完整版机械设计制造及其自动化专业毕业设计40设计41某车床叉头零件制造工艺及工装设计Word文件下载.docx
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工装夹具的设计和机械制造工艺,在大学几年后,才完成所有基础课程,技能,知识,经验和专业知识课的理论和实践与综合运用,所以我有一个更好的了解机械为今后的工作奠定了坚实的基础。
这种设计是加工工艺的主要部分的一个工序需要特殊的夹具设计。
工艺要求的零件,这时应该指出的是,你是在加工的分析加工生产路线,以改善劳动生产率和加工精度的方法和过程。
专用夹具设计可以提高加工精度的程度和劳动生产率,扩大机床的使用,而且还可以减少成本投入,然后确保产品的精度的基础上,努力提高生产效率,降低成本的数量。
在这个毕业设计,分析,工艺拨叉开发和工艺路线比较,选择首选的加工工艺路线。
铣槽专用夹具的设计,在这个过程中,夹具方案夹具定位误差与精度分析和计算的发展,选择下一步的设计,完成设计。
通过这样的设计,培养分析加工过程的能力,机床夹具设计,这是在毕业前,唯一可以全面审查所有学到一些东西的总结,理论与实践相结合的培训。
所以,这样的设计在我的大学生涯中,具有非同寻常的意义。
我想踏上毕业设计工作,培养他们的适应能力,从这里提高自己分析问题和解决问题的能力,为未来的职业生涯中为祖国现代化建设奠定了坚实的基础。
因为个人能力尚有不足之处,这样的设计可能是差强人意,希望你可以批评和纠正。
第二章零件的分析
2.1零件的作用
车床的拨叉是其变速机构中的零件,有换挡作用,操作者要调整主轴回转运动可以通过它来实现,按照自己的要求调整扭矩及速度。
该零件下面的直径为25的孔和操纵机构连在一起,位于上面的直径为55的半孔接触的轴则是位于所控制齿轮上。
下面的齿轮变速主要依靠上方的力。
2.2拨叉零件的工艺分析
在机床变速箱里,拨叉零件作为不可缺少的零件,非常重要。
但因该零件结构小且复杂,却要求孔以及侧面精度要高,另外还要加工小头孔上面的槽,因此制作起来不容马虎。
拨叉的底部,两侧的大孔和在第一个孔的大小,粗糙度要求,所以需要整理。
孔边的垂直度公差要求,加工槽槽两侧对称性和平行度公差要求。
加上零件的各个部位都容易影响装配质量度,若是质量低,则使用寿命以及性能相对降低,而影响这些的主要因素是零件的相互位置、几何形状以及尺寸精度等。
所以加工这些部位必须保证精度要求。
零件如果要实现机械加工工艺化,则需具备可加工性,只有便于加工的零件才能够保证其质量,减少加工人力的投入。
此外,设计紧扣工艺缓解,设计者在设计过程中要考虑工艺的使用,而工艺师傅在加工的时候要秉承设计理念,达到设计师要求,因此二者相辅相成。
从加工设计拨叉零件的工艺面来看,为了能够满足对孔和槽精度标准,必须选择合适的方法,使用符合条件的设备。
不但要从加工效率以及精度上出发,还要注意经济的投入,在符合生产速度以及精度标准的前提上,用投入价格低的机床加工生产。
加工要求:
在表面上的孔和槽的加工方法的选择,要考虑的已加工表面的精度和表面粗糙度,根据各加工表面的技术相关,确定加工方式,划分加工工序;
设备按照生产类型确定,大批量生产设备最好使用效率高的。
对于单件小批量生产使用普通加工方法,采用通用设备。
例如在生产大批量过程中通过拉削进行加工,而在小批量中使用柴油机连杆小头孔生产,利用钻、扩、铰加工方式进行生产。
加工过程要注意工件的材质,如为避免砂轮磨削塑性好的有色金属遭堵塞,通常利用高速精铣,精细车削等加工,而淬火钢零件表面淬火后只能用磨削进行精加工。
除此之外,要注意工厂以及车间是否适合生产加工,尽可能的改善现有的加工方式以及引进新的设备,引用新技术,提高加工水平以及效率。
对于其它因素,则要考虑到工件重量以及外形等等。
图2-1拨叉零件图
2.3本章小结
本章主要是拨叉的分析,主要是从作用,流程分析和处理要求,表面粗糙相应的处理分析,并确定处理方法。
访问大量的参考资料,上面的分析,使我对拨叉有了进一步的认识,并为后续的设计奠定了坚实的基础。
第三章工艺规程设计
3.1确定制造毛坯的形式
在考虑复杂程度的零件,加工表面和非加工表面的技术要求的生产批次大小这些情况后,来选择毛坯。
选择毛坯制造,可以使整个过程更为经济合理,因此应及时考虑。
正常情况下,主要取决于生产的性质。
经过反复考虑,我选择了部件的材料为HT200,虽然用可变速度车床加工,不像其他机器较少。
然而,在工作过程中,这些部件经常有承受的载荷的变化和冲击负载,看起来比较复杂,加工难度大。
因此,铸件的选择,以提高劳动生产率,保证精度,年产九千件属于了大量的生产标准,再加上零件的外形尺寸,金属铸造,这不但能够保证精度,还可令生产率有效提升。
综上,拨叉部分要处理槽,孔和平面。
一般来说,平面处理保证质量,保证加工孔更容易的准确性。
所以,拨叉加工阶段中孔的尺寸以及位置是比较难的,另一问题孔和槽、孔和平面之间的精度尺寸该如何把握。
从以上的技术条件中可以看出:
拨叉的尺寸精度,形位公差精度要求都很高,处理它很难,一定要注意。
3.2基面的选择
工艺的设计当中,选择基面至关重要,合理确定基面,以保证加工质量,提高生产力。
相反,如果加工工艺阶段中出现诸多情况,那么会导致零件报废,不但会影响生产进度,还会带来经济损耗。
选择粗基准时,围绕的核心是怎么去维持每个加工表面有适当的剩量,并保证加工表面和未加工表面内的大小、位置符合设计要求。
如果是一般的轴类零件,最合理的就是以外圆作为粗基准。
选择粗定位基准是要能处理一个良好的基础,同时明确这是主要的。
粗的参考点的选择应基于以下原则:
拨叉被选作一个粗基准制定出粗糙的表面的精细参考。
b要未处理以及加工表面的位置和大小,适用于加工表面,被选作一个粗基准。
Ç
以确保工件表面是均匀的,你应该选择定位粗基准的表面。
d当所有要加工的表面,最小的应保证被选择作为参考表面,以保证表面具有足够的余量。
围绕平面和平面、平面和孔以及孔和孔的位置为中心,去保障加工拨叉的整个阶段里基准标准统一。
由拨叉零件图可以得出,加工拨叉的粗基准以平面为主。
精基准的选择要遵循以下原则:
第一,基准重合。
充分利用设计基准作为定位基准。
能有效地防止设计基准定位基准偏离基准不重合而导致的差异。
第二,基准统一,尽量让定位基准统一。
统一的基准,以保护工件表面的位置精度,以防止在基线导致错误的变化。
使用同一夹具的各种过程,可以减少夹具设计和生产工作的参与。
如:
针孔轴类零件往往是作为定位参考。
磨削和车削以此为基础,那么在单次的装夹过程里可同时加工多个表面,并能够让外圆表面轴心线和同轴度、端面的相对位置。
第三,互为基准。
两个加工表面与对方互为基准。
有时淬火后齿轮的以齿面为基准磨齿,继而再将孔视为磨齿面的基准,有效的保障了均匀的齿面余量。
第四,自为基准。
个别精加工,以确保余量的就更少了,所以你可以根据自己的加工表面作为参考。
常见的拉孔使用无心磨床磨外圆等,都遵循自为基准原则。
另一方面,精基准还要找精度较高、尺寸大的工件,这可以保证定位稳固。
便于工件加工以及装夹等。
由拨叉零件图得出,这个零件的小头孔以及底平面可作为精基准。
但整个工件的自由度不能够以单一的平面加上孔来约束的,单一的面加孔的自由度局限于五个。
若是使用特殊的两孔一面的定位原则,则符合整个加工阶段的基准统一定位标准。
在基准原则的选择前,要先试想是否便于加工以及保证精度,并方便装夹的事项。
3.3制定工艺路线
谈起制定工艺路线,首先应当考虑的是如何可以合理的保证很高的零件尺寸,位置以及尺寸的精度。
针对零件需要批量生产的,通常统一的参考工具。
因此,加工基准统一的过程拨叉处理的第一步。
左端面的小孔作为一个粗略的基准,加工出一个右端面,右侧端面加工小头孔在后续的工作安排是一个小头孔定位的基础。
布置后续工序应以先处理面后加工孔位原则,同时要把粗加工和精加工划分。
加工方式拟定后,根据生产的类型以及工件的自身特点,按照机床设备等实际生产情况明确工序量。
工序数划分原则如下:
第一,工序分散原则
简化工序内容,为了帮助选择最佳的切割,所以你可以使用通用的设备和机床的技术和设备。
降低生产准备工作需要做,以方便更换的产品。
工人的技术水平要求相对较低。
如果所需要的设备和大量的工人,生产工艺路线长,所需要面积大,则不方便管理。
第二,工序集中原则
减少工序量以及工件装夹次数,可减少工艺路线,这对工人数目以及生产面积有直接的减少作用,便于管理。
在操作工程中,一次装夹阶段里可以对多个表面处理,以保护工件表面的相互位置精度。
为了提高生产力,大规模生产可以采取高效率的专用机床,这样可以降低成本的投入。
若使用复杂的工艺设备等,不但投资大,维修难,准备工作复杂,理应避免。
通常,把单件小批生产的工序集中起来,可以便于生产管理。
可是由于使用的设备不够专业,因此工序集中难,几乎都是使用结构简单的专用夹具以及专用机床组织流水线生产。
加工完毕,处理工件至整洁,再使用压缩空气吹净,最大程度的减少毛刺、砂粒、铁屑等残留其中。
制定工艺路线,你应该考虑的是分散或集中的原则过程。
工序分散就是以尽量多的工序来加工好零件,相反的便是工序集中。
(1)工序集中
工序量不多,夹次量不多,工件装,可以减少工艺路线,生产面积所需不多,操作工人也无需太多,便于生产管理。
在操作工程中,一次装夹阶段里可以对多个表面处理,以保护的相互位置精度的工件,为了提高生产率,大规模生产的高效率,可以采取特殊的机这样可以降低成本的投入。
若使用复杂的工艺设备等,不但投资大,维修难,准备工作复杂,选择这样的生产方式是不合理的。
(2)工序分散
简化工序内容,可帮助选择最佳的切割,所以你可以使用一个通用的设备和机床的技术和设备。
工序分散和集中都有其自身的特色,所以需要按照生产的类型以及工厂实际状况和加工要求,综合以上几点之后再确定使用的原则。
生产管理精简,在单件小批生产过程中,普遍都将工艺集中起来。
可集中工序也受约束,这是因为没有使用专用的设备,通常使用流水线生产专用夹具和专用机床的结构简单。
近年来,计算机在系统控制机床和数控加工中心,逐渐施加这让工序集中的优势显现出来,就算让单件小批生产工序集中,也不用担心生产准备工作多,最终获得更好的经济收益。
为提高零工加工的质量,加工阶段通常分为:
第一,粗加工阶段
这是为了让多余的金属得以去除,精加工也是在此前提条件上得以继续。
粗加工还可以为半精加工,精加工给予定位支持,在粗加工阶段里若查到毛坯存在问题,则会以修补或者报废处理,减少日后加工的浪费。
为了加快生产速度,粗加工可以选择切削用量较大的,使用精度不高、刚性佳、功率较大的机床。
粗加工时,因为切削的力度大,因此产生较多热量,也需要更大的夹紧力,因此容易导致的工件的内应力及变形,较大的粗糙度,加工精度不高。
通常情况下,粗公差等级之间。
粗糙度为。
第二,半精加工阶段
所谓的半精加工,主要是加工次要面,并对主要面进行加工,为之后的精加工提供方便,令加工余量符合标准。
通常为其公差等级,是表面粗糙度。
第三,精加工阶段
精加工过程中会把剔除工件多余的量,以提高工件形状位置精度为目,令表面粗糙度等各方面都满足设计需求。
此外这道工序通常都在最后执行,这可以降低或者避免工件在精加工时候出现表面损伤情况。
建议精加工用切削用量小、工件变形情况不大的机床进行,这可提高精度。
该工序的加工精度通常是,乃是其表面粗糙度。
另一方面,确定好加工过程之后可以更好的规划热处理工序。
因为热处理性质存在差异,因此个别要放在粗精加工阶段中,而个别需要放在粗加工前。
虽然如此,但这些都不是一定的。
在实际操作中,面对刚性佳,但要求精度低或者小批量的工件等常常对阶段划分要求没那么严格。
这类工件在保证产品质量的基础上,一般只有粗、精加工两个阶段,有时候甚至不分是粗加工还是精加工。
在对工件一个平面或者一个工序的加工过程中,不一定要划分粗精的,一定要划分阶段的是针对加工全程的。
如工序的定位精基准面,粗加工时候要求准确无误,但在精加工时候,可使用钻小空之类的粗加工。
为了能够更好的制定工艺路线,首先要考虑的就是使零部件的尺寸符合制定技术的要求,让零件的几何形状和位置达到标准的精度,如果已经确定好生产纲领,为了能够更好地提高生产效率,减低生产成本的投入,让经济效益达到最大化,在制定过程中,可以选择将专用工具与万能性机床二者良好的结合在一起,并且在生产过程中集中工序的办法。
表3-1工艺路线方案一
步骤
每个工序的具体的执行方法
工序一
精铣、粗铣孔上的端面。
工序二
钻、扩、铰、精铰孔。
工序三
切断。
工序四
粗、精铣孔两侧面
工序五
粗、精镗孔。
工序六
铣下平面。
工序七
粗、精铣16槽。
工序八
粗铣斜平面。
工序九
检查。
只有执行上述过程不能保证其质量,但也可以是生产精度要求不高。
通过综合分析上述步骤的工艺路线可确定如下:
表3-2工艺路线方案二
工序号
工序内容
粗、精铣孔上端面。
虽然这个过程是增加工作时间,但质量大大提高。
方案一和方案二中,在步骤三中的程序的工艺路线将孔锯,而不是设计工作的铣削两侧的孔时的工件的加工表面,以减少随后的步骤,但在随后的步骤中进行的处理,特别是有一个相当大的困难,在定位孔加工,如孔加工程序之前,在步骤已被切断,只有半圆形的处理。
这种普通机床加工精度不能保证,如果你想以确保只有精密数控机床才能完成,在这种情况下,生产成本会提高很多。
方案二所产生的孔锯前的最后一次,不仅要保证的准确度的孔,并在后面的步骤的处理中的孔作为定位基准,也可用于解决上述问题。
一般,这样的处理可能可以在机器上进行处理,不仅为了确保准确性,但也降低了生产成本。
从上面的分析:
计划经济的工艺路线方案。
特定的加工工艺如表3-3。
表3-3最终加工工艺路线
铸造。
热处理。
钻、扩、铰孔。
粗、精铣孔两侧面。
工序十
工序十一
3.4本章小结
通过书上的信息,在这一章中,主要是对加工过程往往发生在加工时,分析和选择基准的原则的深刻理解。
然后为了拨叉部位的尺寸要求和精度要求,编制两种工艺路线。
最后,具体分析,比较后选择优秀的方案。
第四章毛坯的确定以及偏差计算
4.1毛坯的确定
(1)由于铸造部件的尺寸精度和表面粗糙度值低,所以被加工零件需要与其他零件的表面。
(2)为了使金属容易充满樘摸和减少工序的过程中,铸件的形状应该是简单和直接,尽量避免铸件横截面的差异过大,或结构是薄壁的,高筋,高台。
(3)铸件的结构,应避免深孔或多孔结构。
(4)铸件的整体结构应该是简单的。
毛坯形状、尺寸要求:
各加工面,在几何形状的选择上不要过于复杂。
工艺基准符合设计基准的要求。
(3)有利于检查、加工和装夹。
(4)有着统一的结构要素,加工时尽可能的使用标准工具,以及较为普通的设备。
毛坯的选择必须经济实用,并且毛坯在尺寸和形状上与零件没有太多差异,对于生产成本的降低,材料利用率的提升,加工余量的减少都有很好的作用,但是却容易让毛坯的制作变得更为复杂,投入更多的经济成本与昂贵的仪器。
所以,在保证毛坯使用性能的基础上,要尽量降低投入的零件成本。
当确定好毛坯的种类、尺寸和形状后,在实际情况中如果有必要,毛坯图可以得出作为参考。
根据上述原始数据和处理每个加工面的加工余量,如图4-1中所示的毛坯尺寸。
图4-1拨叉零件毛坯
4.2拨叉零件的偏差计算
下面的进行拨叉偏差计算:
(1)侧平面余量计算。
根据工艺要求,粗和精铣加工。
每一步余量如下:
查阅参考文献[1]可知其粗铣级别为IT12。
粗铣:
由参考文献[3]表6-28。
其余量值规定为,为了方便就取。
粗略的算下:
铸造毛坯的基本尺寸为,又分析参考文献[1]表11-19可得结果铸件尺寸公差为。
精铣:
由参考文献[4]表2.3-59,其余量值规定为。
粗铣后最大尺寸为:
精铣尺寸的大小相同的零件图,每种尺寸,以确保准确。
毛坯的名义尺寸为:
毛坯最大尺寸为:
毛坯最小尺寸为:
(2)两侧面加工余量的计算。
由参考文献[3]表6—28。
其余量值规定为,为了方便取。
查参考文献[1]可知其粗铣为IT12。
由参考文献[4]表2.3—59,其余量值规定为。
铸造毛坯的基本尺寸为,又由参考文献[1]表11-19可以查得结果为铸件尺寸公差为。
下面即将进行的是大小头孔上的偏差以及加工余量计算:
参照参考文献[1]表2.3-3、2.3-26、2.4-14和参考文献[3]表3-8,可以查证出结果得:
孔:
钻孔的精度等级:
,表面粗糙度,尺寸偏差是
铰孔的精度等级:
扩孔的精度等级:
根据工序要求,小头孔分为钻、扩、铰三个工序,各工序余量如下:
钻孔
参照参考文献[1]表2.4-49,表2.3-48。
确定工序尺寸及加工余量为:
加工该组孔的工艺是:
钻——铰——扩
钻孔:
铰孔:
(Z为单边余量)
扩孔:
镗孔
粗镗——精镗
精镗:
孔,参照参考文献[1]表2.4-50,其余量值为;
粗镗:
铸件毛坯的基本尺寸分别为:
孔毛坯基本尺寸为:
;
根据参考文献[1]表2.3-3由此可得锻件的加工该孔经济精度为IT9。
孔毛坯名义尺寸为:
精镗工序尺寸为:
粗镗工序尺寸为:
从而达到要求。
粗、精铣槽:
参照参考文献[3]表20-6,得其槽深机加工余量为2.0mm,在槽边双边的机加工余量2Z=2.0mm,再由参照参考文献[1]表22—6的刀具选择可得其极限偏差:
精加工为,粗加工为。
槽的毛坯为一个整体:
粗铣槽底工序尺寸为:
6
粗铣两边工序尺寸为:
精铣两边工序尺寸为:
,已达到其加工要求:
。
4.3本章小结
本章重点介绍的拨叉上部分尺寸的决定。
它主要是为了确保在加工过程中的部分,就可以有一个足够的余量,粗铣,以确保精确度,在同一时间,来选择所需的加工机床和加工工具,所以。
经过上述计算和分析所选择的工具,机床,以达到生产要求,将进行下一阶段的设计。
第五章铣槽夹具设计
经过与指导老师的协商和自己的反复考虑,为了保证完美的加工质量,降低工人的劳动强度,提高劳动生产的效率,需要为铣槽这
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