CA拨叉夹具设计 .docx
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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者: PanHongliang仅供个人学习机械制造技术课程设计说明书设计题目:拨叉( CA6140)零件的机械加工工艺规程及夹具设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同学: 学号: 班级:指导老师:广东海洋高校工程学院机械系2021 年 7 月 5 日目录一、拨叉的工艺分析及生产类型的确定41. 拨叉的用途 42. 拨叉的技术要求 53. 审查拨叉的工艺性 54. 确定拨叉的生产类型 5二、确定毛坯和绘制毛坯简图61. 选择毛坯 62. 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量62.1 毛坯的结构工艺要求 62.2 毛
2、坯公差等级 62.3 公差带位置 62.4 机械加工余量等级 72.5 铸件分型面 72.6 件的表面粗糙度 73.绘制拨叉铸造毛坯简图7三、拟定拨叉工艺路线81.定位基准的选择 81.1 精基准的选择81.2 粗基准的选择82.各表面加工方案的确定93.加工阶段的划分 94.工序集中与分散 105. 工序次序的支配 105.1 机械加工工序105.2 热处理工序 105.3 帮忙工序 116. 机床设备与工艺装备的选用116.1 机床设备的选用 116.2 工艺装备的选用 11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7. 确定工艺路线 11四、确定加工余量和工序尺寸121. 工序加工
3、过程 122. 确定各工序尺寸及公差123. 加工余量的校核 13五、确定切削用量准时间定额131. 确定切削用量 131.1 钻孔工步 131.2 铰孔工步 13 2.时间定额的运算 142.1 基本时间 tj 的运算 142.2 帮忙时间 tf 运算 142.3 其他时间运算 142.4 单件时间定额 tdj 的运算 15六、拨叉件专用夹具设计151. 问题的提出 151.1 夹具设计 151.1.1 定位基准的选定 151.1.2 夹紧力分析 161.1.3 定位误差的分析 161.1.4 夹具设计及操作 17终止语 17参考文献 18序言机械制造工艺学设计是在我们学完了高校的全部基础课
4、,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化的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的高校生活中占有重要位置置 .就我个人而言 ,我期望能通过这次课程设计对自己末来将从事的工作进行一次适应性训练 ,从中锤炼自己分析问题,解决问题的才能 ,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础 .由于才能所限 ,设计尚有许多不足之处 ,恳请各位老师赐予指导 .一、拨叉的工艺分析及生产类型的确定1. 拨叉的用途CA6140 车床的拨叉 . 它位于车床变速机构中 , 主要起换档 , 使主轴回转运动依据工作者的要求工作 , 获得所需的速度
5、和扭矩的作用 .拨叉通过拨叉花键孔安装在变速叉轴上, 销钉经拨叉上两个 M8 螺纹孔与变速叉轴连接作轴向固定 , 拨叉脚就夹在双联变速齿轮的槽中 . 当需要变速时 , 操纵可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结变速杆, 变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移 , 拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑动以转变齿轮协作, 从而转变主轴转速.2. 拨叉的技术要求拨叉 C是一个很重要的零件 , 由于其零件尺寸比较小 , 结构形状较复杂 , 其加工内花键的精度要求较高 , 此外仍有上端面要求加工 , 对精度要求也很高 . 其底槽侧边与花键孔中心轴有垂直度公差要求, 上
6、端面与花键孔轴线有平行度要求. 由于其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度, 以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量 , 进而影响其性能与工作寿命 , 因此它们的加工是特殊关键和重要的 . 加工技术要求如下图的零件图所示:图 1.2.1零件图其加工有四组加工:内花键孔。粗精铣上端面。粗精铣18H11底槽。钻、铰 2-M8 通孔, 并攻丝.(1) 第一组为主要加工面 , 拉内花键槽 , 槽数为 6 个, 其粗糙度要求是底边Ra=1.6, 两侧边 Ra=3.2, 22mm内孔粗糙度是 Ra=6.3.(2) 其次组加工是粗精铣上端面 , 表面粗糙度要求为 Ra=3.2.(3) 第三组为粗精铣
7、 18H11 底槽, 该槽的表面粗糙度要求是两槽边Ra=3.2,槽底的表面粗糙度要求是 Ra=6.3.(4) 第四组为钻孔并攻丝 2M8,钻孔并铰 5mm的锥孔 .3. 审查拨叉的工艺性分析拨叉的零件图可知 , 拨叉头与左叉脚接受加强筋连接, 提高了换挡时叉脚端面的接触刚度和抗拉强度 .M8 螺纹孔和 5mm锥孔的端面以及花键孔两端端面均是平面可以防止加工过程中钻头钻偏, 以保证孔的加工精度 . 另外零件除主要加工表面外 , 其余表面加工精度均较低 , 通过铣削、钻削的一次加工就能达到要求. 主要加工表面虽然加工精度相对较高 , 但也可以在正常生产条件下 , 接受较经济的方法保质保量的加工出来
8、 . 由此可见该零件工艺性很好 .4. 确定拨叉的生产类型依设计题目知: Q=5000 台/ 年,m=1 件/ 台, 结合生产实际 , 备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 0.5%. 代入公式得N=Qm(1+a%)( 1+b%)=50001( 1+3%) 1+0.5%=5175.75件/年依据拨叉的质量为0.84kg, 查机械制造技术基础课程设计指导教程(下同)表 1-4 知, 该拨叉属于轻型零件 , 再查表 1-5 可知, 该拨叉的生产类型为大批生产.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二、确定毛坯和绘制毛坯简图1. 选择毛坯拨叉在工作过程中承担载荷、振动和磨损, 故选择耐
9、磨性和消振性好的铸铁 , 考虑到灰铸铁工艺性能和消振性最好 , 所以选择灰铸铁。由于工作过程中需承担 载荷, 所以选择抗拉强度较高的HT200灰铸铁 .200 表示最低抗拉强度为 200MPa.依据零件的势状复杂程度、尺寸、材料、生产类型查表1-6选择砂型铸造机器造型生产毛坯 .2. 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.1 毛坯的结构工艺要求(1) 拨叉 C为铸造件 , 对毛坯的结构工艺有确定要求:铸件的壁厚应合适、均匀 , 不得有突然变化 .铸造圆角要适当 , 的得有尖棱、尖角 .铸件的结构要尽量简化 , 并要有合理的起模斜度 , 以削减分型面、芯子 . 并便于起模 .加强肋的厚度和分布要合
10、理 , 以免冷却时铸件变形或产生裂纹.铸件的选材要合理 , 应有较好的可铸性 .(2) 设计毛坯形状、尺寸仍应考虑到:各加工面的几何形状应尽量简洁 .工艺基准以设计基准相一样 .便于装夹、加工和检查 .结构要统一 , 尽量使用一般设备和标准刀具进行加工.在确定毛坯时 , 要考虑经济性 . 虽然毛坯的势状尺寸与零件接近 , 可以削减加工余量 , 提高材料的利用率 , 降低加工成本 , 但这样可能导致毛坯制造困难 , 需要接受昂贵的毛坯制造设备 , 增加毛坯的制造成本 . 因此, 毛坯的种类形状及尺寸的确定确定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能.2.2 毛坯公差等级依据表 2-1, 大批量
11、生产的灰铸铁毛坯铸件的公差等级为CT8 12 级, 由拨叉的功用和技术要求 , 选择 CT10级.2.3 公差带位置没有特殊要求 , 公差带相对于基本尺寸对称分布 , 即一半在基本尺寸之上 , 一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结半在基本尺寸之下 .2.4 机械加工余量等级依据表 2-5, 灰铸铁接受砂型铸造机器造型所要求的机械加工余量等级为E F 级, 由零件的尺寸、零件的材料和机械加工余量等级适合的加工场合选择F级.2.5 铸件分型面依据分型面位置的确定原就 , 结合该拨叉的特点 , 本例选择零件花键孔的轴线所在的水平面为分型面 .2.6 件的表面粗糙度由零件图可知 , 该拨
12、叉各加工表面粗糙度均大于等于1.6um, 即 Ra1.6um.依据上述条件 , 查表 2-1 表 2-5, 可得拨叉铸件的毛坯尺寸及公差, 进而求得各加工表面的加工余量 , 所求结果列于表 2.2.1中.毛坯尺寸 /mm机械加工总余量 /mm尺寸公差 /mm3.2 1.6毛坯尺寸 /mm1(两端面都取1)83.6 1.62.2 1.10.5 (两端面都取0.5 )15.9 1.1备注表 2-3表 2-4表 2-3表 2-42.4 1.20.5 (单边)12 1.21.3 0.650.5 (单边)26.15 0.651.1 0.550.5 (单边)16.05 0.55表 2-3表 2-4表 2-
13、3表 2-4表 2-3表 2-4表 2.2.1拨叉铸件毛坯机械加工总余量及毛坯尺寸花键轴向长度80左右叉脚距离18 22 孔厚度 25厚度 153. 绘制拨叉铸造毛坯简图表 2.2.1所得的结果 , 绘制毛坯简图如图2.3.1所示 .图 2.3.1拨叉铸件毛坯简图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、拟定拨叉工艺路线1. 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分 , 通常先确定精基准再确定粗基准 .1.1 精基准的选择精基准选择原就:(1) )基准重合原就 . 即尽可能选择设计基准作为定位基准. 这样可以防止定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差.(2) )基准统一原就
14、 , 应尽可能选用统一的定位基准 . 基准的统一有利于保证各表面间位置置精度 , 防止基准转换所带来的误差 , 并且各工序所接受的夹具比较统一, 从而可削减夹具设计和制造工作.(3) )互为基准的原就 . 选择精基准时 , 有时两个被加工面 , 可以互为基准反复加工.(4) )自为基准原就 . 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀, 可以选择加工表面本身为基准 .此外, 仍应选择工件上精度高 . 尺寸较大的表面为精基准 , 以保证定位稳固牢靠. 并考虑工件装夹和加工便利、夹具设计简洁等.要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间位置置, 能保证拨叉 C 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准
15、定位. 从拨叉 C 零件图分析可知 , 它的 25H7 内花键槽 , 适于作精基准使用 . 选择精基准的原就时 , 考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准 .依据拨叉零件的技术要求和装配要求 , 选择拨叉的设计基准叉头左端面、花键轴作为精基准 , 符合“基准重合”原就。同时 , 零件上许多表面都可以接受该组表面作为精基准 , 又遵循了“基准统一”的原就 . 花键孔25H7 的轴线是设计基准, 选用其做精基准定位加工拨叉脚槽面和锥孔、 M8 螺纹孔, 有利于保证被加工表面的垂直度 , 同时选用其做精基准定位加工拨叉上端面有利于保证上端面与花键轴线的平行度。选用拨叉头左端面作为精基准同样是
16、听从了“基准重合”的原就 , 由于该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该断面为设计基准。另外, 由于拨叉刚性差 , 受力易产生弯曲变形 , 为了防止在机械加工中产生夹紧变形 , 选用拨叉头左端面作为精基准 , 夹紧力可作用在拨叉头右端面上 , 夹紧稳固牢靠 .1.2 粗基准的选择粗基准选择原就:(1) 粗基准的选择应以加工表面为粗基准. 目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度. 假如工件上表面上有好几个不需加工的表面, 就应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准. 以求壁厚均匀、形状对称、少装夹等 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(2) 选择加工余量要求均
17、匀的重要表面作为粗基准.(3) 应选择加工余量最小的表面作为粗基准. 这样可以保证该面有足够的加工余量 .(4) 应尽可能选择平整、光滑、面积足够大的表面作为粗基准, 以保证定位精确夹紧牢靠 . 有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准, 必要时需经初加工 .(5) 粗基准应防止重复使用 , 由于粗基准的表面大多数是粗糙不规章的. 多次使用难以保证表面间位置置精度 .作为粗基准的表面应平整, 没有分边、毛刺或其他表内缺欠. 此零件选择前后端面和拨叉头右端面作为粗基准. 接受拨叉头右端面为粗基准加工左端面, 接着以左端面为基准加工右端面 , 然后以右端面为基准加工左端面, 可以为后续工序做好
18、精基准 .2. 各表面加工方案的确定在考虑加工方案时 , 要考虑一下因素:(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求, 依据各加工表面的技术要求 ,选择加工方法及分几次加工 .(2) 依据生产类型选择 , 在大批量生产中可专用的高效率的设备. 在单件小批量生产中就常用通用设备和一般的加工方法.(3) 考虑被加工材料的性质 .(4) )考虑工厂或车间的实际情形, 同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备, 推广新技术 , 提高工艺水平 .(5) )此外 , 仍要考虑一些其它因素 , 如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等 .选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法
19、. 再选择前面各工序的加工方法 .依据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度, 查表 1-10 和表 1- 11, 确定各表面加工方案 , 如表 3.2.1所示.表 3.2.1拨叉零件各表面加工方案加工表面经济精度表面粗糙度Ra/um加工方案备注拨叉头左端面IT113.2粗铣 - 半精铣表 1-11拨叉头右端面IT1312.5粗铣表 1-11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结花键孔IT73.2 (键槽侧边)1.6 (键槽底边)6.3 (底槽上端面)3.2 (底槽侧面)上端面IT113.2粗铣 - 半精铣表1-11M8通孔IT1112.5钻- 扩- 攻丝表1-10 5mm锥孔
20、IT93.2钻- 铰表1-10底槽IT11扩- 拉表 1-10粗铣 - 半精铣表 1-11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3. 加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高 , 可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三个阶段 .在粗加工阶段 , 第一将精基准(拨叉左端面和花键孔)预备好, 使后续工序都可以接受精基准定位加工 , 保证其他加工表面的精度要求 .4. 工序集中与分散制订工艺路线时 , 应考虑工序的数目 , 接受工序集中或工序分散是其两个不同的原就 . 所谓工序集中 , 就是以较少的工序完成零件的加工 , 反之为工序分散 .
21、(1) )工序集中的特点工序数目少 , 工件装 , 夹次数少 , 缩短了工艺路线 , 相应削减了操作工人数和生产面积 , 也简化了生产治理 , 在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度 . 使用设备少 , 大量生产可接受高效率的专用机床 , 以提高生产率. 但接受复杂的专用设备和工艺装备, 使成本增高 , 调整修理费事 , 生产预备工作量大 .(2) )工序分散的特点工序内容简洁 , 有利选择最合理的切削用量 . 便于接受通用设备 . 简洁的机床工艺装备 . 生产预备工作量少 , 产品更换简洁 . 对工人的技术要求水平不高 . 但需要设备和工人数量多 , 生产面积大 , 工
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