机械制造技术课程设计-拨叉零件加工工艺规程及钻削φ8mm孔夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“拨叉”零件加工工艺规程及钻削 8mm 孔工序专用夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机械 SX05-1 班 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008-7-2 辽宁工程技术大学课程设计 1 一、一、 设计题目设计题目 设计“拨叉”零件加工工艺规程及钻削8mm 孔工序专用夹具 二、设计要求设计要求 1.绘制零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3.编制机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4.编制零件的机械加工工艺卡片 1 张 5 绘制夹具装配图（A0 或 A1） 1 张 6.绘制夹具零件图 1 张 7.编写课程设计说明书（约 5000-8000 字） 1 份 三、上交材料三、上交材料 1.绘制零件图 2.毛坯图 3.编制机械加工工艺过程综合卡片 4.编制零件的机械加工工艺卡片 5 绘制夹具装配图（A0 或 A1） 6.绘制夹具零件图 7.编写课程设计说明书 四、进度安排四、进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1. 第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。 2. 第 37 天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械 加工工艺规程的设计并编制出零件的工艺过程综合卡片和机械加工工艺卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通， 在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 2021 天，答辩。 辽宁工程技术大学课程设计 2 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 摘摘 要要 制造商不断推出各种各样先进的汽车零部件制造技术,拨 叉裂解技术就是 20 世纪 90 年代出现的一种先进的拨叉加工 新技术,和传统加工技术相比,该技术具有大幅度提高产品质 量、提高生产率、降低生产成本等突出优点而备受业界关注。 目前该技术在国外一些大汽车公司如美国三大汽车公司,德 随着汽车工业的飞速发展,国际汽车制造业市场的竞争更加 激烈,为提高产品的竞争力,宝马、 大众等汽车公司广为应用。 该技术从根本上改变了拨叉的传统加工方法,是对传统拨叉 加工技术的重大变革。 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，例 如一汽，二汽，上汽，奇瑞等生产厂与世界先进拨叉生产水 平的差距越来越小，不断加强了我国汽车整体的生产水平。 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行 毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习, 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 辽宁工程技术大学课程设计 2 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。 辽宁工程技术大学课程设计 3 Abstract The manufactory continuously releases the forerunners car of various each kind zero parts manufacturing technique, stir the fork crack solution technique is the stir of a kind of forerunner fork which appears in 90s for 20 centuries to process a new technique, compared with the traditional processing technology, that technique have significant exaltation product quality, raise rate of production and lower production cost etc. outstanding advantage but fully is pay attention to by industry.Currently that technique some big car companies are like three greatest cars in the United States company abroad, virtuous along with car industry of fly to soon develop, international car manufacturing industry the competition of the market is getting more vigorous, in order to raise the competition ability of product, treasure horse, the public etc. car company widely is application.That technique by the root changed to stir the tradition of fork to process a method, was the important change which stirs fork processing technology to the tradition. We are just national at constantly the change stir fork of tradition process a method, speed an exaltation to stir process of fork level, continuously contract a together advanced car to produce a national margin, for example one vapor, two vapors, up the vapor, strange Rui etc. produce factory and world forerunner stir fork production the margin of the level more and more small, continuously strengthenned our country the car whole production level. The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learn all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university.This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review, is also an ories to contact actual training, therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life. I am personal but speech, I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future, toughen oneself to analyze a problem, problem- solving ability from it, lay the next and good foundation for the “four turn“ construction that aftertime attends a motherland. 辽宁工程技术大学课程设计 4 1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定拨叉的工艺分析及生产类型的确定 1.1 拨叉的用途：拨叉的用途： 题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中， 主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速 度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔与操纵机构相连，下方的 50 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的 齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该 零件应具有足够的强度、钢度和韧性，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 N=4000 件/年，拨叉重量 为 1.0kg，拨叉属轻型零件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、 叉轴孔20+0.020 和锁销孔8mm，在设计工艺规程时应重点予以保 证 1.2拨叉的技术要求拨叉的技术要求 按表形式将该拨叉的全部技术要求列表中 拨叉零件技术要求表 加 工表 面 尺 寸 及 偏 差(mm) 公 差 及 精 度等级 表 面 粗糙度 Ra ( m) 形位公差/ (mm) 拨30 IT8 3.2 0 辽宁工程技术大学课程设计 5 叉头 上端 面 拨 叉头 下端 面 30 IT8 3.2 0 .05 拨 叉脚 内表 面 R25 +0.25+0 .125 IT1 1 3.2 拨 叉脚 两端 面 12- 0.06-0. 016 IT9 3.2 0 .07 20mm 孔 20+ 0.020 IT7 8mm 孔 8 IT1 1 6mm 孔 6 IT1 1 该拨叉形状的特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件，为实现换 辽宁工程技术大学课程设计 6 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。叉轴两端面在工作中需承受冲击负荷，为增强其耐磨性，该 表面要求高频率淬火处理，硬度为 4858 HRC；为保证拨叉在叉轴上 有准备的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为 8。 综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定的较合理，符合带零 件在变速箱中的作用。 1.3审核拨叉的工艺性审核拨叉的工艺性 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，这样即减少了加工面积，又提高了 换档时叉脚端面的接触刚度；另外，该零件除主要工作表面加工精度 均较低，不需要高竣工度机床加工，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，采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可 见，该零件的工艺性较好。 1.4.确定拨叉的生产类型确定拨叉的生产类型 依设计题目知：N=4000 件/年，拨叉重量为 1.0kg，拨叉属轻型 零件。该拨叉的生产类型为中批生产。 2确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯选择毛坯 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 辽宁工程技术大学课程设计 7 冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该拨叉的轮廓尺寸不大， 且生产类型属中批生产，为提高生产率和铸件精度，以采用机器造型 方法只草毛坯。毛坯的拨模斜度为 5。 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量确定毛坯的尺寸公差和加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 2.2.1 公差等级公差等级 由于拨差的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级. 已知机械加工后拨叉件的重量为 1kg，由此可初步估计机械加工 前铸件毛坯的重量为 1.5kg。 2.2.2 铸件的材质系数铸件的材质系数 由于该拨叉材料为 HT200，是碳的质量分数大于 0.65%的碳素钢， 该铸件的采制系数属 M2 级。 拨叉铸造毛坯尺寸公差及加工余量 铸 件 的 质 量 /kg 包 容 体 质 量 /kg 形 状 复 杂 系 数 材质系数 公差等级 1.5 3 S2 M2 普通级 项目/mm 机械加工余量/mm 尺 寸 公 差 / mm 备注 宽度 R25 1 2.4 - 厚度 30 1 2.6 - 厚度 12 1 2.2 - 孔径20 1 2.4 - 中心距 60 1 3.2 - 辽宁工程技术大学课程设计 8 3拟定拔叉工艺路线拟定拔叉工艺路线 3.1定位基准的选择定位基准的选择 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。 3.1.1 粗基准的选择：粗基准的选择： 以拨叉头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为 辅助粗基准。 3.1.2 精基准的选择：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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以 两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 3.2表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据拔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 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 加工方案 拨叉头上端面 IT8 3.2 粗铣半精铣 拨叉头下端面 IT8 3.2 粗铣半精铣 拨叉脚内表面 IT11 3.2 粗铣半精铣 拨叉脚端面 IT9 3.2 粗铣半精铣 20mm 孔 IT7 钻粗铰精铰 8mm 孔 IT11 钻 6mm 孔 IT11 钻 辽宁工程技术大学课程设计 9 3.3 加工阶段的划分加工阶段的划分 该拔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。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精 基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拔叉头又端 面，拔叉脚内表面，拔叉脚两端面的粗铣。在半加工阶段，完成拔叉 脚两端面的精铣加工两个销轴孔的钻加工；在精加工阶段，进行拔叉 脚两端面的半精铣加工。 3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散 选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为大 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，不但可以缩短辅助时间， 而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之 间的相对位置精度要求。 3.5，工序顺序的安排，工序顺序的安排 3.5.1：机械机械加工工加工工序序 （1.）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉头左端面 和叉轴孔。 （2.）遵循“先粗后精”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，先加工主要表面拔叉头左端面和 辽宁工程技术大学课程设计 10 叉轴孔和拨叉脚两端面，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。 3.6：确定工艺路线：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，表列出了拨叉的工艺路 线。 工 序 号 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 1 粗铣拨叉 头两端 面 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游 标卡尺、专用夹具 2 半精铣拨叉头上 端面 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游 标卡尺、专用夹具 3 钻、粗铰、精铰 20mm 孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、卡尺、 塞规 4 校正拨叉角 钳工台 手锤 5 粗铣拨叉 角两端 面 卧式双面铣 床 三 面 刃 铣 刀 、 游 标 卡 尺、专用夹具 6 粗铣叉爪口内侧 面 立式铣床 X51 铣刀、游标卡尺、专用 夹具 7 半精铣叉爪口内 侧面 立式铣床 X51 铣刀、游标卡尺、专用 夹具 8 半精铣拨叉角两 端面 卧式双面铣 床 三 面 刃 铣 刀 、 游 标 卡 尺、专用夹具 9 钻8 孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、内径千 分尺 10 钻6 孔 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、内径千 分尺 11 去毛刺 钳工台 平锉 12 中检 塞规、百分表、卡尺等 13 热处理 淬火机等 4、夹具夹具设计设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用 辽宁工程技术大学课程设计 11 夹具。并设计工序 13钻 M6 螺纹底孔的夹具。本夹具将用于 Z525 立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 4.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用来钻 M6 螺纹底孔，该孔为斜孔，跟拨叉的中线有一 定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求。此外，在本工序加工 时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自 由公差，精度不是主要问题。 4.2 夹具夹具设计设计 4.2.1、定位基准选择、定位基准选择 由零件图可知，M6 螺纹孔为斜孔，相对于拨叉中线有 10 的要求， 为使定位误差为零， 应该选择拨叉中线为定位基准保证该角度。 此外， 还应以 20 孔端面为基准，从而保证螺纹孔在拨叉体上的位置。 为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用 快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。 4.2.2、定位误差分析、定位误差分析 （1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个 定位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相 匹配轴的尺寸与公差相同，即 10620Fk 。此外，这两定位销共同保 证加工孔偏斜的角度，其中心连线与工作台面成 10角。 （2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。 钻套外径 510gF 与衬套孔 710HF 的最大间隙