机械制造技术课程设计副变速拨叉零件的机械加工工艺规程及粗铣14H13内侧面夹具设计【】

辽宁工程技术大学课程设计12辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：副变速拨叉零件的机械加工工艺规程及加工操纵槽内侧面的工艺装备设计 全套图纸，加153893706班级： 机械05-6班 姓名： 指导教师： 完成日期：2008.6.30 一、设计题目副变速拨叉零件的机械加工工艺规程及加工操纵槽内侧面的工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份四、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本次设计是车床变速箱中拔叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此拔叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。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它们的加工精度。基准选择以拔叉右面的最大的平面作为粗基准，来加工中间的通孔，然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镗床镗孔。最后以这两个孔为基准，分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和镗床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词 加工工艺，定位，夹紧，专用夹具AbstractThis design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.Keywords Process the craft，Fixed position，Clip tight，Appropriation tongs目 录序言11零件的工艺分析及生产类型的确定21.1零件的工艺分析2 1.2零件的生产类型2 2选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图2 2.1选择毛坯2 2.2确定机械加工余量 3 2.3确定毛坯尺寸 3 2.4设计毛坯 33选择加工方法，制定工艺路线 33.1定位基准的选择33.2零件表面加工方法的选择43.3制定工艺路44工序设计54.1选择加工设备与工艺装备54.2确定工序尺寸（工序4）55确定切削用量及基本时间（工序4）65.1切削用量的计算65.2基本时间tm的计算66夹具设计76.1定位方案76.2夹紧机构76.3导向装置76.4夹具与机床连接元件86.5夹具体87设计体会8参考文献9序言机械制造技术基础课程设计是大学必修课程，它是在学习了大部分专业课，尤其是机械制造技术基础以后进行的一个注重实践性教学环节，使我们做到学以致用。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的刀具、机床、基准定位、夹具等知识，并结合大二时生产实习的实践，在老师和同学的帮助下独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题和难题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，巩固了专业知识，提高了自主设计机械的能力，丰富了设计思维，为今后的毕业设计以及毕业以后的设计工作奠定良好的基础。但是由于学生水平所限，经验不足，设计中存在一些毛病，希望各位老师不吝赐教。1零件的工艺分析及生产类型的确定1.1零件的工艺分析零件的材料为KTH350-10，可锻铸铁，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（1）拨叉左右端面粗糙度为25，通孔14粗糙度为3.2，此孔为加工其他孔的基准。孔8.7粗糙度为25。（2）拨叉头上两相对端面14H13,粗糙度为12.5，平行度为0.4。（3）拨叉脚相对两端面40B12，粗糙度为12.5，拨叉脚侧面基本尺寸为6，粗糙度为6.3，垂直度为0.1。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。1.2零件的生产类型零件的生产纲领：该零件的机构尺寸较小，属于轻型零件，产量4000件/年，设其备品率为4%，机械加工废品率为1%，则零件的年生产纲领为N=4000*（1+4%）*(1+1%)=4201件，查表1-4属中批量生产.2选择毛坯，绘制毛坯图2.1选择毛坯该零件材料为可锻铸铁，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用铸造成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的2.2确定机械加工余量根据铸件材料，根据表2-5要求的机械加工余量等级及表2-4要求的铸件机械加工余量（RMA）确定零件待加工部分的机械加工余量。2.3确定毛坯尺寸外圆面的毛坯基本尺寸为最终机械加工后的尺寸加上2倍的机械加工余量，再减去铸件公差的一半；内腔的毛坯基本尺寸为最终机械加工后的尺寸减去2倍的机械加工余量，再加上铸件公差的一半。2.4设计毛坯（1） 根据铸件的性质和尺寸，铸造时可不将14和8.7两孔铸出。（2） 根据该拨叉的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。3 选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现选择副变速拨叉头的右端面和14mm孔的外圆面为主要的定位粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以拨叉头左端面和叉轴孔14mm作为精基准。3.2零件表面加工方法的选择1 拨叉头两端面 公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra25，需进行粗铣。2 14孔 IT7, 表面粗糙度为Ra3.2, 粗扩、精扩。3 拨叉脚相对的两端面 IT12，表面粗糙度为Ra12.5, 粗铣、半精铣。4 拨叉脚两侧面 IT10, 表面粗糙度为Ra6.3, 精铣。5 14H13底面和内侧面 IT13, 表面粗糙度为Ra12.5, 粗铣。6 8.7的孔 IT11, 表面粗糙度为Ra25。3.3.制定工艺路线工序1：粗铣拨叉头两端面。工序2：粗扩、精扩14孔。工序3：校正拨叉脚。工序4：粗铣、半精铣拨叉脚两端面。工序5：铣叉抓口内侧面。工序6：钻8.7的孔。工序7：粗铣14H13内侧面。工序8：去毛刺。工序9：中检。工序10：热处理。工序11：清洗。工序12：终检4.工序设计4.1 选择加工设备与工艺装备在中批量生产的条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。根据本零件加工的工序特点和工序安排，选用如下表所列的加工设备和工艺设备：工 序 号 工 名 序 称设 备工 艺 装 备1铣立式铣床X51端铣刀、游标卡尺、专用夹具2扩孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、扩孔钻、卡尺、塞规3校正钳工台手锤、专用夹具4铣卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具5铣立式铣床X51三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具6钻四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺 7铣立式铣床X51槽铣刀、卡规、深度游标卡尺、专用夹具8去毛刺钳工台平锉、专用夹具9中检塞规、百分表、卡尺、专用夹具10热处理11清洗清洗机扩孔钻、卡尺、塞规12终检塞规、百分表、卡尺、专用夹具4.2确定工序尺寸（工序XIV）由表可查得，操纵槽14H13内侧面相对两端面的单边余量为0.5。可确定各工步尺寸的加工精度等级为，粗铣IT13。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值均为1.1mm。综上所述，该工序两个工步的工序尺寸及公差均为，粗铣：130.55mm。5确定切削用量及基本时间（工序4）5.1切削用量的计算（1）背吃刀量的确定 工步1的背吃刀量ap1=0.5,工步2的背吃刀量ap2=0.5mm.（2）进给量的确定 由表5-7，按机床功率为5-10kw、工件-夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取0.08mm/z。（3）铣削速度的计算 由表5-9，按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取为44.9m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得该工序铣刀转速n=1000*44.9m/min/*80mm=178.65r/min,参照表4-18所列卧式铣床的主轴转速，取转速n=160r/min。再将次转速带入公式,可求出该工序的实际铣削速度v=nd/1000=40.2m/min。5.2时间定额的计算5.2.1 基本时间tm的计算根据表5-43中面铣刀铣平面的基本时间计算公式tj=（L+L1+L2）/fMz可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两个工件同时加工，式中L=15*2=30mm；L2=13mm，取L2=1mm；L1=0.5（d-ae*ae-d*d）+1=0.5（14-6）+1=5mm；fMz=fn=fz*Z*n=128mm/min。将上述结果代入公式tj=（L+L1+L2）/fMz，则该工序的基本时间tj=(30+5+1)mm/128mm/min=16.9s5.2.2 辅助时间tr的计算辅助时间tr与基本时间tj之间的关系为tr=(0.150.2)tj,取tf=0.15tj,则工序的辅助时间tr=0.15*16.9=2.54s.5.2.3 其他时间tb+tx的计算对于中批量生产，布置工作地的时间tb是作业时间的2%7%，休息与胜利需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则：tb+tx=(3%+3%)*（16.9+2.54）=1.17s。5.2.4 单件时间tdj的计算根据上述结果得tdj=16.9s+2.54s+1.17s=20.61s。6夹具设计6.1定位方案工件以拨叉头左端面和叉轴孔14mm作为定位基准。，采用平面和定位销组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制1个自由度、长销限制4个自由度，共限制了五个自由度。然后在定位面上加一个螺钉来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了。6.2夹紧机构根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用结构简单、夹紧迅速的偏心压板夹紧机构，通过偏心轮实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。6.3 对刀装置采用直角对刀块进行对刀。6.4夹具与机床连接元件在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。6.5夹具体见夹具体零件图。7设计体会在老师的指导和同学的帮助下，我顺利完成了该课程设计。通过该课程设计，收获颇多。作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。同时，我觉得应该培养我们的团队合作精神，让几个人一起作这样的课程设计我想会更好的发挥我们的特长。参考文献1哈尔滨工业大学 .机床夹具设计.上海科学技术出版社 .1990。2顾崇衡 .机械制造工艺学.陕西科学出版社.1995。3邹青 .机械制造技术基础课程设计指导教程 . 机械工业出版社，200.8。4崇凯 .机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社 .2006.12。5周开勤 .机械零件手册.高等教育出版社 .1994。6大连组合机床研究所 .组合机床设计.机械工业出版社 .1978。7李云.机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社 .1997.8。8孟少农.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社.1991.9。9李庆寿.机床夹具设计.北京：机械工业出版社 .1984。10于骏一 .机械制造技术基础.北京：机械工业出版社.2000。11薛源顺.机床卡具设计.北京：机械工业出版社.2000。12赵家奇 .机械制造工艺学课程设计指导书2版.北京:机械工业出版社.2000.10。13陶崇德.葛鸿翰 .机床夹具设计.第二版.上海：上海科技技术出版社 .1989。14黄健求.机械制造技术基础. 机械工业出版社 .2005。15杨叔子. 机械加工工艺师手册. 机械工业出版社 .2000。