， 砂輪速度 smVc /25~22? ，取 smV c /23? ，工件運動速度 min/6mVw ? ，橫向進給 stmmhf rb / ???? ，磨削深度mma p , ? 。 [19] 切削工時： 被切削層長度 l ： mml 18? 加工余量為： mmap ? 走刀次數為 jt ： 4, ??ppj aat 機動時間 jt ： m i )14(6010 184606 18)1( ??????????? ifliV lt bwj 工序 九：磨撥叉腳下端面 因為該道工序與上面工序情況相同，故： 砂輪轉速 n ： min/2800 rn ? 砂輪速度 cV ： smVc /23? 橫向進給 bf ： stmmhf rb / ???? 磨削深度 ,pa ： m in/, ma p ? 工件運動速度 wV ： min/6mVw ? 機動時間 jt ： ?jt 28 第 4 章 鉆定位銷 孔 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。在加工汽車撥叉零件時，需要設計專用夾具?，F以加工定位銷孔為例，設計其鉆床夾具。 收集、 研究原始 資料 圖 41 汽車撥叉鉆定位銷孔工序圖 序號 工作內容 使用設備 010 銑叉軸孔端面?? X6225 020 鉆、擴、鉸、锪軸孔 ??φ Z5125A 030 粗銑撥叉腳?? X6225 040 粗、半精銑撥叉腳內側面 ?? X6225 050 鉆定位銷孔??φ Z5125A 060 磨撥叉腳端面?? MPM150 圖 42 汽車撥叉加工工藝過程 29 表 41 設計任務書 工件名稱 汽車撥叉 夾具類型 鉆床夾具 材料 45 生產類型 大批生產 機床型號 Z5125A 同時裝夾工件數 1 汽車撥叉加工工件的加工工藝過程（圖 42） 說明書（表 41） 簡圖（圖 41） 本夾具設計第 5 道工序鉆定位銷孔 ??? 的夾具。本 工序加工要求如下： 1） 定位銷孔 ??? 的軸 線與撥叉軸孔軸線的垂直度為 ； 2） 定位銷孔 ??? 以 撥叉軸孔 對稱線 的 對稱 度為 ； 3） 定位銷孔 ??? 軸線距離叉軸孔下端面的距離為 ? ； 4） 定位銷孔 ??? 軸線與零件對稱軸線的夾角為 39。0 1555? 。 分析原始資料 主要從以下幾個方面分析： 1） 工件毛坯為模鍛件，精度較高，這可以 使工件粗加工時定位可靠些。 2） 工件的輪廓尺寸較小，重量輕，但剛性差，結構較復雜。這就要求加緊力應確定得合理，以防止變形。 3） 本工序已加工的表面有： ○ 1 孔 ??? 及其 上下端面 。其中，軸孔下端面與 ??? 孔是在一次安裝中完成的，因而軸孔下端面與軸孔軸線直線度誤差比 要小。由工序簡圖知，該孔及軸孔下端面為本工序的定位基準。 ○ 2 撥叉腳兩端面。 4） 本工序所使用的機床為 Z5125A 立式鉆床，刀具為通用標準刀具。 5） 生產類型為大批生產。 由上述原始資料收集、分析可知面，工件要求較高，生產量較大。但在保證工件精度要求和適當生產率的前提下， 盡可能地簡化夾具結構，以縮短夾具設計與制造周期，降低設計與制造成本，獲得良好的經濟利益。 確定夾具的結構方案 確定工件的定位方式 根據六點定位規則確定工件的定位方式 。 由工序簡圖可知，該工序限制了工件六個自由度?，F根據加工要求來分析其必須限制的自由度數目及其基準選擇的合理性。 30 為保證定位銷孔 ??? 的軸 線與撥叉軸孔軸線的垂直度為 ，應限制yx ??、 兩個自由度； 為保證 所鉆銷孔 ??? 以 撥叉軸孔對稱線的對稱度為 ，應限制 zyx ??? 、 三個自由度；為保證 定位銷孔 ??? 軸線距離叉軸孔下端面的距離為 ? ，應限制 zyx ??? 、 三個自由度；為保證 定位銷孔 ??? 軸線與零件對稱軸線的夾角為 39。0 1555? ，應限制 zyx ??? 、 三個自由度。由分析可知，為滿足要求，工件定位時應限制 6 個自由度，并和工序簡圖上所限制的自由度數相等 （坐標系見圖 43）。 圖 43 工件 定位 及加緊 原理圖 根據工件的結構特點，其定位基準的選擇方案如下： 以 ??? 孔及軸孔下端面為定位面，限制工件的 5 個自由度（ 、 xzyx ???? y? ） ，以一個撥叉腳側面為防旋轉定位面， 限制工件的 z? 轉動自由度。 選擇定位元件，設計定位裝置 根據 已 確定的定位基面結構形狀，確定定位元件的類型和結構尺寸。 1） 選擇定位元件，設計定位裝置 選用有臺階的定位銷，作為以 ??? 孔和軸孔下端面定位的定位元件。對于以撥叉腳側面的定位，采用長定位銷柱，可以限制 z? 轉動自由度。 2） 確定定位元件尺寸及配 合公差，與定位孔的配合參考夾具設計資料選為7/816 eJ? ， mme 0 3 0 5 ??? ?? 。 31 分析計算定位誤差 主要是計算本工序要保證的位置精度的定位位差，以判別所設計的定位方案能否滿足加工要求。 定位誤差計算： YBD ????? （ 41） 式中 D? —— 定位誤差（ mm）； Y? —— 基準位移誤差（ mm）； B? —— 基準不重合誤差（ mm）。 式（ 41）是一代數式，一般按下述原則進行合成： ○ 1 若設計基準不在工件定位面上，則定位誤差（ D? ）是 B? 與 之 Y? 和，即 BYD ????? ○ 2 若設計基準 在工件定位面上，當設計基準與定位時的接觸點分布在定位基準異側時，定位誤差 D? 是 B? 與 Y? 之和，即 BYD ????? 當 設計基準在工件定位面上，當設計基準與定位時的接觸點分布在定位基準異側時，定位誤差 D? 是 B? 與 Y? 之差，即 BYD ????? 絕對值表示大值減小值。 定位誤差允許誤差通常為 GD T3/1?? 允 式中 GT —— 工件加工表面的工序尺寸公差或位置公差值（ mm）。 若所計算的定位誤差不能滿足工序加工要求，也即 GD T3/1?? 時，應分析超差原因，然后根據具體情況，對所確定的定位方案進行修改，甚至考慮是否需要改變定位基準或工藝過程，以保證本工序的加工 要求。 [20] 1) 定位銷孔 ??? 的軸 線與撥叉軸孔軸線的垂直度為 的定位誤差D? 為 ： BYD ????? 由圖 43 可知，定位基準與設計基準重合，所以 0??B 。基準位移誤差 Y? 等于定位銷與定位孔的最大間隙 maxX 。銷孔的配合為 6/816 hJ? 。 而孔的尺寸為 ??? ，軸的尺寸 mme 0 0 1 ??? ?? 。于是得 32 mmmmXY 0 1 ))0 1 (0 0 (m a x ?????? 因而 mmmmBYD 0 1 1 ???????? 定位誤差的允許值 允D? ： mmT cD ????? 允 mmmm DD 0 2 1 ????? 允 因此此定位方案能滿足尺寸 。 2) 定位銷孔 ??? 以 撥叉軸孔對稱線 的對稱度為 的定位誤差 D? 為： BYD ????? 由圖 43 可知，定位基準與設計基準重合，所以 0??B 。基準位移誤差 Y? 等于定位銷與定位孔的最大間隙 maxX 。銷孔的配合為 6/816 hJ? 。而孔的尺寸為 ??? ，軸的尺寸 mme 0 0 1 ??? ?? 。于是得 mmmmXY 0 1 ))0 1 (0 0 (m a x ?????? 因而 mmmmBYD 0 1 1 ???????? 定位誤差的允許值 允D? ： mmT cD 0 3 ????? 允 mmmm DD 0 3 1 ????? 允 因此此定位方案能滿足尺寸 。 3) 定位銷孔 ??? 軸線與零件對稱軸線的夾角為 39。0 1555? 的定位誤差 D?為： BYD ????? 圖 44 角度位移誤差計算 圖 33 由圖 43 可知，定位基準與設計基準重合，所以 0??B ?；鶞饰灰普`差 Y? 等于撥叉腳內側間距 ?? 公差致使工件旋轉的角度 α ，如圖 44 所示。計算如下： ? ?acbcaa r c 2/)( 222 ???? mma 22 ??? mmc 22 ??? mmb ? 由以上算得 39。 ?? o? ， 即 39。??? ?Y 因而 39。39。 ???????? BYD 定位誤差的允許值 允D? ： 39。39。 10303/1/31 ????? cD T允 39。39。 ????? 允DD 因此此定位方案能滿足尺寸 39。0 1555? 的加工要求。 由以上分析與計算可知，該定位方案是可行的。 確定工件的夾緊裝 置 可按下述步驟進行 ： 1） 確定夾具類型 由工序簡圖可知，本工序加工一個孔，孔徑不大，工件重量輕，輪廓尺寸小，采用固定式鉆模板。