拨叉加工工艺及半精铣Φ40一个端面的夹具设计.docx
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拨叉加工工艺及半精铣Φ40一个端面的夹具设计
成绩_________
机械制造技术课程设计
题目拨叉零件的机械加工
工艺规程和夹具设计
院(系)机械与汽车工程学院
班级机制
学生姓名
学号
指导教师
二○一五年六月
拨叉零件的机械加工工艺规程和夹具设计
摘要:
本设计是基于车床拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。
零件的主要加工表面是平面和孔系。
一般来说,保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。
因此,本设计遵循先面后孔的原则。
并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。
主要加工工序是第一个支持孔定位加工出顶平面,然后顶平面和孔的位置的孔加工工艺配套系列。
在后续工序中除与顶平面定位技术和加工其他孔与平面的个体的过程。
关键词:
拨叉类零件,加工工艺,专用夹具,设计
目录
第一章零件的分析4
1.1零件的作用4
1.2零件的工艺分析4
1.3零件生产类型的选择5
第二章确定毛坯类型绘制毛坯简图7
2.1选择毛坯7
2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量7
2.3绘制毛坯-零件合图7
第三章工艺过程设计9
3.1定位基准的选择9
3.2零件各表面加工方法的选择9
3.3加工阶段的划分10
3.4工序顺序安排11
3.5热处理工序及辅助工序的安排11
3.6确定总的工艺路线12
3.7工艺装备的选择13
第四章半精铣φ40的一个端面机械加工工序设计15
4.1工序简图的绘制15
4.2工序余量的确定15
4.3工序尺寸的确定16
4.4切削用量的确定16
4.5时间定额估算16
第五章半精铣φ40的一个端面专用夹具设计17
5.1夹具设计任务17
5.2拟订夹具结构方案与绘制夹具草图17
5.3绘制夹具装配总图18
5.4夹具装配图上标注尺寸、配合和技术要求19
5.5夹具专用零件图设计绘制20
总结21
参考文献22
致谢23
第1章零件的分析
1.1零件的作用
题目给出的零件是车床拨叉。
车床拨叉的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度,并保证部件正确安装。
因此车床拨叉零件的加工质量,不但直接影响的装配精度和运动精度,而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。
图1拨叉
1.2零件的工艺分析
由车床拨叉零件图可知。
车床拨叉零件,它的外表面上有4个平面需要进行加工。
支承孔系在前后端面上。
此外各表面上还需加工一系列孔。
因此可将其分为三组加工表面。
它们相互间有一定的位置要求。
现分析如下:
(1)以φ40的一个端面为主要加工表面的加工面。
这一组加工表面包括:
φ40的一个端面的加工;孔加工其中左端面有表面粗糙度要求为
,
(2)以R42端面为主要加工表面的加工面。
这一组加工表面包括:
R42端面的加工;Φ22的孔。
(3)其他各个小孔,M8孔
1.3零件生产类型的选择
零件毛坯的生产加工主要有三种方式:
铸造、锻压、焊接。
一常见零件毛坯类型
机械零件的常用毛坯包括铸件、锻件、轧制型材、挤压件、冲压件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。
1.铸件是形状较复杂的零件毛坯,宜采用铸造方法制造。
目前生产中的铸件大多数是砂型铸造,少数尺寸较小的优质铸件可采用特种铸造,如金属性铸造、熔模铸造和压力铸造等。
2.锻件适用于强度要求较高,形状比较简单的零件毛坯,锻造方法有自由锻和模锻。
自由锻的加工余量大,锻件精度低,生产率不高,适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯制造。
模锻加工余量小,锻件精度高,生产率高,适用于中小型零件毛坯的大批量生产。
3.型材有热轧和冷拉两种。
热轧型材的精度较低,适用于一般零件的毛坯。
冷拉型材的精度较高,适用于对毛坯精度要求较高的中小型零件的毛坯制造,可用于自动机床加工。
4.焊接件是根据需要用焊接的方法将同类材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。
焊接件制造简单,生产周期短,但变形较大,需经时效处理后才能进行机械加工。
焊接方法适用于大型毛坯、结构复杂的毛坯制造。
5.冷冲压件适用于形状复杂的板料零件。
二毛坯选择的原则
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。
毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用,而且对零件的加工质量、加工方法、生产率及生产成本都有很大的影响。
因此,选择毛坯要从毛坯的制造和机械加工两方面综合考虑,以求得最佳的技术经济效果。
在选择毛坯时应考虑下列因素:
1.零件材料及力学性能要求
例如材料为铸铁的零件,应选择铸造毛坯。
对于重要的钢制零件,为获得良好的力学性能,应选用锻件毛坯;形状较简单及力学性能不太高时,可用型材毛坯;有色金属零件常用型材或铸造毛坯。
2.零件的结构形状与大小
轴类零件毛坯,如直径和台阶相差不大,可用棒料;如各台阶尺寸相差较大,则宜选用锻件。
大型零件毛坯多用砂型铸造或自由锻;中小型零件可用模锻件或特种铸造件。
3.生产类型
大批大量生产时,应选用毛坯精度和生产率均较高的毛坯制造方法,和精密如模锻、金属型机器造型铸造和精密铸造。
单件小批生产时,可采用木模手工造型铸造或自由锻造。
4.现有生产条件
选择毛坯时,必须考虑现有生产条件,如现有毛坯制造的水平和设备情况,外协的可能性及经济性等。
5.充分利用新工艺、新材料
为节约材料和能源,提高机械加工生产率,应充分考虑应用新工艺、新技术和新材料。
如精铸、精锻、冷轧、冷挤压和粉末冶金等在机械中的应用日益广泛,这些方法可以大大减少机械加工量,节约材料,大大提高了经济效益。
三典型零件毛坯的选择
根据毛坯的选择原则,下面分别介绍轴杆类、盘套类和机架箱体类等典型零件的毛坯的选择方法。
1.轴杆类零件的毛坯选择
作用:
轴杆类零件指各种传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴、齿轮轴、连杆、摇臂、螺栓、销子等。
这类零件一般轴向(纵向)尺寸远大于径向(横向)尺寸,是机械产品中支撑传动件、承受载荷、传递扭矩和动力的常见典型零件。
毛坯选择:
轴类零件最常用毛坯是型材和锻件。
1对于光滑的或有阶梯但直径相差不大的一般轴,常用型材(即热轧或冷拉圆钢)作为毛坯。
2对于直径相差较大的阶梯轴或要承受冲击载荷和脚边应力的重要轴,均采用锻件作为毛坯。
生产批量较小时,采用自由锻件。
生产批量较大时,采用模锻件。
3对于结构形状复杂的大型轴类零件,其毛坯采用砂型铸造件、焊接结构件或铸-焊结构毛坯。
2.盘套类零件的毛坯选择
结构特征:
盘套类零件时指直径尺寸较大而长度尺寸相对较长的回转体零件(一般长度与直径之比小于1)。
盘套类零件指各种齿轮、带轮、飞轮、联轴节、套环、轴承环、端盖及螺母、垫圈等。
(1)圆柱齿轮的毛坯选择
钢制齿轮的毛坯选择取决于齿轮的选材、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产批量等因素。
毛坯选择:
①尺寸较小且性能要求不高,可直接采用热轧棒料。
②直径较大且性能要求高,一般都采用锻造毛坯。
生产批量较小或尺寸较大的齿轮,采用自由锻造。
生产批量较大的中小尺寸的齿轮,采用模锻造。
③对于直径比较大,结构比较复杂的不便于锻造的齿轮,采用铸钢或焊接组合毛坯。
根据图纸参数要求,选择生产批量较大的拔叉,采用铸造。
第二章确定毛坯类型绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关,因此,正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。
根据该零件的材料为HT200、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素,在此毛坯选择铸造成型。
2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量
(1)确定毛坯的加工余量
根据毛坯制造方法采用的造型,查取《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5,“拨叉”零件材料采用灰锻铁制造。
材料为HT200,硬度HB为170—241,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。
(2)面的加工余量。
根据工序要求,结合面加工分粗、精铣加工。
各工步余量如下:
粗铣:
参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。
其余量值规定为
,现取
。
表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取
。
精铣:
参照《机械加工工艺手册》表2.3.59,其余量值规定为
。
差等级选用CT7。
再查表2.3.9可得锻件尺寸公差为
。
2.3绘制毛坯-零件合图
毛培图如图2-1
图2-1毛坯图
第三章工艺过程设计
3.1定位基准的选择
1、粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求:
(1)保证各重要支承的加工余量均匀;
(2)保证装入拨叉的零件与箱壁有一定的间隙。
为了满足上述要求,应选择的主要支承孔作为主要基准。
即以拨叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。
也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度,再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。
由于是以孔作为粗基准加工精基准面。
因此,以后再用精基准定位加工主要支承孔时,孔加工余量一定是均匀的。
2、精基准的选择
从保证拨叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。
精基准的选择应能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。
从拨叉零件图分析可知,它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大,适于作精基准使用。
但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度,如果使用典型的一面两孔定位方法,则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。
至于前后端面,虽然它是拨叉的装配基准,但因为它与拨叉的主要支承孔系垂直。
如果用来作精基准加工孔系,在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难,所以不予采用。
3.2零件各表面加工方法的选择
10粗铣φ40的一个端面粗铣φ40的一个端面Ra12.5um,X52K铣床
20粗铣R42的一个端面粗铣R42的一个端面Ra12.5um,X52K铣床
30粗铣φ40的另外一个一个端面粗铣φ40的另外一个端面Ra12.5um,X52K铣床
40粗铣R42的另外一个端面粗铣R42的另外一个端面Ra12.5um,X52K铣床
50半精铣φ40的一个端面半精铣φ40的一个端面Ra6.3um,X52K铣床
60半精铣R42的一个端面半精铣R42的一个端面Ra3.2um,X52K铣床
70半精铣φ40的另外一个一个端面半精铣φ40的另外一个端面Ra6.3um,X52K铣床
80半精铣R42的另外一个端面半精铣R42的另外一个端面Ra3.2um,X52K铣床
90钻扩铰φ22mm钻扩铰φ22mm孔Ra1.6um立式钻床Z525
100粗车R30内孔粗车R30内孔卧式车床CA6140
110精车R30内孔精车R30内孔卧式车床
CA6140
120铣开把2件合铸在一起的拔叉铣开X52K铣床
130钻孔攻丝M8钻孔攻丝M8,Ra6.3um,立式钻床Z525
140钳工去毛刺钳工去毛刺
150检验入库检验入库
3.3加工阶段的划分
先进行粗加工,然后进行半精加工,先铣平面,然后钻孔
(1)划分方法
零件的加工质量要求较高时,都应划分加工阶段。
一般划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
如果零件要求的精度特别高,表面粗糙度很细时,还应増加光整加工和超精密加工阶段。
各加工阶段的主要任务是:
1)粗加工阶段主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。
因此,应采取措施尽可能提高生产率。
同时要为半精加工阶段提供精基准,并
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- 加工 工艺 半精铣 40 一个 端面 夹具 设计