2022年机械制造技术课程设计方案说明书变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程及钻孔攻丝夹具设计方案 .pdf
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1、1 / 37 汽 车 制 造 工 艺 学 课 程 设 计设 计 题 目 : 变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程设计者 :雷 志 芳学号 :0 81 390 23专业 :0 8汽 车 服 务日期 : 20 18- 12 - 18精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 37 页2 / 37 目录机械制造课程设计任务书 4页第 1 章 零件分析 6 页 1.1 零件的作用 6 页1.2 零件的工艺分析 6 页1.3 确定零件的生产类型7 页第 2 章 确定毛培、绘制毛培简图 7 页2.1 选择毛坯 7 页2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械
2、加工余量7 页2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图9 页第 3 章 工艺规程设计 9 页3.1 定位基准的选择 9 页3.2 拟订工艺路线 10 页3.3 加工设备及工艺装备的选用12页3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定13页3.5 切削用量的计算 15 页3.6 时间定额的计算 17 页第 4 章 专用钻床夹具设计 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 37 页3 / 37 4.1 夹具设计任务 21 页4.2 拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图21页4.3 绘制夹具装配总图23页4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术
3、要求23页第 5 章 实训总结24页参考文献25 页附件26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 37 页4 / 37 机械制造课程设计任务书一、课程设计任务书课程编号课程名称机械制造技术课程设计周数2 论文设计)进度安排上午指导教师布置课程设计任务。明确设计任务,阅读设计任务书和指导书,收集、借阅有关资料、手册。对零件进行工艺分析,画出零件图;确定毛坯的制造方式,绘制毛坯简图。制定机械加工工艺路线,选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具,确定加工余量及工序间尺寸与公差,确定切削用量。画出毛坯图,填写工艺过程卡及工序卡。
4、针对选择的一道工序,确定该工序夹具设计方案,选择定位元件,计算所需夹紧力,选择夹紧方案。绘制夹具装配图。绘制夹具零件图。整理设计说明书。答辩、评定成绩。具体设计方法、步骤见机械制造技术基础课程设计指导教程和教材机械制造技术基础。另外主要参考书目:1机床专用夹具图册2机械制造装备设计3机械制造工艺设计简明手册4机械制造工艺学课程设计指导书5实用机械加工手册6实用机械加工工艺手册论文设计)内容一、设计题目与要求拨叉的机械加工工艺规程及钻孔攻螺纹夹具设计。年产量为5000 件 大批生产)。 零件参考图附后)二、设计内容1对零件进行工艺分析,画零件图;2确定毛坯的制造方式,绘制毛坯简图;3制定零件的机
5、械加工工艺路线,填写机械加工工艺过程卡;4对指定工序,选择机床及工、夹、量、刃具,确定加工余量及工序间尺寸与公差,确定切削用量,填写机械加工工序卡;5对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计,画夹具装配图;6对夹具的一个零件设计零件图;7编写设计计算说明书。要求设计工作要求提交:1零件图 1 张 A4)2毛坯图 1 张 A4)3机械加工工艺过程卡 1 张4机械加工工序卡至少 3 张5夹具结构设计装配图 1 张A2A3)6夹具结构设计零件图 1 张 ,在设计工艺规程时应重点予以保证。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 37 页
6、7 / 37 图 1.1 (1+0.5%=8281.2 件年拨叉属轻型零件,该拨叉的生产类型为大量生产。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 37 页8 / 37 第 2 章确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷,为增强拨叉的强度和冲击韧度,获得纤维组织,毛坯选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大,且生产类型属大批生产,为提高生产率和锻件精度,宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1公差等级由拨叉的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。2锻件重量
7、由于无法得到加工后巴叉的质量,所以先根据图纸画出三维图经过分析如下截图)得出质量为 0.442.170.203 由于 0.203 介于 0.16 和 0.32 之间,故该拨叉的形状复杂系数属S3级。4锻件材质系数由于该拨叉材料为45 钢,是碳的质量分数小于0.65的碳素钢,故该锻件的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 37 页9 / 37 材质系数属M1级。5锻件分模线形状根据该拨叉件的形位特点,选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模面,属平直分模线。6零件表面粗糙度由零件图可知,该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1
8、.6m。根据上述诸因素,可查机械制造设计基础课程设计表2.13 确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表2.1 中。表 2.1 拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸 /mm 机械加工余量 /mm 毛坯公差 /mm 毛坯尺寸 /mm 拨叉头左右端面1.52 44 ( 拨叉角内表面R25 1.52 R23.5 ( 拨叉角两端面121.52 16 ( 拨叉头孔2.0 1.4 ( (2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图由表 2.1所得结果,绘制毛坯简图2.3 所示。图 2.3。它不但影响加工的质量和效率,而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此,拟订工艺路线是制订
9、工艺规程的关键性一步,必须在充分调查研究的基础上,提出工艺方案,并加以分析比较,最终确定一个最经济合理的方案。1表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,查机械制造设计基础课程设计表2.25平面加工法案的经济精度和表面粗糙度;查机械制造设计基础课程设计表2.24 孔加工法案的经济精度和表面粗糙度,确定拨叉零件各表面的加工方法,如表3.1 所示。表 3.1 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注拨叉角两端面 mm IT10 Ra3.2 m 粗铣半精铣磨削拨叉头孔 mm IT7 Ra1.6 m 钻扩粗精铰螺纹孔M8-6H IT6 Ra3.2
10、 m 钻丝锥攻内螺纹拨叉头左端面 mm IT10 Ra6.3 m 粗铣半精铣精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 37 页11 / 37 拨叉头右端面 mm IT10 Ra3.2 m 粗铣半精铣拨叉角内表面R25 mm IT12 Ra6.3 m 粗铣凸台12 mm IT13 Ra12.5 m 粗铣2加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高,可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段,首先将精基准(拨叉头左端面和叉轴孔准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣拨叉头右端面、
11、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、凸台。在半精加工阶段,完成拨叉脚两端面的半精铣加工和螺纹孔的钻孔丝锥攻丝;在精加工阶段,进行拨叉脚两端面的磨削加工。3工序的集中与分散选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大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,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。4工序顺序的安排(1 机械加工工序遵循“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mm;遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序;遵循“先主后次”原则
12、,先加工主要表面拨叉头左端面和叉轴孔mm 和拨叉脚两端面,后加工次要表面螺纹孔;遵循“先面后孔”原则,先加工拨叉头端面,再加工叉轴孔mm 孔;先铣凸台,加工螺纹孔M8 。由此初拟拨叉机械加工工序安排如表3.2 所示。表 3.2 拨叉机械加工工序安排初拟)工序号工序内容简 要 说 明10 粗铣拨叉头两端面“先基准后其他”20 半精铣拨叉头左端面主要表面)“先基准后其他”、“先面后孔”、“先主后次”30 扩、铰 24 孔主要表面)“先面后孔”、“先主后次”40 粗铣拨叉脚两端面主要表面)“先粗后精”50 铣凸台 次要表面)“先面后孔”、“先主后次”60 钻、攻丝 M8孔次要表面)“先面后孔” 热处
13、理工序精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 37 页12 / 37 模锻成型后切边,进行调质,调质硬度为241 285HBS ,并进行酸洗、喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度,增加耐磨性,消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火,提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。在表3.2 中工序 80 和工序 90 之间增加热处理工序,即:拨叉脚两端面局部淬火。(3 辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后,应安排校直工序;在半精加工后,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
14、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大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。5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,拟定拨叉的工艺路线如表3.3 所示。表 3.3 拨叉机械加工工艺路线求解工序尺寸L3:查机械制造设计基础课程设计表2.64 平面精加工余量,得半精铣余量Z4=1mm , 由 图3.1知mm , 从 图3.2c知 , 则mm = 41 mm。由于工序尺寸L3是在半精铣加工中保证的,查机械制造设计基础课程设计表2.25 平面加工法案和表面粗糙度知,半精铣工序的经济加工精度等即可达到左 端 面 的 最 终 加
15、工 要 求IT10 , 因 此 确 定 该 工 序 尺 寸 公 差 为ITl0 , 其 公 差 值 为0.1mm , 故mm 2求解工序尺寸L2:查机械制造设计基础课程设计表2.64 平面精加工余量,得半精铣余量 Z3=1mm,由图3.2mm=42mm 。由于工序尺寸L2是在半精铣加工中保证的,查机械制造设计基础课程设计表2.25 平面加工法案和表面粗糙度知,半精铣工序的经济加工精度等即可达到左端面的最终加工要求IT10,因此确定该工序尺寸公差为ITl0 ,其公差值为 0.1mm,故mm。3求解工序尺寸L1:右端加工余量,即Z2=2- Z4=2-1=1,由图3.2mm=43mm 。由机械制造设
16、计基础课程设计表2.25 平面加工方案的经济度和表面粗糙度,确定该粗铣工序的经济加工等级为IT13,其公差为0.39,故mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理,还需对加工余量进行校核。1)余量Z4的校核在图3.2c所示尺寸链中Z4是封闭环,由竖式法(如表3.1计算可得:mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 37 页15 / 37 表 3.1 余量 Z3的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L3(增环 41 +0.05 -0.05 L4(减环 -40 +0.1 0 Z4 1 +0.15 -0.05 2余量Z3的校核在
17、图3.2b所示尺寸链中Z3是封闭环,由竖式法(如表3.1计算可得:mm。表 3.1 余量 Z3的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L2(增环 42 +0.05 -0.05 L3(减环 -41 +0.05 -0.05 Z3 1 +0.1 -0.1 3余量Z2的校核在图3.2c所示尺寸链中Z2是封闭环,由竖式法(如表3.1计算可得:mm 表 3.2 余量 Z2的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L1(增环 43 +0.185 -0.185 L2(减环 -42 +0.05 -0.05 Z2 1 +0.235 -0.235 余量校核结果表明,所确定的工序尺寸公差是合理的。将 工 序 尺 寸 按
18、 “ 入 体 原 则 ” 表 示 : mm,mm ,mm ,mm。2、工序 100钻、攻丝M8 螺纹孔由于M8 螺距为1mm,则先钻孔余量为Z钻=7mm。由机械制造设计基础课程设计表2.67攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为7mm。3.5 切削用量的计算1、工序 10 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和进给量是一样的。(1 背吃刀量工步1 的背吃刀量取为Zl,Z1等于左端面的毛坯总余量减去工序2 的余量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
19、归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 37 页16 / 37 Z3,即 Z1=2mm- 1mm = 1mm ;而工步2 的背吃刀量取为 Z2,故= Z2=1mm。(2 进给量由立式铣床X51 功率为4.5kW ,查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量,按机床、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为 0.08mm/z (3 铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数。查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度 m/min 。则r/min )由本工序采用X51-型立式铣床,查机械制造设计基础课程设计
20、表3.6,取转速=160rmin,故实际铣削速度mmin)当=160rmin 时,工作台的每分钟进给量应为mmmin)可查机械制造设计基础课程设计表3.7 得机床进给量为125 背吃刀量=1 mm。(2 进给量由本工序表面粗糙度Ra,6.3m ,查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量,每转进给量取为 0.4mm/r,故每齿进给量为 0.04mm/z (3铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数、 =0.04mm/z ,查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度m/min 。则r/min )由本工序采用X51-型立式铣床,查机械
21、制造设计基础课程设计表3.6,取转速=180rmin,故实际铣削速度mmin)当=210rmin 时,工作台的每分钟进给量应为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 37 页17 / 37 mmmin)可查机械制造设计基础课程设计表3.7 得机床进给量为80 背吃刀量=1 mm。(2 进给量由本工序表面粗糙度Ra,3.2m ,查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量,每转进给量取为 0.4mm/r,故每齿进给量为 0.04mm/z (3铣削速度由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数、 =0.04mm
22、/z ,查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度,确定铣削速度m/min 。则r/min )由本工序采用X51-型立式铣床,查机械制造设计基础课程设计表3.6,取转速=180rmin,故实际铣削速度mmin)当=210rmin 时,工作台的每分钟进给量应为mmmin)可查机械制造设计基础课程设计表3.7 得机床进给量为80 钻孔工步由工件材料为45 钢、孔mm、高速钢钻头,查机械制造设计基础课程设计表5.19 高速钢麻花钻钻销碳钢的切削用量得,切削速度Vc=20m/min ,进给量=0.20 mmr。取=7mm。则r/min )由本工序采用Z525 型立式钻床,取转速=96
23、0rmin,故实际切削速度攻螺纹精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 37 页18 / 37 由于螺纹螺距为1mm 则进给量为f=1mm/r ,查机械制造设计基础课程设计5.35 组合机床上加工螺纹的切削速度v=3-8m/min ,取 v=5 m/min 所以该工位主轴转速由本工序采用Z525 型立式钻床,取转速n=195rmin,故实际切削速则工序 10粗铣拨叉头两端面由于该工序包括两个工步,即两个工件同时加工,由面铣刀对称铣平面、主偏角=90,查机械制造设 计基础课程设计 表5.14铣削基本时 间计算得:mm,=13mm
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