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加工 方案.docx
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加工方案
机械制造基础课程设计
课题:
拨叉零件加工工艺设计
班级:
10801
姓名:
田丹丹
学号:
200862101036
指导老师:
张华(老师)王粟(老师)
实习时间:
2009、11、23~~2009、12、14
实习地点:
综合楼501教室
目录
序言
零件分析
确定生产类型
确定毛坯的制造形式
基准面的选择
制订工艺
机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
确定切削用量及基本工时
夹具设计
参考文献
序言
机械制造工艺学课程设计是我们在学习了大部分的专业知识、技术基础课以及参加了生产实习以后进行的。
这也是我们对所学的机械制造专业各课程的一次综合性的考察,也是一次理论联系的训练。
因此在我们大学的生活以及学习中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的学习以及工作打下一个良好的基础,并且为后续课程的学习大好基础。
由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。
一、零件的分析
(一)零件的作用
题目所给的零件是拨叉(见附图1),拨叉一般用于车床以及许多交通工具(如汽车)的变速结构中,主要起换档,使主轴回转运动按照操作者的要求工作,获得所需的速度或扭矩。
零件下方的Φ40mm的圆筒与操纵机构相连,上方的宽度18mm的槽则与所控制的轴接触,通过下方的力拨动上方的轴变速。
两件零件铸为一体,加工时分开。
(二)零件的工艺分析
零件的材料为HT150,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
1、以Φ22mm为中心的加工加工表面
这一组加工表面包括:
Φ22mm的孔,以及宽度为6的其表面的槽和Φ40mm的左右两端面,除此之外还有其上方的宽度为18mm的槽,它与Φ22mm的中心线的垂直度误差是0.100mm。
2、以Φ9mm为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
Φ9mm的孔以及该孔所在的表面,还有就是与此孔相通的锥孔。
由以上的分析可知,可粗加工拨叉下方的Φ40mm端以及内孔,并以其中心线为基准采用专用夹具铣上面的18mm的槽,以保证位置精度的要求,接着加工距离底孔中心25mm的面,以及其上面的孔,根据以上以上技术要求再配合专用夹具的加工工艺即可保证。
二、确定生产类型
已知此拨叉零件的生产类型是大批量生产,所以初步确定工艺安排为:
加工过程划分阶段;工序适当分散,加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
三、工艺规程设计
(一)确定毛坯的制造形式
零件材料为HT150。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。
(二)基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面的选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
否则,加工工艺过程中会出现问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
1、粗基准的选择。
零件加工时粗基准是必须选用的。
在选用时要考虑如何保证各个加工表面有足够的余量,如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度。
因此,选择粗基准时,应遵循以下几个原则:
以不加工表面为粗基准;选择毛坯余量最小的表面最为粗基准;选择零件上重要的表面最为粗基准;选择零件上加工面积大,形状复杂的表面最为粗基准;粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次,不应重复使用,以免产生不必要的定位误差。
按照有关粗基准的选择原则(选择零件的不加工平面为粗基准;若零件右若干个不加工平面时,则应以与加工表面面积较大的为粗基准)。
2、精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。
精基准的选择应使工件的定位误差较小,能保证工件的加工精度,同时还应使加工过程操作方便,夹具结构简单。
选择时应遵循以下原则:
基准重合;一次安装的原则;互为基准的原则;自为基准的原则。
(三)制定工艺路线
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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
1、工艺方案一
工序一除砂
工序二粗车Φ40mm的以端面,调头车另一端面(配重)并钻、铰Φ22的中心孔。
工序三用刀宽为6mm的拉刀加工键槽,用试切法加工
工序四钻、铰Φ9mm的圆孔
工序五粗铣Φ9mm所在的平面
工序六铣宽度为18mm的槽
工序七钻锥形孔
工序八精铰Φ22的中心孔
工序九检验入库
以上工序方案是在答辩之前设计的,经过老师的点评与同学的提问发现其中的不足,加上其他组设计的方案,从中得到一些启发,决定修改以上方案,因此得到了下面的方案。
2、工艺方案二
工序一铸造毛坯
工序二清除表面毛刺飞边及砂粒
工序三退火
工序四粗车Φ40mm的一端面,调头车其另一端面(配重)并钻、铰Φ22mm的中心孔。
工序五拉宽6mm高0.8mm的键槽。
工序六粗铣Φ9mm所在的端面,钻Φ9mm的孔。
工序七以Φ22mm的中心线为精基准,铣宽度为18mm的槽,保证其端面相对孔的垂直度误差不超过0.100mm。
工序八钻锥形孔
工序九倒角、去毛刺
工序十检验入库
(四)机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
拨叉材料为HT150,生产类型大批量,铸造毛坯。
根据以上原始材料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差(Φ40mm端面),查《加工余量手册》取其端面长度余量为2(单边余量)
车削加工余量为:
粗车1mm
精车0mm
2、内孔(Φ22mm)
毛坯为实心,吧冲出孔。
内孔精度粗糙度要求为3.2,需要由钻,扩、铰的工艺路线可以达到要求。
内孔尺寸为Φ22mm。
工序尺寸加工余量:
钻孔2mm
扩孔0.125mm
铰孔0.035mm
精铰0.012mm
3、18mm槽端面的加工余量:
粗铣1mm
精铣0mm
由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。
因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
(五)确立切削用量及基本工时
工序四以Φ40mm的一外圆为粗基准,加工另一端面;调头以另一外圆为粗基准加工该端面,并钻孔
1、加工条件
加工材料:
HT150,铸造
加工要求:
粗车Φ40mm的两端面并钻、铰Φ22mm的中心孔
机床:
C620-1车床
刀具:
硬质合金钢车刀、高速钢麻花钻钻头
2、切削用量:
切削用量较大,低转速,高进给
工序五拉键槽6mm
1、加工条件
选择拉床及刀具
因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可
工序六以φ9mm孔上端面为精基准,钻φ9mm孔.
选择钻床及钻头
选择Z5125A钻床,选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=23mm,钻头采用双头刃磨法。
工序七铣宽为18mm的槽
选择机床刀具
选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀
三、夹具设计
1、问题的提出
此题的设计主要用到两种夹具:
(1)用于铣上方的宽度为18mm的槽,此工序铣槽须满足各技术要求包括:
两侧面粗糙度为6.3,它与下方Φ22mm的中心孔的中心线的垂直度误差为0.100mm。
本道工序只精铣一下槽即达到各要求,因此,在本道工序加工时,我们应首先考虑保证槽的各加工精度,如何提高生产效率,降低劳动强度。
(2)以Φ9mm为中心的加工表面,它满足的技术要求包括:
其所在的平面的粗糙度为12.5,其孔表面的粗糙度为3.2,其加工只需保证粗糙度即可。
2、夹具设计
(1)定位基准的选择
拟定加工路线的第一步是选择定位基准。
定位基准的选择必须合理,否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。
基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理,或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。
因此我们应该根据零件图的技术要求,从保证零件的加工精度要求出发,合理选择定位基准。
此零件图没有较高的技术要求,也没有较高的平行度和对称度要求,所以我们应考虑如何提高劳动效率,降低劳动强度,提高加工精度。
Φ22mm的孔和其两端面都已加工好,为了使定位误差减小,选择已加工好的φ22mm孔和其端面作为定位精基准,来设计本道工序的夹具,以两销和两已加工好的φ22mm孔的端面作为定位夹具。
为了提高加工效率,缩短辅助时间,决定用简单的螺母作为夹紧机构。
3、夹具设计及操作的简要说明
在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。
应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。
提高夹具性价比。
本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。
本工序为精镗切削余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。
为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。
参考文献
【1】加工余量手册
【2】机床夹具设计手册
【3】机械制造技术基础
【4】机械制造工艺设计简明手册
其它问题的说明
本说明书选用的方案是根据答辩过后重新拟定的工艺方案,因时间问题来不及重新制定新的工艺过程卡,所以上交的是答辩前制定的工艺过程卡,望请老师体谅。
答辩过后只是稍微改变了一些工序,其中可能还存在许多问题,现在没时间改正,但我们会在以后的学习中逐个的解决在课程设计中出现的问题,请老师给予指导和监督。
其中的公式计算有:
1、先查出精加工余量:
a精。
2、半精加工余量:
a半=2/3a精。
3、精加工余量:
a精=1/3a精。
4、粗加工余量:
a粗=a主-a精。
注意:
若有超精加工或精细加工a超精:
a粗=a主-(a精+a超精)
心得体会
为期两周的课程设计即将结束,在本次的课程设计中我们学到了许多知识,也了解到许多事情。
在本次实习过程中,我们掌握了零件制造的各个环节所需要的知识、技能,以及将金属切削原理、材料和热处理方法的选择,金属切削刀具的选择,零件加工工艺方法的选择和工艺方案制订,零件加工过程的装夹和零件的检验等知识和技能进行了有机融合,让我们把实践与理论有机结合。
还有就是在做课程设计前要做许多的准备,如:
借助CAD以及UG等软件进行辅助,还需要查阅有关资料找余量、公差等,更需要对所需设备进行详细的了解以及刀具的材料,什么样的刀,还需要用电脑进行查有关资料等。
这次课程设计过后我了解到我们所学的知识对我们来说都是有用的,虽然刚学的时候还用不到,但是在我们以后的学习过程中还有重要的作用。
在设计过程中,我们采用了分组的政策,同组的同学之间分工合作,加上老师从旁的协助指导,使我们的设计更加完善,但还是没有达到我们理想的目标,这或许是我们平时学习吧扎实的缘故吧!
通过这次的实习,我们能深切的体会到学习的重要性,在后来的学习中才能更加明确学习目标,怎么使自己的成绩得到进一步的提高。
使自己不枉费老师的栽培以及父母的期望。
在此要感谢我们的指导老师张老师、王老师对我们悉心的指导,感谢老师们给我们的帮助。
在设计过程中,我们通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我们相互协助工作的能力,树立了对自己工作能力的信心,相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力,使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好,但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我们终身受益。
说实话,课程设计真的有点累.然而,当我一着手清理自己的设计成果,慢慢回味这两周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消.虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟的许多,通过课程设计,使我深深体会到,干任何事情都必须耐心,细致。
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