机械制造技术课程设计-小拨叉工艺及铣25端面夹具设计.docx

机械制造工艺学课程设计小拨叉工艺及铳25端面夹具设计指导老师目录零件的分析M-t'H=J41.2 零件的工艺分析41.3 位IJ要求42.1 确定毛坯的制造形式52.2 旗面的选择52.2.1极茶泡的选择52.2.2精基准的选择52.3 制定工艺路线52.3.1 工艺路践方案一62.3.2 工艺路线方案二62.3.3 工艺方案的比较与分析62.4 机械加1.余艮、1：序尺寸及公差的确定74、私帙计131定位基准的选择132切削力和央紧力计算133定位误差分析15.174夹具设计及及作的简要说明16设计总结序言课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术用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次深入的综合性的总匆习，也是次理论联系实际的训练,因此,它在我们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，为今后打下个良好的基咄。1、零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是车床的拨叉。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"Mmm孔与操纵机构相连，二卜方的t40mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动卜.方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开.1.2 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为ZG45,该材料具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。需要加工的表面：1.小孔的上下端面、大孔的上下端面：2 .小头孔I4mm:3 .大头半圆孔中40ran：1.3位置要求小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为O.05mm、大孔的上下端而与小头孔中心线的垂直度误差为007mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为祖基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求.再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZG45,铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状豆杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受我荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠.年产垃己达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提裔生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一0基而选择得正确与合理，可以使加工侦量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报咬，使生产无法正常进行。2.2.1粗基准的选择以零件的底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。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的个机械加紧,就可以达到完全定位。2.2.2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，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准.当设计基准和工序基准不乖合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线制定工艺路线的H1.发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降.2.3.1工艺路线方案一工序1粗铳14mm孔的两头的端面，52ran孔的上下端面。工序H精铳Mmm孔的两头的端面，52间孔的上下端面。工序川机镣、半精镯、精银中50三孔至图样尺寸。工序【V钻、扩、较两端Mn1.m孔至图样尺寸。工序Y铳断保证图样尺寸。工序Y1.去毛剌，检验。2.3.2工艺路线方案二工序I以毛坯底边为基准，钻力1211un孔，扩孔至1.3.811n,较孔至Me,保证孔的粗糙度。工序11以底端面为基准，铳25mm上端面，保证其尺寸要求及粗糙度，与M的垂直度为0.05。工序I1.1.以中14为精基准，镇40,镇52保证其尺寸和粗糙度，与14孔的垂直度为0.07o工序2以小M孔为精基准，将两件两件跣断，铳断盘为4画，使其粗糙度为6.3。工序IX去毛剌，检验。2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与eNmm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完Mmm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂宜度要求的三个面。方案的装夹次数少,但在加工eMmm的时候最多只能保证-个面定位面与之的垂直度要求。其他两个面很难保证。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三个面时都是用Mmm孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度嘤求.这样也体现J'基准重合的原则.这样一比较最终的工艺方案为：工序1以底端面为柒准，铳25mm上端面，保证其尺寸要求及粗糙度，与22的垂直度为005。工序H以毛坯底边为基准，钻12mm孔，扩孔至13.8m,较孔至Mran,保证孔的粗植度。工序I1.1.以中25mm为精基准，镣40m11.锋中52mm保证其尺寸和粗糙度,与中14回孔的垂直度为O.07»工序N铳下端面.工序Vn以22mm孔为精基准，将两件两件铳断，铳断量为4mm,使其粗糙度为6.3。工序V去毛剌,检验。2.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定“小拨叉”零件材料为ZG45,杳机械加工工艺手册3（以后简称工艺手册Q,表2.277各种铸铁的性能比较，球墨铸铁的硬度HB为143269,表2.2-23球盘铸铁的物理性能,ZG45密度p=7.27.3（gc），计兑零件毛坯的重量约为2融.表3-1机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重200Okg）中型零件重100'2000kg)轻型（零件重10Okg）单件生产5以下10以下100以下小批生产5'10010'200100'500中批生产100'300200'500500'5000大批生产300'1000500'50005000'50000大任生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050,毛环湿量2口100依为轻型，确定为大批生产。根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率尚，适用于大批生产，杳6工艺手珊表3.1-19特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件.表3-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT球墨铸铁砂型手工造型11'13砂型机器造型及壳型8'10金属型7'9低压铸造7'9熔模铸造57根据上表选择金属型公差等级为7级.3-3铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸公差等级CT大于至8631001.61001601.81602502.0根据上表查得铸件基本尺寸大于100加”至160,三.公差等级为8级的公差数值为1.8mm。表3-4铸铁件机械加工余量(JB2604-100)如下铸件基本尺寸加工余量等级6浇注时位置>120'2506.04.0而面叽底铸孔的机械加工余量般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余垃、工序尺寸及毛坯尺寸。2 .计算切削用量雎边余量Z=3，”以分三次切除，则第一次，=*"。根据荷明手册4.2-20查得,取/=1""。根据简明手册4,2-21查得，取:w=245rmin3 .计算切削基本工时：=30$1.12+2×1.=fw2(X)X0.52同理，当第二次=06叫第三次%=°4M时,进给量/=0.3"“"/和二°机床主轴转速都取64Vmin,切削基本工时分别为100S和80s。工序IV以端面为基准，铳14mm下端面，保证其尺寸要求及粗糙度1 .加工条件工件材料：ZG45.硬度190260HBS,b=0.16Gpa,铸造。加工要求：粗铳下端面至28mm.机床：X52K立式铳床参数。刀具：涂层硬质合金盘诜刀615mm.选择刀具前角yo=+5°后角。=8°,副后角o,=8°,刀齿斜角s=-10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr£=30°,副刃Kr'=5°过渡刃宽b£=Imnio2 .计算切削用量（1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm,一次走刀即可完成所需长度。（2）计算切削速度按G简明手册CVdQqSKYC=TXXJ1.ZE算得Vc9811ms,n=439rmin,Vf=490uns据X52K立式铳床参数，选择nc=475rmin1Vfc=47511ms,则实际切削速度Vc=3.14×80×47510001.06ms1实际进给量为fzc-Vfcncz=475（3OO×10）0.16mm.z（3）校验机床功率查£简明手册3PCC=I.5k*而机床所能提供功率为PCm>Pcc.故校验合格。最终确定ap=2mm.nc=475r三in,Vfc=475mm/s»Vc=I.06ms.fz=O.15nn/z«工序V以14mm孔为精基准，将两件两件铳断，铳断量为4,使其粗糙度为6.31 .加工条件工件材料：ZG45,硬度190-260HBS,。b=0.16Gpa,铸造“加工要求：铳断后保证两边对称相等。刀具：YG硬痂合金网盘诜刀，厚度为Imm,机床：组合机床。2 .计算切削用量杳切削手册及选择进给量为：，=°3”巾/、切削速度为：，=1，"，则：=而nd.11×73根据E简明手册表4.2-39,取几=100"min,故实际切削速度为：1000产X731.(X)1000查切削手册表4.2-40,刚好有e=400"""''min,3 .计算切削基本工时：/+)'+772+304004、夹具设计为j'提高劳动生产率，保证加工明量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。(一)问题的提出，本夹具是用来诜由25外圆上端面由于此孔为预铸孔，在前面的加工过程中保证了加工精度，经过与老师商议决定采用立式升铳床，设计铳夹具。1定位基准的选择首先必须明确其加工时应如图所示，这样水平放置，便丁加工.那么要使其完全定位,可以采用：一面加固定V型块和滑动Y型块定位，这样既简单又方便,一底面限制的自由度石3个，个固定Y型块限制两个自由度，个滑动V型块限制限制个自由度,为使定位可靠，加工稳定，我所设计的定位方案，总共限制了工件的全部6个自由度，属于完全定位。在该定位方案中，一个支掾面顶住，限制了Z釉的移动，z轴的旋转，y轴的