完美升级版拨叉工艺规程及专用夹具设计毕业论文报告.docx
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完美升级版拨叉工艺规程及专用夹具设计毕业论文报告
课程设计报告
(理工类)
题目拨叉工艺规程及专用夹具设计
课程名称机械制造技术基础
院部名称龙蟠
专业车辆工程
班级M10车辆工程
学生姓名包徐平
指导教师智淑亚
金陵科技学院教务处制
目录
第二节拨叉的工艺分析及生产类型的确定3
一、拨叉的用途3
二、拨叉的用途3
三、审查拨叉的工艺性5
四、确定拨叉的生产类型6
第二节确定毛坯、绘制毛坯简图6
一、选择毛坯6
二、绘制拨叉锻造毛坯简图6
三、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量6
第三节拟定拨叉工艺路线8
一、定位基准的选择9
二、各表面加工方案的确定9
三、加工阶段的划分10
四、工序的集中与分散10
五、确定工艺路线10
六、机床设备及工艺装备的选用11
七确定工艺路线11
第四节确定加工余量和工序尺寸12一工序1和工序2——加工拨叉头两端面至设计尺寸12
二、工序5和工序8——加工拨叉脚两端面至设计尺寸15
第五节确定切削用量及时间额定17
一、确定切削用量17
二、时间定额的计算20
工序卡片23
课程设计示例及相关内容讲解
图2-1、图2-2分别为某拖拉机用拨叉零件的零件图和三维图样。
已知:
零件材料为35钢,重量为4.5kg,年产量Q=3000台年,m=1件台。
试为该拨叉零件编制工艺规程。
第一节零件的工艺分析及生产类型的确定
一、零件的作用
该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换档机构中。
拨叉头以孔套在变速叉轴上,并用销钉经孔与变速叉轴联结,拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。
当需要变速时,操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑动,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位,从而改变拖拉机的行驶速度。
该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用,因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性,以适应拨叉的工作条件。
该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔Ф30+0.0210mm(H7)和锁销孔Ф8+0.0150mm(H7),在设计工艺规程时应重点予以保证。
二、拨叉的技术要求
该拨叉形状特殊、结构简单,属典型的叉杆类零件。
为实现换档、变速的功能,其叉轴孔与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。
叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷,为增强其耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度为48~58HRC;为保证拨叉换档时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面对叉轴孔Ф30+0.0210mm的垂直度要求为0.1mm,其自身的平面度为0.08mm。
为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档位准确,拨叉采用锁销定位。
锁销孔的尺寸为Ф8+0.0150mm,且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15mm。
综上所述,该拨叉件的各项技术要求制定较合理,符合该零件在变速箱中的功用。
三、审查零件的工艺性
由零件图可知,拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面,这样既减少了加工面积,又提高了换档时叉脚端面的接触刚度;孔和孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外,该零件除主要工作表面(叉脚两端面、变速叉轴孔Ф30+0.0210mm和锁销孔Ф8+0.0150mm外,其余表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常生产条件下,采用经济加工方法加工出合格产品。
由此可见,该零件的工艺性较好。
四、确定零件的生产类型
式中N——零件的生产纲领(件年)
Q——产品的年产量(台、辆年)
M——每台(辆)产品中该零件的数量(件台、辆)
a%——备品率,一般取2%~4%
b%——废品率,一般取0.3%~0.7%
表2-2不同机械产品的零件质量型别表
表2-3机械加工零件生产类型的划分
结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%,则年产纲领
拨叉重量为4.5kg,查表2-2知,拨叉属轻型零件;由表2-3知,该拨叉的生产类型为大批生产。
第二节选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图
一、选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷,为增强拨叉的强度和冲击韧度,获得纤维组织,毛坯选用锻件。
该拨叉的轮廓尺寸不大,且生产类型为大批生产,为提高生产率和锻件精度,宜采用模锻法制造毛坯。
毛坯的拔模斜度为5度。
二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1)公差等级
由拨叉的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。
2)锻件重量
已知机械加工后拨叉重量为4.5kg,可初步估算出机械加工前锻件毛坯重量为6kg
3)锻件形状复杂系数S
对拨叉零件图进行分析计算,可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度(每个待加工面留大致3mm余量),即l=158mm,b=120mm,=[81+0-(80-0.3)]mm=1.3mm
Z3min=P2min-P3max=[81+0.35-(80+0)]mm=1.65mm
校核结果表明,余量Z3大小是合适的。
2.余量Z2的校核。
在图6-5c所示尺寸链中Z2是封闭环。
故
Z2max=P1max-P2min=[83+0-(81-0.30)]mm=2.30mm
Z2min=P1min-P2max=[83-0.54-(81+0)]mm=1.46mm
校核结果表明,余量Z2大小是合适的。
经上述分析计算,可确定各工序尺寸分别为P1=830-0.54mm,P2=810-0.3mm,P3=800-0.3mm
二、工序5和工序8——粗、精铣拨叉脚两端面至设计尺寸
(一)工序加工工程
1)以右端面B定位,粗铣左端面A,保证工序尺寸p1;
2)以左端面A定位,粗铣右端面B,保证工序尺寸p2;
3)以右端面B定位,精铣左端面A,保证工序尺寸p3;
4)以左端面A定位,精铣右端面B,保证工序尺寸P4,
达到零件图设计尺寸D的要求。
(二)求解各工序尺寸及公差
确定工序尺寸P4=D=20+0.025-0.02mm
确定工序尺寸P3=P4+Z3;P2=P3+Z2;P1=P2+Z1。
查表2-25确定其中粗铣余量Z2=Z1=1.5mm,精铣余量Z3=Z4=1mm
粗铣公差范围等级为IT9-IT13,精铣公差等级范围IT7-IT11。
其中精铣工序的经济加工精度为IT10,其公差值为0.084,粗铣工序的经济加工精度为11,其公差为0.13mm。
因此初步定工序尺寸P4=20+0.025-0.025mm、P3=210-0.084mm、P2=200-0.13mm、P1=23.50-0.013mm
(三)校核加工余量
1.余量Z4的校核。
Z4max=P3max-P4min=[21+0-(20-0.025)]mm=1.025mm
Z4min=P3min-P4max=[21-0.085-(20+0.025)]mm=0.90mm
校核结果表明,余量Z4大小是合适的。
2.余量Z4的校核。
Z3max=P2max-P3min=[22+0-(21-0.08)]mm=1.08mm
Z3min=P2min-P3max=[22-0.13-21]mm=0.87mm
校核结果表明,余量Z3大小是合适的。
3.余量Z2的校核。
Z2max=P1max-P2min=[23.5+0-(22.3-0.13]mm=1.60mm
Z2min=P1min-P2max=[23.5-0.13-22.2)]mm=1.35mm
校核结果表明,余量Z2大小是合适的。
余量校核结果表明所确定的工序尺寸公差是合理的。
经上述分析计算,可确定各工序尺寸分别为P4=20+0.025-0.025mm、P3=210-0.084mm、P2=200-0.13mm、P1=23.50-0.013mm
三、工序9——钻一粗铰一精铰孔
由表2-20可查得,精铰余量;粗铰余量;钻孔余量。
查表1-10可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为,精铰:
IT7;粗铰:
IT10;钻:
IT12。
根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:
0.015mm;粗铰:
0.058mm;钻:
0.15mm。
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:
;粗铰:
;钻孔:
,它们的相互关系如图2-19所示。
第六节切削用量、时间定额的计算
作为示例,此处只介绍第1、2、5、8、9三道工序的切削用量和时间定额的确定方法。
一、切削用量的计算
1.工序1——粗铣拨叉头两端面
该工序分两个工步,工步1是以B面定位,粗铣A面;工步2是以A面定位,粗铣B面。
由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的,因此它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的,只有背吃刀量不同。
(1)背吃刀量的确定工步1的背吃刀量取为(参见图6-5),等于A面的毛坯总余量减去工序2的余量,即=2.5mm-1mm=1.5mm(因为A面要经过两道工序——粗铣、半精铣——才能将其全部毛坯余量加工完);而工步2的背吃刀量取为,则=2mm,故=2mm。
(2)进给量的确定由表5-7,按机床功率为5~10kW、工件——夹具系统刚度为中等条件选取,该工序的每齿进给量取为0.13mmz。
(3)铣削速度的计算由表5-12,按镶齿铣刀、dz=1005,f=0.13mmz的条件选取,铣削速度v可取为135mmin。
由公式可求得该工序铣刀转速,n=1000×135min(π×100r=429.9rmin,参照表4-16所列X51型立式铣床的主轴转速,取转速n=380rmin,再将此转速代人公式,可求出该工序的实际铣削速度v=nπd1000=380×3.14×100100mmin=119mmm。
2.工序2——半精铣拨叉头左端面A
(1)取。
(2)确定进给量,查表5—7,半精铣取小值,取fz取为0.09mmr。
(3)由表5-12,按镶齿铣刀、dZ=1005、=fZ=0.09mmz的条件选取,铣削速度v取为150mmin。
由公式可求得铣刀转速n=1000×150m(π×100)rmin=477rmin,参照表4-16所列X51型立式铣床的主轴转速,取转速n=490rmin。
再将此转速代人公式,可求出该工序的实际铣削速度v=nπd1000=3.14×490×3.工序5—粗铣拨叉脚两端面
该工序分两个工步,工步1是以B面定位,粗铣A面;工步2是以A面定位,粗铣B面。
由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的,因此它们所选用的切削速度v和进给量f还有背吃刀量一样的。
(1)确定背吃刀量取ap=Z2=Z1=1.5mm。
(2)确定进给量查表5-7,粗铣=0.13mmz
(3)铣削速度的计算由表5-12,按镶齿铣刀、dz=1005,f=0.13mmz的条件选取,铣削速度v可取为135mmin。
由公式可求得该工序铣刀转速,n=1000×135minπ×100r=429.9rmin,参照表4-19所列X62型卧式铣床的主轴转速,取转速n=375rmin,再将此转速代人公式,可求出该工序的实际铣削速度v=nπd1000=375×3.143.工序8—精铣拨叉脚两端面
(1)确定背吃刀量取ap=Z3=Z4=1.0mm。
(2)确定进给量查表5-7,粗铣=0.09mmz
(3)铣削速度的计算由表5-12,按镶齿铣刀、dz=1005
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