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制订机械加工工艺规程时,必须具备下列原始资料:
1.产品的全套技术文件,包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。
2.毛坯图及毛坯制造方法。
工艺人员应研究毛坯图,了解毛坯余量,结构工艺性,以及铸件分型面,浇口、冒口的位置,以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。
3.车间的生产条件。
即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况;
生产面积;
工人的技术水平;
专用设备;
工艺装备的制造性能等。
4.各种技术资料。
包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。
第二章零件的工艺分析
1.零件的作用
拨叉零件主要用在操空机构中,比如改变车窗滑移齿轮的位置,实现变速:
或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中,从而实现控制横向或纵向进给。
工作方式以φ20H7的孔为回转中心,φ10H7的两个同轴孔连接另一个零件,通过遥杆的运动实现零件的同步动作,此种动作的优点是方便快捷可靠性高,可手动也可连接电动机构实现自动控制。
2.零件的工艺分析
由图可知φ60底面需刮削,粗糙度1.6要求较高。
Φ10H7要求与表面垂直并且精度较高。
左右φ10H7两孔同轴度要求为0.2.粗糙度为1.6.要求较高。
Φ20H7的轴线要求与地面刮削垂直度为0.02,同时高度尺寸为9,上偏差为0.3下偏差0.1是间接得到的需要通过尺寸链计算,φ10H7孔与φ20H7孔中心距要求为190±
0.2,最好是同时加工才能保证尺寸。
要求2*φ10H7与φ20H7孔中心线应在同一平面上,允差0.1.零件是机床上的拨叉,质量为0.98kg,属轻型零件
第三章选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图
该零件材料为QT200,考虑到机床在换速度的时候,经常拨动过程中经常承受交变载荷冲击及冲击性载荷,要求零件精度不高。
因此可采用砂型铸造
1.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
1求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸,长256mm,宽60mm,故最大轮廓尺寸为256mm
2选取公差等级CT查表可得:
公差等级范围11——14级,取为12级
3求铸造尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,公差带相对于基本尺寸对称分布。
4求机械加工余量等级铸件材料为球墨铸铁,得机械加工余量等级范围E—G级,取为F级,查的rma数值为2.5mm
5求毛坯基本尺寸凸台内孔φ10H7与螺纹M12、侧边2*φ10H7孔均较小,所以铸成实心。
拨叉上的φ20的最左边凸台高25mm与中间的凸台、φ60底面、深12mm呃L型铣削槽都属于单侧加工,属于双侧加工的有长度尺寸104mm。
内腔加工包括φ20H7底孔与内侧长度尺寸42±
0.2.加工余量根据如下公式计算所得
双面加工公式R=104+2*2.5+7/2=112.5mm
内腔加工R=84—2*2.5—6/2=76mm
单侧加工R=25+2.5+4.6/2=29.8mm
R=43.5+2.5+5.6/2=48.8MM
R=11.5+2.5+4.4/2=16.2mm
拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量如表
项目
宽
内测长
Φ20H7孔
左凸台
右凸台
底面高
公差等级CT
12
加工面基本尺寸
104
84
Φ20
25
43.5
11.5
铸件尺寸公差
7
6
4.6
5.6
4.4
机械加工余量等级
F
RMA
2.5
毛坯基本尺寸
112.5
76
12.7
29.8
48.8
16.2
2.毛坯图
⑴确定圆角半径查表可以确定外圆角半径r=6:
内圆角半径R=3
以上所有的圆角半径数值能保证各表面的加工余量
⑵确定拔模斜度本铸件由于上下模膛深度不相等,拔模斜度应以模膛较深的部分计算。
L/B=110/110=1,H/B=32/110=0.291外膜斜度a=5
⑶确定分模位置由于毛坯是三个孔在一个平面内切两边对称,为了便于起模,应取三孔轴线所在的平面为分模面,分模线为直线属平直分模线⑷确定毛坯的热处理方式铸铁毛坯经铸造后,应安排时效处理以消除残余应力,并使不均匀的晶体组织在应力消除过程中得到细化,可以自然时效或人工时效
第四章工艺路线的拟定
拟定零件加工工艺路线,是零件加工的总体方案设计,是制定工艺规程中的关键工作。
拟定工艺路线所涉及的问题主要是选择定位基准,选择各加工表面,安排加工顺序各组合工序,以及选择各工序所用的机床各工艺装备。
1定位基准的选择
定位基准分粗基准和精基准,用毛坯上未经加工的表面作为定位基准成为粗基准,使用经过加公的表面做定位基准成精基准
粗基准的选择:
以不加工表面作为粗基准:
选重要表面作为粗基准:
应尽可能的选平整无飞边或其他缺陷的表面为粗基准,以便定位,加紧可靠。
粗基准只可在头道工序中使用一次,避免重复使用
精基准的选择:
基准重合原则:
基准统一原则:
自为基准原则:
互为基准原则
2零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有端面,内孔,螺纹,材料为QT200以公差等级和表面粗糙度的要求,参考有关资料,加工方法选择如下
1三个Φ10H7,一个Φ9.8,一个Φ20H7的孔表面粗糙度均为1.6需粗车后铰孔获得其尺寸和表面粗糙度。
2底面的表面粗糙度为1.6,图纸要求以刮削的方式获得
3.M12的螺纹表面粗糙度为12.5,只需钻孔后攻丝即可获得尺寸和表面粗糙度
4.其他表面的尺寸及表面粗糙度只需粗加工就可以到要求
3,工艺路线的选择
本零件结构复杂,作用是机床上用于拨动滑移齿轮的位置实现变速,为避免由于基准不重合而产生的误差,应选择底面大平面为定位基准,即基准重合原则
工序1:
用平口钳夹紧宽为42的台阶以Φ60上的台阶平面作为支撑,另外Φ20的凸台上垫平板钻孔Φ10的内孔粗铰,精铰。
粗铣Φ20的两个平面,铣成所需要的尺寸,然后扩孔最后精铰,粗铣Φ60底平面,然后半精铣留余量最后刮研
工序2:
以精铣后的Φ60底平面作为支撑面,分别以Φ20H7的内孔和Φ10H7的内孔作为定位仪凸台Φ60圆柱压紧平面。
钻孔Φ9.8H9然后铰孔
工序3:
以同样的定位和夹紧机构钻孔侧面两个Φ10H7的孔,粗铣左侧凸台上平面,半精铣到所需尺寸
工序4:
以Φ60的底面和Φ20内孔左侧Φ10H7内孔定位,粗铣中间凸台的T型孔,最后攻丝M12
工序5:
粗铣尺寸长度尺寸104的两端面达到所需尺寸。
同样粗铣内侧表面达到尺寸,粗铣底面与Φ20H7孔同心的Φ30孔达到尺寸,利用钻模套粗铰两侧Φ10H7内孔,完后到精铰尺寸
工序6.粗铣左端铣刀台阶,半精铣到尺寸。
钻螺纹孔。
攻丝M6
工序7.钳工去毛刺
工序8.终检
第五章、工序设计
1、选择加工设备与工艺设备
一、选择机床,根据不同的工序选择机床
1、工序1、2,中需钻小Φ10的孔。
并且Φ9.8的孔深达到43mm,所以首先需打预钻孔。
而且有必要一个钻模板。
所用到的钻头型号为9.8,用到的机床为卧式铣床
2、工序3中由于余量比较大,考虑到零件的批量为成批,最好是分多道工序加工,所用到的机床为立式铣床。
3、工序四中游采用两孔一面定位,而且用同样的夹具可以在不同的机床上加工不同的工序,所用到的钻头为Φ5、M6的丝锥。
机床选用立式钻床
4因为本零件的加工只大部分尺寸的加工只要在一道夹具上加工完成。
所以用到的机床可以采用立式钻床
二、选择夹具
本零件钻孔及粗铣台阶通用夹具,其他的工序都可以用夹具设计中的夹具
三、选择刀具,根据不同的工序选择刀具
1、加工工序一时,底面较大,选用Φ50的端铣刀可以提高生产效率
2、加工工序5、2、和工序7时,选用H7或H9的通用型铰刀
3、加工工序3时,选用Φ25四韧刀具,既能加工沉孔、端面、节省了换刀时间
4、加工工序6和工序4时,选用Φ9.8、Φ9.6和Φ5.3的普通麻花钻
5加工工序7时,由于要保证两孔同轴,就必须一次加工获得所以,选用125*Φ9.8的长兴钻头
6加工工序5和工序6时,选用M6、M12的机用丝锥
四.量具选择
本零件属成批生产,一般情况尽量采用通用量具
1选择各轴向加工的量具。
由于本零件需要测量的最大尺寸为190mm故选用0—200mm的游标卡尺测量,62.5、19,选用0---100mm的高度游标卡尺即可。
12的尺寸较高应选用0—25mm的外径千分尺直接测量
2选择加工孔的量具,三个Φ10H7、一个Φ9.8H9和一个Φ20H7的孔可以用卡尺进行粗量,铰孔后再用千分尺测量
2、确定工序尺寸
1、确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。
前面以确定个圆柱面的总加工余量,然后计算工序尺寸,详情如表
加工表面
工序
双边
余量
尺寸
公差
表面
粗糙
度
粗
半精
精
Φ10H7
5
3.2
Φ9.8
10
6.3
1.6
Φ9.8H9
4.8
Φ9.6
9.8
Φ20H7
1.5
Φ19.7
20
M6
2.6
Φ5.2
各表面工序加工余量
加工表面mm
总加工量mm
工序加工余量mm
1
2.3
2
3
4
8
0.2
第六章确定基本工时
工序一粗铣精铣端面
决定切削速度V,根据【简明手册】3.9确定V=60m/min
N=1000V/3.14d=(1000*60)/(3.14*50)=382.16
根据资料n=380r/min
V=3.14nd/1000=59.66m/min
Vf=nfz=380*0.14=53.2
选Vf=37.5mm/minfz=Vf/nxz=0.0159
基本工时查表的L1=12mm
Tm=(40+12)/190=0.273
工序2钻孔、铰孔
Tm=L/nf
查表算出Tm=26/272*0.28=1.18min
2铰孔
Tm=1.5*1.5*1.2*1.4/1000*3.6*0.06*7=0.025min
工序3粗铣精铣圆面
Tm=(40+25)/100=0.65min
工序4铣圆弧侧面
Tm=(40+46)/95=1.11min
工序5钻孔铰孔
Tm=45/600*0.3=0.22min
铰孔Tm=45/100*0.2=2.25min
工序6扩孔攻丝
Tm=30/250*0.3=0.4min
攻丝Tm=30/100*1.5=0.2
工序7钻孔铰孔
钻孔Tm=34/500*0.3=0.22min
铰孔Tm=30/100*0.3=1min
工序8钻孔攻丝
钻孔Tm=16/400*0.2=0.16min
攻丝Tm=30/200*0.8=0.75min
工序9钻孔铰孔
Tm=108/600*0.3=0.3min
铰孔Tm=110/110*0.3=3.67min
第七章夹具设计
夹紧机构:
本工序加工主要是面和内孔,切削力不是很大所以夹紧力也不需要很大,采用螺旋夹紧机构即可满足要求
钻削轴向力
F=1000*1.0*0.2*120=3792N
扭矩
T=0.305*120*1.0=1.515*10-6NM
卡紧力F=3792/2u=8.4N
取系数S1=1.5S2=S3=S4=1.1
实际卡紧力F1=16.77N
定位误差分析
本工序采用孔Φ60底面为基准是加工基准和设计基准同意,能很好保证定位的精度
夹具设计及操作的简要说明
夹具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。
为了提高生产力,使用螺纹卡紧机构本次设计中还按老师的要求画出了夹具体的零件图,具体结构可参见附图。
机构特点:
夹具地面的定位键可以使夹具实现且能保证精度
本夹具是一套专用夹具,所以加工对象就有唯一性,因而不能用于其他零件加工
结论
根据拨叉工艺规程及夹具设计要求,在本设计中制定的工艺规程是比较合理的,它保证了零件的加工质量,可靠地达到了图纸所提出的技术条件,并尽量提高生产率和降低消耗同时还尽量降低工人的劳动强度,使其有良好的工作条件。
同时依据夹具设计原理和相关资料可以了解到该设计中的夹具设计也是合理可行的,该夹具确保了工件的加工质量,不仅工艺性好结构简单而且使用性好、操作省力高效,同时定位及夹紧快速准确,提高了生产率,降低了制造成本。
因此,可知此次课程设计是成功的。
作为一名大四学生,我要感谢母校,是她给我创造了一个学习的机会,创造了美好的学习生活环境,让我在这里学到了很多知识;
感谢各位老师,是他(她)们传授给我的知识;
感谢各位同学和朋友,是他们让我的学习和生活充满乐趣!
经过这次设计,提高了我很多的能力,比如实验水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。
在这期间凝结了很多人的心血,在此表示衷心的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
在设计期间老师帮助我收集文献资料,理清设计思路,指导实验方法,提出有效的改进方案。
导师渊博的知识、严谨的教风、诲人不倦的态度和学术上精益求精的精神使我受益终生。
参考文献
1李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,1993
2艾兴,肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社,2002
3赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社2000
4东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人大学主编机床夹具设计手册上海科学技术出版社,1980
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