实用工艺课程设计：倒挡拨叉加工实用工艺

wordword/word课程设计说明书设计题目：设计倒挡拨叉加工工艺规程与工艺装备设计者：班级：学号：指导教师：大学机械制造技术根底课程设计任务书容：1.零件图12．毛坯图13.机械加工工艺过程综合卡片14.夹具装备图15.夹具体零件图16课程设计说明书1份班级学号学生指导教师2010年6月28日目录一、序言············································2二、零件的工艺分析与生产类型确实定··················2三、毛坯的选择与设计································4四、加工方法和工艺路线的设计························6五、工序设计········································9六、确定切削用量与根本时间··························12七、夹具设计········································16八、设计小结········································17九、参考文献········································17一、序言这次设计我们能综合运用机械制造根底中的根本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在教师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计与未来从事的工作打下了良好的根底。在完毕了《机械制造根底》与有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。二、零件的工艺分析与生产类型确实定1零件的作用题目所给的零件为倒挡拨叉，是与操纵机构零件结合用与拨动滑动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面、14H13槽以与下拨叉有精度要求。2零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差与技术要求齐全。从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比拟复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有14H9外表粗糙度为Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um，外表要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为±0.2；孔±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两外表归于孔8.7的对称度为0.4，外表外表粗糙度为Ra12.5，外表满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底局部允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔12；孔24端面、开挡R15面、孔8.7外表以与槽14H13底面外表粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比拟容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。〔二〕零件的技术要求加工外表尺寸与偏差/mm公差与精度等级外表粗糙度Ra/μm形位公差/mm拨叉头左端面4625拨叉头右端面4625IT12⊥G尺寸2323IT10⊥G拨叉脚外表R1525尺寸1919+0.520IT14Φ14H9孔Φ14+0.0430IT9—G操纵槽侧面14+0.270IT13≡G操纵槽底面1825Φ+0.090IT1125锪平Φ1212253零件的生产类型依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。三、毛坯的选择与设计1选择毛坯该零件材料为ZG310-570，属于批量生产，而且零件的结构复杂，采用铸件成型。2确定机械加工余量铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件，所以毛坯选择砂型铸造。根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为F~H。所以，可取CT=9级。查表〔GB/T6414〕查出各外表的公差数值。零件尺寸公差CT端面462脚面圆柱面15脚面圆柱面19两脚面尺寸614H13槽面尺寸14槽底面14叉脚开挡尺寸233设计毛坯图拨叉毛坯图尺寸〔单位：mm〕零件外表总余量毛坯尺寸公差CT端面46482脚面圆柱面1513脚面圆柱面1917两脚面尺寸6814H13槽面尺寸1412槽底面1412叉脚开挡尺寸2320如下图为该零件的毛坯图〔具体尺寸请看毛坯图〕：四、加工方法和工艺路线的设计1定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。根据零件图与其使用情况分析，知Φ14H9孔是设计基准，也是零件工作最重要的工作面。粗基准的选择对于一般件而言，按照有关粗基准的选择原如此〔即当零件又不加工外表时，应以这些不加工外表做粗基准，假如零件有假如干个不加工外表时，应以与加工外表要求相对位置较高的不加工外表作粗基准〕。先选择拨叉头左端面和Φ24外圆外表作为加工Φ14H9孔时的粗基准。〔2〕精基准的选择在Φ14H9孔加工以后，各工序如此以该孔为定位精基准，靠近叉脚的Φ24的端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原如此，和互为基准的原如此。2零件外表加工方法的选择本零件的加工面有孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为ZG310-570。以公差等级和外表粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。〔1〕φ24端面:外表粗糙度为Ra25um，可选粗铣即可满足要求。〔2〕φ14H9孔：公差等级为9级，外表粗糙度为Raum，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。〔3〕开挡φ15圆柱面：外表粗糙度为Ra25um，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。〔4〕脚面：外表粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。〔4〕开挡：外表粗糙度为Raum，加工方法可采用粗铣即可达到要求。〔5〕槽14H13：外表粗糙度为Raum，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。〔6〕槽14H13底面：外表粗糙度为Ra25um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。〔7〕孔φ：外表粗糙度Ra25um，公差尺寸为0到0.1，根据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。〔三〕零件外表加工方法的选择加工外表公差与精度等级外表粗糙度Ra/μm加工方案备注拨叉头左端面25粗铣表1-8拨叉头右端面25粗铣表1-8倒角铣表1-8IT12粗铣-精铣表1-8尺寸23IT10粗铣-精铣表1-8拨叉脚外表25粗铣表1-8尺寸19IT14粗铣表1-8Φ14H9孔IT9钻-铰表1-7操纵槽侧面IT13粗铣表1-8操纵槽底面25粗铣表1-8ΦIT1125钻表1-7锪平Φ1225粗铣表1-83制订工艺路线工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度与各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具，并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产本钱下降。工艺路线一工艺路线二钻孔1、铣左端面铣左端面2、铣右端面铣右端面3、钻、扩Φ倒角〔左边〕4、倒角〔左边〕倒角〔右边〕5、倒角〔右边〕铰Φ14H9孔6、铰Φ14H9孔铣曲面R157、铣曲面R15粗铣拨叉脚端面8、粗铣拨叉脚外表铣操纵槽两侧面和底面9、铣操纵槽两侧面和底面钻孔8.710、钻孔8.7锪平Φ1211、锪平Φ12精铣拨叉脚端面12、精铣拨叉脚端面去毛刺13、去毛刺清洗14、清洗终检15、终检两工艺方案的比拟分析：两工艺方案除前三道工序不同之外，其余各工序均一样。前三道工序是为了获得精基准。方案一是先钻孔钻成Φ13.5再铣端面和倒角，这样能很好地保证与端面的垂直度；方案二是先铣两个端面然后再钻床上加工出孔14。因为两个端面一次铣出可以有较好的平行度，然后用端面定位，也能得到较好的孔与端面的垂直度。后面的工序以Φ14H9孔与端面定位，所以基准是重合的，由此可见，可选方案一，从而制定详细的工序容。毛坯为铸件，应经退火处理以消除铸件的应力与改善机械加工性能，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下：钻Φ14孔至13.5mm〔以Φ24圆柱面和左端面为基准定位〕铣左端面〔以Φ13.5孔和右端面为基准定位〕铣右端面〔以Φ13.5孔和左端面为基准定位〕倒角〔左边〕〔以Φ13.5孔和右端面为基准定位〕倒角〔右边〕〔以Φ13.5孔和左端面为基准定位〕铰Φ14H9孔〔以Φ13.5孔和左端面为基准定位〕铣圆曲面R15〔以Φ14H9孔、左端面和R13孔为基准定位〕粗铣拨叉脚端面〔以Φ14H9孔、右端面和R15孔为基准定位〕铣槽两面和底面〔以Φ16圆柱面和Φ24左端面为基准定位〕钻Φ8.7mm孔〔以Φ16圆柱面和Φ24圆柱面的一线为基准定位〕锪平Φ12孔〔以Φ16圆柱面和Φ24圆柱面的一线为基准定位〕精铣拨叉脚端面〔以Φ14H9孔、右端面和R15孔为基准定位〕去毛刺清洗检验五、工序设计1选择加工设备与工艺装备1〕工序〔1〕钻Φ13.5，选择Z525型立式钻床(表5-64)。2〕工序〔2〕、〔3〕铣Φ24端面，选择X51立式型机床〔表5-71〕。3〕工序〔4〕、〔5〕倒角和工序〔6〕铰Φ14H9孔，选择Z525型立式钻床〔表5-64〕。4〕工序〔8〕、〔12〕粗、精铣脚端面，工序〔7〕铣曲面R15均选择X62W型机床〔表5-74〕。5〕工序〔6〕铣槽，选用X62W型机床〔表5-74〕。6〕工序〔7〕钻Φ8.7孔，工序〔8〕锪平Φ12孔均选Z525型机床(表5-64)。7〕工序〔13〕去毛刺，选用钳工台。8〕工序(14)清洗，选用清洗机。9〕工序〔15〕检验，选用检验台选择刀具〔参考《指南》〕1〕工序〔1〕钻Φ14H9孔至13mm，选择d=13mm、L1=101、L=182、莫氏圆锥号1〔表5-83〕2〕工序〔2〕、〔3〕铣两端面，选择镶齿三面刃铣刀，D=100,d=27,齿数=12〔表5-105〕3〕工序〔4〕、〔5〕倒角，选择d=16mm，L=93mm，l=20mm的锥柄锥面锪钻〔表5-88〕4〕工序〔6〕铰Φ14H9孔，选择d=14mm、L=189、L1=108，莫氏圆锥号1〔表5-84〕5〕工序〔7〕选择D=30mm、d=10mm、l=12mm、Z=10的镶齿三面刃铣刀〔表5-105〕6〕工序〔8〕、〔12〕，选用镶齿三面刃铣刀，选择D=38mm，d=12mm，l=12mm，Z=10的镶齿三面铣刀〔表5-105〕7〕工序〔9〕选择D=80mm，d=22mm，l=12mm，Z=10的镶齿三面刃铣刀〔表5-105〕7〕工序〔10〕钻Φ8.7孔，选取d=8.7mm，l=81,锥柄扩孔钻〔表5-86〕8〕工序〔11〕锪平Φ12孔，根据文献【1】表3-12选取d=12mm，d1=6.6mm，d2=8mm，L=80mm，l=18mm的带导柱直柄平底锪钻。〔3〕选择量具本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据外表精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：工序工序名称量具3铣端面游标卡尺、粗糙块4钻13孔扩、14H9孔游标卡尺、塞规5倒角游标卡尺6铣脚面、开挡游标卡尺、粗糙块7铣槽游标卡尺、粗糙块8钻游标卡尺、塞规2确定工序尺寸1〕工序〔1〕、〔6〕该孔由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔铰刀铰出，由参考文献【3】表2.3-15查得，铰孔的余量0.5mm，所以钻孔的余量，Z钻=14/2-0.5=6.5mm。如此钻孔工序尺寸Φ13.5公差为+0.120，铰孔工序尺寸与公差为Φ14+0.043。2〕工序〔2〕、〔3〕Φ24mm两端面，由铣削加工来完成，工序余量为2mm。3〕工序〔4〕〔5〕倒角，有由铣削加工完成，工序余量为1.5mm。4〕工序〔7〕圆曲面R15，又铣削加工完成，工序余量为2mm。μm，需经粗铣、精铣两次加工，由参考文献【3】表2.3-21查得精加工余量为0.5mm，所以粗加工余量为1.5mm〔右端面〕和1.5mm〔左端面〕。5〕工序〔9〕加工14H13槽面，上面以确定加工余量2mm，故可一次铣出。6〕工序〔10〕加工Φ8.7+0.090孔，采用直径为Φ8.7的高速钢钻头加工即可。7〕工序〔11〕锪Φ12孔，由文献【1】表5-41得孔深l1=1~2取2mm。六、确定切削用量与根本时间1工序3切削用量：本工序为粗车端面，加工材料为ZG310-570，外表淬火处理后HRC40-50。确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求不高，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=150/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。2工序4切削用量：本工序为钻φ13mm、扩φ14H9。φ13mm孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻，其直径为13mm，工作长度101mm，莫氏锥度为1号，总长182mm。确定切削用量mm，查表得进给量f=0.28mm/r，切削速度v=21m/min。如此主轴转速n==514.19r/min,故取n=545r/min，此时v==22.26m/min。φ14H9孔的切削用量。所选刀具为14GB/T1141-1984，其直径为14mm，工作长度108mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。确定切削用量mm，查表得进给量f=0.45mm/r，切削速度v=60m/min。如此主轴转速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，此时v==42.2m/min。确定钻φ13mm孔的根本时间=确定扩φ14H9孔的根本时间=3工序6切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。3.1确定铣开挡底面圆柱面R15的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求不高〔Ra=25um〕，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=150/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。3.2确定铣开挡底面圆柱面R19的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求不高〔Ra=12.5um〕，选择n=200r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=200/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。确定开挡脚面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求较高〔Ra=6.3um与有垂直度要求〕，选择n=250r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=250/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。4工序7本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。确定槽底面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求不高〔Ra=25um〕，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=150/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。确定槽的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f=0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500r/min，精度要求较高〔Ra=12.5um且对称度为0.4〕，选择n=220r/min。由前面可知刀具直径为100mm，如此切削速度为。校核机床功率：参考公式其中d=100mmz=12n=220/60r/skpm=1，解得kw<7.5kw，故可用。5、工序8本工序为钻8.7，并锪平12。确定钻8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为8.7mm，工作长度80mm，，总长122mm。确定切削用量mm，查表得进给量f=0.49mm/r，切削速度v=27m/min。如此主轴转速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此时v==26.24m/min。七、夹具设计本夹具是铣14H13槽的专用夹具。定位方案工件以肋板右端面、φ14H9孔与拨叉为定位基准。肋板右端面为未加工端面，做粗基