完整版C620拨动叉中批生产工艺规程及工装设计毕业论文40设计41.docx
- 文档编号:26125117
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:194.76KB
完整版C620拨动叉中批生产工艺规程及工装设计毕业论文40设计41.docx
《完整版C620拨动叉中批生产工艺规程及工装设计毕业论文40设计41.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整版C620拨动叉中批生产工艺规程及工装设计毕业论文40设计41.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
完整版C620拨动叉中批生产工艺规程及工装设计毕业论文40设计41
网络教育学院
本科生毕业论文(设计)
题目:
“C620拨动叉”中批生产工艺规程及工装设计
学习中心:
层次:
专科起点本科
专业:
机械设计制造及其自动化
年级:
2011年春季
学号:
学生:
指导教师:
完成日期:
年月日
内容摘要
本论文完成了对“C620拨动叉”中批生产工艺规程及工装设计的设计。
拨动叉类零件广泛应用于各种机械的变速箱中,本文在详细分析了产品零件加工的工艺规程及工装设计,从而实现定制中批量生产加工的工艺规程。
就拨叉的加工工艺,分析了1套加工方案,最终确定了一套科学合理的加工路线,并在以后的计算过程中,验证了这套工序的合理性,最后,以铣槽夹具等夹具设计为例,进行了夹具的设计,并做了切削力、夹紧力的分析计算。
关键词:
拨动叉;加工工艺;切削用量;定位;夹具
引言
制造业作为工业经济的主体,在经济发展中具有十分重要的作用和地位,伴随全球化,尤其是信息革命的发展,世界正发生深刻的变化。
东莞作为一个制造名城,将以三个代表重要思想和科学发展观,继续强势发展战略,大力发展新兴产业,全面增强综合竞争力。
推动国民经济持续、快速、健康发展。
我们着力在终端品牌、自主技术等方面取得新的突破,实现制造向制造强国推进。
C620拨动叉夹具是机械加工中不可缺少的部件,现代机床夹具主要朝着标准化,高效化,自动化,特殊化等方向发展。
目前,我国正处于经济发展的关键时期,机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点,但机械制造技术是我们的薄弱环节,因此必须对我国机械制造业现状进行进一步的分析和研究。
夹具在其发展大致经历了三个阶段:
第一阶段,夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置,发挥着夹固工件的最基本功用。
随着军工生产及内燃机,汽车工业的不断发展,夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性,各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善,夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。
这是夹具发展的第二阶段。
这一阶段,夹具发展的主要特点是高效率。
在现代化生产的今天,各类高效率,自动化夹具在高效,高精度及适应性方面,已有了相当大的提高。
随着电子技术,数控技术的发展,现代夹具的自动化和高适应性,已经使夹具与机床逐渐融为一体,使得中,小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。
这是夹具发展的第三个阶段,这一阶段,夹具的主要特点是高精度,高适应性。
可以预见,夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。
一项优秀的夹具结构设计,往往可以使得生产效率大幅度提高,并使产品的加工质量得到极大地稳定。
尤其是那些外形轮廓结构较复杂的,不规则的拔叉类,杆类工件,几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。
目前,中等生产规模的机械加工生产企业,其夹具的设计,制造工作量,占新产品工艺准备工作量的50%—80%。
生产设计阶段,对夹具的选择和设计工作的重视程度,丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。
夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。
1概述
拨动叉类零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械的变速箱中,作为变速箱变速的控制元件。
以其良好的操纵性和良好的稳定性得到广泛应用,该零件的制造工艺虽然简单,但其过程涉及了机械加工工艺的多方面,具有一定代表性,本文将对该类零件的加工工序进行一次全面的阐述。
1.1题目来源
零件如图:
(参看图1-1)
图1-1拨动叉零件图
一、零件图分析
拨动叉是由一个带矩形花键孔的柱体及其外圆面180°方向上连有两近似长方体的板翼组成,如图1-1所示。
据其结构形式分析,中间花键孔是使拨动叉转动的传动连接部位,拨动叉的上端面是与其它零件连接的把合面,其下端有一槽口。
其主要作用是靠花键传递转动力矩而转动,从而带动两翼板的摆动,起到拨动作用。
花键联接为多齿工作,承载能力高,对中性、导向性好。
又因其齿根较浅,应力集中较小,轴与毂强度削弱小。
矩形花键齿定心精度高,按GBT11441987《矩形花键尺寸、公差和检验》规定,其定心方式为小径定心。
拨动叉上在垂直于圆柱面上还有一M22×1.5的螺丝孔,其作用是用螺栓可防止花键轴的轴向串动。
在上部翼板的侧面上还有一M10且端面仅锪平的丝孔,其作用是可当顶丝用,拆卸零件方便。
拨动叉整体结构尺寸不大,刚性较好,但形状较为复杂,使得结构平稳性较差。
二、生产类型
(一)生产纲领3000件每年拨动叉
1年产量Q=生产纲领×每台件数×(1+备品率)×(1+废品率)
Q=3000×1×(1+1%)×(1+1%)=3060(件)
月产量=Q÷12=3060÷12=255(件)
日产量(一天3班)=月产量÷Days=255÷25=10(件)
2生产量类型的确定:
查工艺人员手册,轻型(100公斤以内)零件的生产性质:
中批500~5000大批5000~50000
拨动叉的生产性质:
中批
考虑到保证产品按时定量完成,生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍(工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响,将节拍乘80%后与单件核算时间比较),若大于生产节拍,就会造成完不成年产量,因此应改用多台机床加工。
(二)中批量生产采用流水线,其工艺特点
1毛坯特点:
采用金属模造型,毛坯精度及余量中等。
2机床设备及机床布置:
通用机床,机床按零件类别分工段排列。
3夹具及尺寸保证:
专用夹具,调整法和自动获得法(如对刀块)保证尺寸。
4刀具、量具:
专用或标准刀具、量具
5零件的互换性:
多数互换,部分试配或修配。
6工艺文件的要求:
编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片。
7生产出率:
中等
8成本:
中等
9发展趋势:
采用成组工艺。
三、加工设备
因为该零件为中批生产,所以工艺安排应考虑工序适当集中,考虑零件成批生产,产量比较大,综合经济与生产效率等因素,确定加工设备为通用机床,采用专用夹具。
1.2设计的任务
该零件加工至成品,需完成从毛坯选择开始,编排工艺,工装夹具设计以及对该产品的说明书如下:
1.毛坯—零件综合图1张
2.工艺过程卡片1套
3.夹具装配图1张
4.夹具体零件图1张
5.说明书1份
2零件工艺分析
2.1零件的作用、材料、形状特征
该零件为拨动叉。
拨动叉属辅助零件,通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。
滑套上面有凸块,滑套的凸块插入齿轮的凹位,把滑套与齿轮固连在一起,使齿轮带动滑套,滑套带动输出轴,将动力从输入轴传送至输出轴。
摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离,达到换档的目的。
该拨叉采用HT200材料,灰铸铁可承受较大弯曲应力,用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件。
有较好的耐热性和良好的减振性,铸造性较好。
该拨动叉的结构较复杂,也适于用铸造的方法制造。
2.2技术要求
图1-2各加工面示意图
零件的材料为HT200,硬度适中,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,拨动叉中间圆柱体连有两翼板,以下是拨动叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
(参看图1-2)
1、A面:
φ40mm,Ra为6.4μm
2、B面:
φ35mm,对A面有垂直度要求,不垂直度为0.02mm,Ra为12.5μm
3、C孔:
φ30mm,Ra为12.5μm
4、D孔:
花键,φ28H7,Ra为1.6μm。
键槽6H7,Ra为1.6μm
5、E面:
L×B=88×22mm,Ra为6.3μm,Ra为12.5μm
6、F槽:
通槽,槽宽18mm,Ra为6.3μm;槽深22mm
7、G孔:
M10,深30mm。
8、H孔:
M22×1.5,与C孔通。
9、I孔:
丝孔,M8
10、L面:
对F槽有对称度要求,不对称度为0.20;对B面有垂直度要求,不垂直度为0.10
11、M孔:
鱼眼坑,φ26mm,深3mm。
2.3设计基准
机械加工工序安排为先基准后其他,先面后孔,先主后次,先粗后精,根据以上原则,拟订基准。
一、基准选择的原则
1、粗基准原则
(1)尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准;
(2)不加工面作粗基准,且该面与要加工面有一定的位置精度要求;
(3)余量均匀原则;
(4)粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积以便于装夹;
(5)不能重复使用原则。
2、精基准选择原则
(1)基准重合原则——尽可能使设计基准和原始基准重合;
(2)互为基准原则——两个位置精度要求较高的表面互为基准;
(3)基准不变原则——统一基准。
二、基准选择:
该拨动叉中间圆柱体虽然连有两翼板,但它仍具有轴的一般加工规律,仍可先车削端面,钻、扩钻中心孔等,然后以中心孔及端面定位,再加上其它面的定位,便可加工其他部位等。
但是,拨动叉也有它自己的特点,因为它形状复杂,结构平稳性差,技术要求高,所以应该采取相应的工艺措施,根据以上原则及对零件的分析,拟订出如下的定位基准:
1、加工中心孔及其端面的定位基准
加工中心孔及其端面时,为保证中心孔及端面与外圆柱面和不加工端面间的位置精度,同时也满足粗基准的余量均匀原则,用外圆柱表面及不加工的中心孔端面定位,外圆柱表面用长条V型铁定四个自由度,不加工中心孔端面定一个自由度,车削用这五个自由度就能满足加工要求了。
所选的长条V型铁及不加工端面定位加工中心孔后,按粗基准中不能重复使用原则就不再以其定位。
长条V型铁的定位面因是铸造成品面,也能满足粗基准之尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准的原则,作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积以便于装夹这一粗基准原则在我们的长条V型铁中也有所体现。
一次装夹就能加工出的花键中心底孔能够保证精度要求。
同时,为了安放零件,用到预定位V型铁,还有加工过程中放有支撑架。
2、加工顶端、底端处平面及槽口的定位基准
如上所述,按精基准选择原则——基准重合原则、基准不变原则等铣削顶部及底部平面及槽口时,定位基准为已加工成品的内孔及其成品的端面,内孔基准同时也是设计基准。
设计专用夹具,专用夹具包括对刀块等。
顶部端面或底部槽口加工成品后也分别做精基准,以后所有的加工按精基准重合原则、基准不变原则—直到最后拉削花键为止,全部用中心定位及已加工端为基准。
3工艺过程设计
3.1毛坯—零件综合图设计
在仔细分析了零件的基础上,选择零件的加工方法,首先从毛坯开始。
在毛坯的选择上,既要考虑它的工艺行,又要考虑到经济性,综合两项因素进行毛坯的选择。
一、毛坯的选择
毛坯的类型有:
铸件、锻件、型材、焊接件、压制件、冲压件等,由于本零件是中批生产,则优先考虑锻件和铸件,虽然成本高,但提高了生产率,零件材料为HT200。
零件在机床运行过程中所受冲击不大,结构又比较简单,在考虑零件的力学性能,形状大小等因素后,选择铸件。
图3-1毛坯-零件综合图
二、造型方法及加工余量:
铸件采用机器造型,木模,精度等级选8级,查《金属机械加工工艺人员手册》表12-2和12-3得,浇注顶面、侧面的余量为6mm,底面余量为4mm,孔均钻出。
三、绘制毛坯—零件综合图
在选择了毛坯、确定了加工余量的基础上,绘制毛坯—零件综合图(参看图3-1)
3.2工序判定
制定工艺路线得出发点,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工装夹具,并尽量使工序集中来提高生产率,以及提高零件的加工质量。
一、工艺路线方案一:
(加工面参看图1—2)
工序Ⅰ:
粗车、半精车A面,镗D孔
工序Ⅱ:
粗铣该零件平面E面
工序Ⅲ:
粗铣、半精铣E、L面
工序Ⅳ:
粗铣该零件槽F
工序Ⅴ:
车端面B并倒角
工序Ⅵ:
钻G孔,锪M孔,并攻丝
工序Ⅶ:
钻、扩H孔
工序Ⅷ:
钻Ⅰ1和2孔,并攻丝
工序Ⅸ:
拉C孔,花键
工序Ⅹ:
去除毛刺,清理渣痕
工序Ⅺ:
检验
二、工艺路线方案二:
(加工面参看图1—2)
工序Ⅰ:
粗车、半精车端面A,钻、扩、铰C孔,镗D孔
工序Ⅱ:
粗铣、半精铣E、L面
工序Ⅲ:
粗铣零件槽F
工序Ⅳ:
钻G孔并攻丝,锪M孔
工序Ⅴ:
车端面B并倒角,钻、扩H孔
工序Ⅵ:
钻I1、I2孔并攻丝
工序Ⅶ:
拉C孔,花键
工序Ⅷ:
去除毛刺,清理渣痕
工序Ⅸ:
检验
三、工艺路线方案的确定
上述两种方案大致看来还是比较合理的,但是通过仔细分析改零件的技术要求及可能采取的加工手段后,难免有个别问题之处,主要体现在一下几点:
1.结合两种方案,方案二比方案一工序集中,各工序之间排列较好。
2.方案二中工序Ⅰ:
粗车、半精车端面A,钻、扩、铰C孔,而方案一只是钻C孔,因为孔的零件粗糙度为1.6,精度要求比较高,而经钻、扩、铰C孔才能达到零件的工艺精度要求。
3.方案一只有粗铣平面E面,没有经过精铣,很难保证加工精度。
而方案二中的工序Ⅱ粗铣、半精铣E、L面,可以达到良好的精度。
4.方案二中把钻、扩、铰C孔,镗D孔放在一起加工,这样安排的好处更有利用工序集中,而方案一是分开加工的。
5.方案一中的车端面B并倒角后钻G孔,锪M孔,攻丝,再钻、扩H孔,总体来说,方案一工序安排比较散乱,多次装夹,累计公差较大。
而方案二中的车端面B并倒角,钻、扩H孔,加工完端面,直接加工孔,可以减少装夹次数,提高加工效率。
减少和降低成本。
综上所述,方案二工序安排合理,工序集中,工序间排列最优,提高了加工质量和生产效率,所以选择工艺路线方案二为本拨动叉的工艺生产路线。
3.3填写工艺卡
在分析了零件,绘制了毛坯-零件综合图,对工序进行判定了以后,计算了切削用量、功率以及工时。
一、切削用量及功率计算
工序Ⅰ:
粗车、半精车端面A,钻、扩、铰C孔,镗D孔
机床:
卧式车床C620P=7.5kw主轴转速:
11.5~1200rmin变速级数:
24级
1.223则查《机械制造装备设计》表3.6得该车床标准转速列为:
11.5、14、17、21、25、31、38、47、57、70、86、105、130、158、195、240、300、355、435、535、655、800、980、1200
一次安装:
工步1:
粗车端面A至111mm,ap=5mmRa为12.5μm
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—15得f=0.75mm,
表14—1速度公式:
(公式3.3.11)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=60min
代入公式3.3.11得86.7mmin
则转速531rmin
最接近转速593,则取n=593rmin
则:
实际速度:
96.82mmin
每分进给415.1mm
切削力:
775×5×0.750.753100
功率为:
5kw
∵选择机械传递效率为0.8,故=6.25
∴所选机床合适
工步2:
半精车A面至110mm,ap=1mmRa为6.3μm
1、刀具:
同工步1
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—15得f=0.4mm,
表14—1速度公式:
(公式3.1.1)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=60min
代入公式3.1.1得111.95mmin
则转速(1000×111.95)÷(3.14×52)685rmin
则取n=593rmin
则:
实际速度:
(3.14×52×593)÷100096.82mmin
每分进给237.2mm
切削力:
774×5×0.40.751933
功率为:
3.12kw
∵选择机械传递效率为0.8,故3.9kw
工步3:
钻C孔至φ22mmap=11mm
1、刀具:
高速钢锥柄麻花钻d=22L=35l=200
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—33得d=16f=0.35mm,表14—29速度公式:
(公式3.1.2)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=60min
代入公式3.1.2:
30.08mmin
则转速=599rmin
n取876rmin
则:
实际速度:
==44mmin
每分进给876×0.35306.6mm
扭矩:
210×162×0.350.823212
实际功率:
2.13
∵选择机械传递效率为0.8,故2.66
∴实际使用功率小于C620车床的额定功率,故所选机床合适
工步4:
扩C孔至φ23.2,ap=0.6mm
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—37,14—41得d=23.4f=0.7mm
表14—29速度公式:
(公式3.1.3)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=30min
代入公式3.1.3得30.135mmin
则转速=565rmin
转速取362rmin
则:
实际速度:
=2.66mmin
每分进给362×0.7254mm
扭矩:
840×23.4×1×0.70.814742
实际功率:
0.56
∵选择机械传递效率为0.8,故0.7
∴实际使用切削功率小于机床的额定功率,故所选机床合适
工步5:
铰C孔至φ23.4,Ra3.2μmap=0.1mm
L=241l=66
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—40,14—47
得d=23.4f=0.1
查《切削用量简明手册》表3.8得t=20min
代入公式3.1.3得:
36.52mmin
则转速=497rmin
n最接近86,转速取n=86rmin
则:
实际速度:
=(3.14×23.4×86)÷10006.318mmin
每分进给86×0.18.6mm
扭矩:
846×23.4×10.75×0.10.8=3127.833128
实际功率:
0.028
∵选择机械传递效率为0.8,故0.0325kw
∴所选机床合适
工步6:
粗镗D孔至φ30、ap=3.3mm,Ra12.5μm
1、刀具:
通孔镗刀YG6Kr=45°L=150l=60
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—7得f=0.7mm,
表14—1速度公式:
(公式3.1.4)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=60min
代入公式3.1.4得88.14mmin
则转速935rmin
则转速取n=1400rmin
则:
实际速度:
131.88mmin
每分进给mm
切削力:
1361
功率为:
2.99kw
∵选择机械传递效率为0.8,故=3.75
∴所选机床合适
工序Ⅱ:
粗铣、半精铣E、L面
机床:
卧式铣床X63P=10kw主轴转速:
30~1500rmin
变速级数:
18级
则查《机械制造装备设计》表3.6得该铣床标准转速列为:
30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、236、300、375、475、600、750、950、1180、1500
一次安装:
工步1:
粗铣E至51mm,L至21mmap=21mmRa为12.5μm
D=100d=32B=25I=18
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14-83得f=2.7mm
表14-67速度公式:
(公式3.1.5)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=160min
则代公式3.1.5得:
15.7mmin
则(1000×15.7)÷(3.14×32)156.25rmin
转速取n=95rmin
则:
实际速度:
=9.55mmin
每分进给95×0.02×1004617mm
有效功率:
1.49×10-5×320.17×210.83×0.020.65×95×3×100
≈2.13kw
∵选择机械传递效率为0.8,故2.66
∴所选机床合适
工步1:
半精铣E至50mm,L至22mmap=22mmRa为6.3μm
1、刀具:
同工步1
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14-83得f=2.7mm
表14-67速度公式:
(公式3.1.6)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=160min
则代公式3.1.6得:
20mmin
则199rmin
转速取n=119rmin
则:
实际速度:
=11.96mmin
每分进给119×2.7321.3mm
有效功率:
≈1.92kw
∵选择机械传递效率为0.8,故2.4kw
∴所选机床合适
工序Ⅲ:
粗铣F槽
机床:
同工序Ⅱ
一次安装:
粗铣F槽,ap=18mmRa为6.3μm
1、刀具:
成型三面刃铣刀D=125B=18d=32I=22
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14-83得f=2.7mm
表14-67速度公式:
(公式3.1.7)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=160min
则代公式3.1.7得:
7.55mmin
则rmin
转速取n=75rmin
则:
实际速度:
=7.536mmin
每分进给mm
有效功率:
1.49×10-5×320.17×120.83×0.020.65×3×100×321.3
≈4.9kw
∵选择机械传递效率为0.8,故6.125
∴所选机床合适
工序Ⅵ:
钻G孔并攻丝,锪M孔
机床:
立式钻床Z5025P=1.5kw主轴转速:
50~2000rmin
变速级数:
9级
则查《机械制造装备设计》表3.6得该钻床标准转速列为:
50、80、125、200、315、500、800、1250、2000
一次安装:
工步1:
钻G孔至φ9.5,深10mmap=4.25mm
d=9.5L=84l=40
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—33得d=9.5f=0.35mm,
查《切削用量简明手册》表3.8得t=30min
代入公式3.1.2得:
28.69mmin
则转速==961.7rmin
则取转速n=1058rmin
则:
实际速度:
==31.56mmin
每分进给1058×0.35=370.3mm
扭矩:
210×9.52×0.350.88183.16
实际功率:
0.907
∵选择机械传递效率为0.8,故
∴所选机床合适
工步2:
锪M孔至φ26,深3mmap=1mm
D=26l=180
2、切削用量、功率计算
查《金属机械加工工艺人员手册》表14—37,14—41得d=26f=0.15mm
表14—29速度公式:
(公式3.1.8)
查《切削用量简明手册》表3.8得t=30min
代入公式3.1.8得26.7mmin
则转速=518rmin
转速取490rmin
则:
实际速度:
==40mmin
每分进给490×0.15=73.5mm
扭矩:
840×26×10.75×0.150.84804
实际功率:
0.25
∵选择机械传递效率为0.8,故=0.31
∴所选机床合适
工步3:
G孔攻丝至M10,深10mmap=1.4mm
2、切削用量,功率计算
查《
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 C620 拨动 叉中批 生产工艺 规程 工装 设计 毕业论文 40 41
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)