机械制造技术课程设计拨叉的加工工艺及铣拨叉脚两端面夹具设计全套图纸管理资料.docx
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机械制造技术课程设计拨叉的加工工艺及铣拨叉脚两端面夹具设计全套图纸管理资料
1零件的分析及生产类型的确定..................5
拨叉的用途.............................5
拨叉的技术要求.........................5
审查拨叉的工艺性.......................5
确定拨叉生产类型.......................6
2确定毛坯、绘制毛坯简图.....................7
:
...........................7
..................7:
3拟定拨叉工艺路线............................8
..........................8
......................8
.............................8
...........................9
.............................9
.............................10
4机床设备及工艺装备的选用...................11
.............................11
.........................11
5加工余量、工序尺寸和公差的确定.............12
.........................12
...........................11
6切削用量、时间定额的计算...................13
切削用量的计算........................13
.........................15
7夹具设计....................................19
..............................19
.............................19
................19
全套图纸,加153893706
摘 要
我们国家正在不断地改变拨叉的传统加工方法,加快提高拨叉的加工水平,不断缩小同先进汽车生产国家的差距,生产厂与世界先进拨叉生产水平的差距越来越小,不断加强了整体的生产水平。
课程设计使我们学完了大学的全部基础课、,课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
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,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
关键词:
拔叉;工艺规格设计;定位夹紧;夹具设计
Abstract
OurcountryisconstantlychangingBochathetraditionalprocessingmethodstospeeduptheprocessingBocharaisethelevel,withtheadvancedvehiclecontinuedtonarrowthegapbetweentheproducingcountries,productionplantwiththeworld'sadvancedlevelofproductionBochathegrowinggapbetweenthesmall,andconstantlystrengthentheoverallThelevelofproduction.
DesignsothatweendtheUniversityofthefullbasiccourse,technologyandthemostbasiccourseafterthespecialized,whichisourgraduationprojectbeforeconductingthevariouscoursesofstudybyanin-depthcomprehensivereviewofthetotal,isalsoaTheorywithpracticaltraining,therefore,inourfouryearsofuniversitylifeoccupyanimportantposition.Themachinemanufacturetechnologycurriculumdesignwascarriedonafterwestudieduniversity'scompletebasiccourse,thetechnicalbasiccourseaswellasthemajorityofprofessionalcourses.Thisisathoroughcomprehensivetotalreviewbeforewecarryonthegraduationprojecttostudiesvariouscurricula,alsoisanapplytheorytorealitytraining,therefore,itholdstheimportantstatusinwefouryearsuniversitylife.
Formepersonally,Ihopethatthroughthecurriculumdesignoftheirfuturewillbeengagedintheworkofanadaptationtraining,trainingfromtheirownanalysis,problem-solvingabilities,forthefuturetoparticipateinthe"fourtransformations"ofthebuildinglayagoodThefoundation.
Keywords:
Fork-lever;Craftspecificationdesign;Thelocalizationclamps;Jigdesign
1 零件的分析及生产类型的确定
拨叉的用途
该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换档机构中。
拨叉头以φ25mm孔套在变速叉轴上,并用销钉经φ8mm孔与变速叉轴联结,拨叉脚则在双联变速齿轮的槽中。
当需要变速时,操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改变换档,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,叉轴孔和锁销孔,在设计工艺规程时应重点予以保证。
拨叉的技术要求
加工表面
尺寸及偏差
公差精度等级
表面粗糙度
形位公差
拨叉头左端面
Φ40
IT11
拨叉头右端面
Φ40
IT11
拨叉爪内侧面
R25
IT13
拨叉脚两端面
12
IT9
⊥
A
孔 φ25
Φ25
IT7
孔 φ8
Φ8
IT10
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要承受冲击载荷,为增强其耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度为48-58HRC。
审查拨叉的工艺性
分析零件图可知,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;φ25mm孔和φ8mm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(拨叉脚两端面,变速叉轴孔φ25mm和锁销孔φ8mm)外,其余表面加工精度均低,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,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保证质量的加工出来,由此可见,该零件的工艺性好。
确定拨叉生产类型
依设计题目可知:
Q=30台/年,m=1件/台;结合实际生产,备品率a%和废品率b%分别取3%,%,代入公式(1—1)得:
N=30台/年*1件/台*(1+3%)*(1+%)=51
由表1-4知,该拨叉生产类型为单件生产。
2 确定毛坯、绘制毛坯简图
零件结构又比较简单,生产类型为单件生产,,。
选用加工余量为MA-G级,并查表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的分型面的选用及加工余量如下表2-2所列:
表2-1
项目(mm)
机械加工余量mm
铸件尺寸公差
毛坯余量mm
备注
宽度R25
表2-4
8
表2-3
厚度40
表2-4
7
表2-3
厚度12
表2-4
表2-3
拨叉脚
表2-4
9
表2-3
孔φ25
表2-4
6
表2-3
拨叉脚内侧面φ50
表2-4
8
表2-3
3拟定拨叉工艺路线
定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。
精基准的选择
根据该拨叉零件的技术要求和装配要求,选择拨叉头左端面和叉轴孔直径25作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作精基准进行加工,即遵循了“基准统一”原则,叉轴孔直径25mm的轴线是设计基准,选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔直径8mm,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求。
选用拨叉头左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则,因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准;另外由于拨叉件刚性较差,受力易产生弯曲变形,为了避免在机械加工中产生夹紧变形,根据夹紧力应垂直于主要定位基面,并应作用在刚度较大部位的原则,夹紧力作用点不能作用在叉杆上。
选用叉杆头左端面作精基准,夹紧可作用在拨叉头的右端面上,夹紧稳定可靠。
粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整,没有飞边,毛刺或其他表面欠缺。
本例选择变速叉轴孔直径25mm的外圆和拨叉头右端面作粗基准。
采用直径25mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面,可以为序准备好精基准。
表面加工方法的确定
根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如表3-1
表3-1
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度
加工方案备注
拨叉头左端面
IT11
粗铣—半精铣
拨叉头右端面
IT11
粗铣—半精铣
孔 φ25
IT7
粗扩—精扩—铰孔
拨叉脚内表面
IT13
粗铣
拨叉脚两端面
IT9
粗铣—精铣—磨削
孔 φ8
IT10
钻—铰
加工阶段的划分
该拨叉加工质量要求较高,可将加工阶段划分为粗加工,半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段,首先将精基准(拨叉头左端和叉轴孔)准备好,使后续工序都可采用精基定位加工,保证其他加工表面的精度要求高;然后粗铣拨叉头右端面,拨叉脚内表面,拨叉脚两端的粗铣。
在半加工阶段,完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔φ8mm的钻,绞工;在精加工阶段,进行拨叉脚两端的磨削加工。
工序的集中与分散
本拨叉采用工序集中原则安排拨叉的加工工序。
该拨叉的生产类型为单件生产,可以采用组合机床配以专用工具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
工序顺序的安排
机械加工工序
(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准,拨叉头左端面和叉轴孔φ25mm。
(2)遵循“先粗后细”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面,拨叉头左端面和叉轴孔直径25mm和拨叉脚两端面,后加工次要表面。
(4)遵循“先面后孔”原则,先加工拨叉头端面,再加工叉轴孔φ25mm孔。
辅助工序
粗加工拨叉脚两端面后,安排较直工序;在半加工后,安排去毛刺和中间检验工序;精加工后,安排去毛刺,清洗和终检工序。
综上所述,该拨叉工序的安排顺序为:
基准加工—主要表面粗加工及一些余量的表面粗加工—主要表面半精加工和次要表面加工—去毛刺—主要表面精加工。
确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,表3-2列出了拨叉的工艺路线。
表3-2
序号工
工序名称
机床设备
量具
刀具
1
粗铣拨叉头两端面
立式铣床X51
游标卡尺
高速钢立铣刀
2
半精铣拨叉头两端面
立式铣床X51
游标卡尺
高速钢立铣刀
3
粗扩精扩绞φ25孔
四面组合钻床
卡尺塞规
麻花钻扩孔钻绞刀
4
粗铣叉爪口内侧面
立式铣床X51
游标卡尺
铣刀
5
粗铣拨叉脚两端面
立式双面铣床
游标卡尺
三面刃铣刀
6
精铣拨叉脚两端面
立式双面铣床
游标卡尺
三面刃铣刀
7
钻—扩φ8孔
四面组合钻床
卡尺塞规
钻头复合绞刀
8
去毛刺
钳工台
手锤
9
清洗
清洗机
10
终检
卡尺塞规百分表等
4机床设备及工艺装备的选用
在单件生产的条件下,可选用高效的专用设备和组合机床,也可以选用设备。
所选用的机床设备见上表所列。
本拨叉生产类型为单件生产,所选用的夹具多为专用夹具,选用的刀具和量具详见上表。
5加工余量、工序尺寸和公差的确定
前面根据资料以初步确定工件各面的总加工余量现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如表5-1
表5-1
加工表面
加工内容
加工余量
精度等级
工序尺寸
表面粗糙度
最小工序余量
最大工序余量
Φ25
铸件
IT13
粗扩
IT13
Φ23
精扩
IT12
绞孔
IT7
Φ25
Φ8
钻孔
IT12
绞孔
IT9
Φ8
各个尺寸见表5-3
表5-3
工序号
工序内容
加工余量
基本尺寸
经济精度
工序尺寸偏差
最小工序余量
最大工序余量
1
粗铣拨叉头两端面
46..3
IT12
0
2
半精铣拨叉头两端面
2
42
IT7
0
4
粗铣拨叉爪口内侧面
IT12
0
5
粗铣拨叉脚两端面
IT12
0
6
精铣拨叉脚两端面
14
IT7
0
6切削用量、时间定额的计算
切削用量的计算
—粗铣拨叉头两端面
该工序分两个工步,工步1是以右端面定位,粗铣左端面;工步2是以左端面定位,粗铣右端面。
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。
由于毛坯左右端面余量,加工过程都相同,所以背吃刀量也相同。
(1)背吃刀量工步1的背吃刀量ap1工步2的背吃刀量ap2相等且等于端面的毛坯总余量减小半精加工余量即ap1=ap2,Z粗铣==。
(2)进给量的确定由表5-11铣刀直径32mm,。
(3)铣削速度的计算由表5-13按铣刀d/z=32/6的条件选取,铣削速度V可取39r/min由公式(5-1)n=1000v/πd可求得带工序铣刀转速n=1000*39r/min/π*32mm=,可取转速n=(5-1)可求出该工序的实际铣削速度v=nπd/100=。
工序2—半精铣拨叉头两端面
该工序分两个工步,工步1是以右端面定位,半精铣左端面;工步2是以左端面定位,半精铣右端面。
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。
由于毛坯左右端面余量,加工过程都相同,所以背吃刀量也相同。
(1)背吃刀量的确定取ap=Z半精=1mm。
(2)进给量的确定由表5-11按铣刀直径32mm,齿数为6,选取,。
(3)铣削速度的计算由表5-13,按铣刀d/z=32/6的条件选取,铣削速度为42r/min,由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序铣刀车速n=42000/32*π=,所以该工序的实际铣削速度v=490*π*32/1000=。
工序3—粗扩精扩绞直径25孔
(1)粗扩工步
1)背被吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-23,选取该工步的每转进给量f=1mm/。
3)切削速度的计算由表5-24,按工件材料为HT200的条件选取,切削速度v取为20m/min,由公式(5-1)n=1000v/r/min参照表4-6所列Z3025轴的主轴转速,取转速n为250r/min,实际扩削速度v=n*π*d/1000=。
(2)精扩工步
1)被吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-23,选取该工件的每转进给量f=。
3)切削速度的计算由表5-24,按工件材料为HT200的条件选取,切削速度v取为20m/min,则该工序钻头转速n=1000v/πd=,参照表4-6所列Z3025轴的主轴转速,取转速n为250r/min,实际扩削速度v=n*π*d/1000=。
(3)绞孔工步
1)背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=1mm/。
3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v取为6m/min,则该工序绞力转速n=1000v/πd=,参照表,取转速n为80r/min,实际绞刀速度v=n*π*d/1000=。
工序4—粗铣拨叉爪内侧面
1背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-11,按铣刀直径32mm,齿数为6选取,该工序的每齿进给量fz=。
3)铣削速度的计算由表5-13,按铣刀d/z=32/6的条件选取,铣削速度v可取42r/min,由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序铣刀车速n=42000/32*π=,所以该工序的实际铣削速度v=490*π*32/1000=。
工序5—粗铣拨叉脚两端面
该工序分两个工步,工步1是以右端面定位,粗铣左端面;工步2是以左端面定位,粗铣右端面。
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。
由于毛坯左右端面余量,加工过程都相同,所以背吃刀量也相同。
1)背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-11,按铣刀直径32mm,齿数为6选取,该工序的每齿进给量fz=。
3)铣削速度的计算由表5-13按铣刀d/z=32/6的条件选取,铣削速度V可取39r/min由公式(5-1)n=1000v/πd可求得带工序铣刀转速n=1000*39r/min/π*32mm=,可取转速n=(5-1)可求出该工序的实际铣削速度v=nπd/100=。
工序6—精铣拨叉脚两端面
该工序分两个工步,工步1是以右端面定位,粗铣左端面;工步2是以左端面定位,粗铣右端面。
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。
由于毛坯左右端面余量,加工过程都相同,所以背吃刀量也相同。
1)背吃刀量的确定取ap=2mm。
2)进给量的确定由表5-11按铣刀直径32mm,齿数为6,选取,。
3)铣削速度的计算由表5-13,按铣刀d/z=32/6的条件选取,铣削速度为42r/min,由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序铣刀车速n=42000/32*π=,所以该工序的实际铣削速度v=490*π*32/1000=。
工序7—钻、绞直径8mm孔
(1)钻孔工步
1)背吃刀量的确定取ap=
2)进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量fz=
3)切削速度的计算由表5-22,按工件材料为HT200的条件选取,切削速度v可取15m/min,由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=,取转速n=680r/min。
再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度v=nπ*d/1000=。
(2)绞孔工步
1)背吃刀量的确定取ap=。
2)进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量fz=。
3)切削速度的计算由表5-31,切削速度v可取4m/min,由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=,取转速n=195r/min。
再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际切削速度v=nπ*d/1000=。
时间定额的计算
基本时间Tj的计算
(1)工序1粗铣拨叉头两端面
根据表5-43中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式tj=(l
+l
)/fmz可求出该公式的基本时间。
由于该公式包括两个工步,即左右端面粗铣工步,式中l=40mm;l
=
+(1—3)=。
l
=2—5取4,fmz=fz*z*n=,将上述结果代入公式tj=(l
+l
+l)/fmz,则该工序的基本时间tj=2*(+40+4)/==。
(2)工序2精铣拨叉头两端面
同理,该工序根据表5-43中圆柱铣刀平面的基本时间计算公式可求出该工序的基本时间,式中l=40mm;l1=
+(1—3)=,l2=1-3取2mm,fmz=fz*z*n=*6*490=,将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=2*(l+l1+l2)/fmz==。
(3)工序3—粗扩精扩绞直径25孔
1)粗扩工步
根据表5-41,粗扩工步的基本时间可由公式tj=L/f*n=(l+l
+l
)/f*n,式中l=40mm,l
=(D-d)*CotKr,/2+(1-2)=,l
=(2-4)取3。
将上述结果代入公式,该工序的基本时间tj==12s。
2)精扩工步
同理,精扩工步的基本时间也可由公式tj=L/f*n=(l+l
+l
)/f*n,式中l=40mm,l
=(D-d)*CotKr,/2+(1-2)=,l
=(2-4)取3。
将上述结果代入公式,该工序的基本时间tj==。
3)绞孔工步
同理,绞孔工步的基本时间也可由公式tj=L/f*n=(l+l
+l
)/f*n,式中l=40mm,l
=(D-d)*CotKr,/2+(1-2)=,l
=(2-4)取3。
将上述结果代入公式,该工序的基本时间tj==。
所以工序3的基本时间
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