工藝課程設(shè)計--倒擋撥叉加工工藝

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目：設(shè)計倒擋撥叉加工工藝</p><p><b>　　規(guī)程及工藝裝備</b></p><p><b>　　設(shè) 計 者： </b></p><p>　　班 級： </p>&

2、lt;p>　　學 號： </p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　一、序言···········&

3、#183;································2</p><p>　

4、　二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定··················2</p><p>　　三、毛坯的選擇與設(shè)計··········

5、······················4</p><p>　　四、加工方法和工藝路線的設(shè)計········&#

6、183;···············6</p><p>　　五、工序設(shè)計················

7、························9</p><p>　　六、確定切削用量及基本時間······

8、83;···················12</p><p>　　七、夾具設(shè)計············

9、····························16</p><p>　　八、設(shè)計小結(jié)···

10、83;····································1

11、7</p><p>　　九、參考文獻·······························

12、3;········17</p><p><b>　　一、序言</b></p><p>　　這次設(shè)計我們能綜合運用機械制造基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，在老師和同學的幫助下，我還對夾具，機床，刀具的的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深的了解，

13、不知不覺中我的圖紙分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　在結(jié)束了《機械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)課程的學習后，通過本次的設(shè)計使我們所學的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學會全面綜合地運用所學知識，去分析和解決機械制造中的問題的能力。</p><p>　　二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定</p><p>&l

14、t;b>　　1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件為倒擋撥叉，是與操縱機構(gòu)零件結(jié)合用與撥動滑動齒輪實現(xiàn)輸出軸的倒轉(zhuǎn)。故對配合面、14H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆?lt;/p><p><b>　　2 零件的工藝分析</b></p><p>　　通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)

15、要求齊全。</p><p>　　從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構(gòu)比較復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，其軸軸要保證直線度M級0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為48~53

16、HRC；下爪總長公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線尺寸18的公差尺寸為±0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為±0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對稱度為0.4，內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5，內(nèi)表面滿足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還

17、需锪平直徑為12；孔24端面、開擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用</p><p>　?。ǘ┝慵募夹g(shù)要求</p><p><b>　　3 零件的生產(chǎn)類型</b></p><p>　　依設(shè)計題目，結(jié)合生產(chǎn)實際可知該

18、零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。</p><p>　　三、毛坯的選擇與設(shè)計</p><p><b>　　1 選擇毛坯</b></p><p>　　該零件材料為ZG310-570，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的結(jié)構(gòu)復雜，采用鑄件成型。</p><p>　　2 確定機械加工余量</p><p>　　鑄

19、件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。</p><p>　　根據(jù)GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級。加工余量等級為F~H。所以，可取CT=9級。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數(shù)值。</p><p><b>　　3 設(shè)計毛

20、坯圖</b></p><p>　　撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm）</p><p>　　下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請看毛坯圖）：</p><p>　　四、加工方法和工藝路線的設(shè)計</p><p><b>　　1 定位基準的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要

21、工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。根據(jù)零件圖及其使用情況分析，知Φ14H9孔是設(shè)計基準，也是零件工作最重要的工作面。</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></p><p>　　對于一般件而言，按照有關(guān)粗基準的選擇原則（即當零件又不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，應(yīng)以與加工表面要求相對

22、位置較高的不加工表面作粗基準）。先選擇撥叉頭左端面和Φ24外圓表面作為加工Φ14H9孔時的粗基準。</p><p><b>　?。?）精基準的選擇</b></p><p>　　在Φ14H9孔加工以后，各工序則以該孔為定位精基準，靠近叉腳的Φ24的端面為軸向尺寸的定位精基準。從而滿足定位基準重合原則，和互為基準的原則。</p><p>　　2 零

23、件表面加工方法的選擇</p><p>　　本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為ZG310-570。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。</p><p>　　（1）φ24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。</p><p>　?。?）φ14H9孔：公差等級為9級，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0

24、.043，根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級按IT9，可以先鉆后擴孔來滿足要求。</p><p>　　（3）開擋φ15內(nèi)圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標注公差等級，故粗銑即可滿足要求。</p><p>　?。?）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。</p><p>　?。?）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法

25、可采用粗銑即可達到要求。</p><p>　　（5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級13，加工方法可采用粗銑即可達到要求。</p><p>　?。?）槽14H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。</p><p>　?。?）孔φ：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT

26、11，采用鉆孔即可達到要求。</p><p>　　（三）零件表面加工方法的選擇</p><p><b>　　3 制訂工藝路線</b></p><p>　　工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機床配以專用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)

27、量，使生產(chǎn)成本下降。</p><p>　　工藝路線一 工藝路線二</p><p>　　鉆孔 1、銑左端面</p><p>　　銑左端面 2、銑右端面</p><p>　　銑右端面

28、 3、鉆、擴Φ14H9孔至13.5mm</p><p>　　倒角（左邊） 4、倒角（左邊）</p><p>　　倒角（右邊） 5、倒角（右邊）</p><p>　　鉸Φ14H9孔 6、鉸Φ14H9孔</p><p

29、>　　銑曲面R15 7、銑曲面R15</p><p>　　粗銑撥叉腳內(nèi)端面 8、粗銑撥叉腳內(nèi)表面 </p><p>　　銑操縱槽兩側(cè)面和底面 9、銑操縱槽兩側(cè)面和底面</p><p>　　鉆孔8.7

30、10、鉆孔8.7 </p><p>　　锪平Φ12 11、 锪平Φ12 </p><p>　　精銑撥叉腳內(nèi)端面 12、精銑撥叉腳內(nèi)端面 </p><p>　　去毛刺 13、去毛刺</p>&

31、lt;p>　　清洗 14、清洗</p><p>　　終檢 15、終檢 </p><p>　　兩工藝方案的比較分析：</p><p>　　兩工藝方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同。前三道工序是為了獲得精基準。方案一是先鉆孔鉆成Φ13.5再銑端面和倒角

32、，這樣能很好地保證與端面的垂直度；方案二是先銑兩個端面然后再鉆床上加工出孔14。因為兩個端面一次銑出可以有較好的平行度，然后用端面定位，也能得到較好的孔與端面的垂直度。后面的工序以Φ14H9孔及端面定位，所以基準是重合的，由此可見，可選方案一，從而制定詳細的工序內(nèi)容。</p><p>　　毛坯為鑄件，應(yīng)經(jīng)退火處理以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機械加工性能，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下：</p>

33、<p>　　鉆Φ14孔至13.5mm（以Φ24圓柱面和左端面為基準定位）</p><p>　　銑左端面（以Φ13.5孔和右端面為基準定位）</p><p>　　銑右端面（以Φ13.5孔和左端面為基準定位）</p><p>　　倒角（左邊）（以Φ13.5孔和右端面為基準定位）</p><p>　　倒角（右邊）（以Φ13.5孔和左端面為

34、基準定位）</p><p>　　鉸Φ14H9孔（以Φ13.5孔和左端面為基準定位）</p><p>　　銑內(nèi)圓曲面R15（以Φ14H9孔、左端面和R13孔為基準定位）</p><p>　　粗銑撥叉腳內(nèi)端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔為基準定位）</p><p>　　銑槽兩面和底面（以Φ16圓柱面和Φ24左端面為基準定位）</p&g

35、t;<p>　　鉆Φ8.7mm孔（以Φ16圓柱面和Φ24圓柱面的一線為基準定位）</p><p>　　锪平Φ12孔（以Φ16圓柱面和Φ24圓柱面的一線為基準定位）</p><p>　　精銑撥叉腳內(nèi)端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔為基準定位）</p><p><b>　　去毛刺</b></p><p>

36、<b>　　清洗</b></p><p><b>　　檢驗</b></p><p><b>　　五、工序設(shè)計</b></p><p>　　1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備</p><p>　　1）工序（1）鉆Φ13.5，選擇Z525型立式鉆床 (表5-64)。</p>

37、<p>　　2）工序（2）、（3）銑Φ24端面，選擇X51立式型機床（表5-71）。</p><p>　　3）工序（4）、（5）倒角和工序（6）鉸Φ14H9孔，選擇Z525型立式鉆床（表5-64）。</p><p>　　4）工序（8）、（12）粗、精銑腳內(nèi)端面，工序（7）銑曲面R15均選擇X62W型機床（表5-74）。</p><p>　　5）工序（6）銑

38、槽，選用X62W型機床（表5-74）。</p><p>　　6）工序（7）鉆Φ8.7孔，工序（8）锪平Φ12孔均選Z525型機床(表5-64)。</p><p>　　7）工序（13）去毛刺，選用鉗工臺。</p><p>　　8）工序(14)清洗，選用清洗機。</p><p>　　9）工序（15）檢驗，選用檢驗臺</p><

39、p>　　選擇刀具（參考《指南》）</p><p>　　1）工序（1）鉆Φ14H9孔至13mm，選擇d=13mm、L1=101、L=182、莫氏圓錐號1（表5-83）</p><p>　　2）工序（2）、（3）銑兩端面，選擇鑲齒三面刃銑刀，D=100, d=27, 齒數(shù)=12（表5-105）</p><p>　　3）工序（4）、（5）倒角，選擇d=16mm，L

40、=93mm，l=20mm的錐柄錐面锪鉆（表5-88）</p><p>　　4）工序（6）鉸Φ14H9孔，選擇d=14mm、L=189、L1=108 ，莫氏圓錐號1（表5-84）</p><p>　　5）工序（7）選擇D=30mm、d=10mm、l=12mm、 Z=10的鑲齒三面刃銑刀（表5-105）</p><p>　　6）工序（8）、（12），選用鑲齒三面刃銑刀，

41、選擇D=38mm，d=12mm，l=12mm，Z=10的鑲齒三面銑刀（表5-105）</p><p>　　7）工序（9）選擇D=80mm，d=22mm，l=12mm，Z=10的鑲齒三面刃銑刀（表5-105）</p><p>　　7）工序（10）鉆Φ8.7孔，選取d=8.7mm，l=81,錐柄擴孔鉆（表5-86）</p><p>　　8）工序（11）锪平Φ12孔，根據(jù)

42、文獻【1】表3-12選取d=12mm，d1=6.6mm，d2=8mm，L=80mm，l=18mm的帶導柱直柄平底锪鉆。</p><p><b>　?。?）選擇量具</b></p><p>　　本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關(guān)手冊資料，選擇量具如下表：</p><p><b>　　2

43、確定工序尺寸</b></p><p>　　1）工序（1）、（6）該孔由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔鉸刀鉸出，由參考文獻【3】表2.3-15查得，鉸孔的余量0.5mm，所以鉆孔的余量，Z鉆=14/2-0.5=6.5mm。則鉆孔工序尺寸Φ13.5公差為+0.12 0，鉸孔工序尺寸及公差為Φ14+0.043 。</p><p>　　2）工序（2）、（3）Φ24mm兩端面，由銑削加

44、工來完成，工序余量為2mm。</p><p>　　3）工序（4）（5）倒角，有由銑削加工完成，工序余量為1.5mm。</p><p>　　4）工序（7）內(nèi)圓曲面R15，又銑削加工完成，工序余量為2mm。</p><p>　　4）工序（8）、（12）腳內(nèi)表面的Ra為6.3μm，需經(jīng)粗銑、精銑兩次加工，由參考文獻【3】表2.3-21查得精加工余量為0.5mm，所以粗加工

45、余量為1.5mm（右端面）和1.5mm（左端面）。</p><p>　　5）工序（9）加工14H13槽面，上面以確定加工余量2mm，故可一次銑出。</p><p>　　6）工序（10）加工Φ8.7+0.09 0孔，采用直徑為Φ8.7的高速鋼鉆頭加工即可。</p><p>　　7）工序（11）锪Φ12孔，由文獻【1】表5-41得孔深l1=1~2取2mm。</p

46、><p>　　六、確定切削用量及基本時間</p><p><b>　　1工序3</b></p><p>　　切削用量：本工序為粗車端面，已知加工材料為ZG310-570，表面淬火處理后HRC40-50。</p><p>　　確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p><p>　　=2m

47、m,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。</p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。</p><p>

48、;<b>　　2 工序4</b></p><p>　　切削用量：本工序為鉆φ13mm、擴φ14H9。</p><p>　　2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆，其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 </p><p>　　確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進給量f =0.28mm/

49、r，切削速度v =21m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==514.19r/min,故取n=545r/min，此時v==22.26m/min。</p><p>　　2.2確定擴φ14H9孔的切削用量。所選刀具為14 GB/T 1141-1984，其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。</p><p>　　確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進給量f =0.45mm

50、/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，此時v==42.2m/min。</p><p><b>　　2.3基本時間</b></p><p>　　確定鉆φ13mm孔的基本時間</p><p><b>　　=</b></p><p>　　確

51、定擴φ14H9孔的基本時間</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　3工序6</b></p><p>　　切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。</p><p>　　3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p>

52、<p>　　=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。</p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故

53、可用。</p><p>　　3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p><p>　　=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為</p><p><b>　　。<

54、;/b></p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。</p><p>　　3.3確定開擋腳面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p><p>　　=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又

55、X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。</p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。</p><p>&l

56、t;b>　　4工序7</b></p><p>　　本工序為銑槽，先粗銑槽底，再銑槽。</p><p>　　4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p><p>　　=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑

57、為100mm，則切削速度為。</p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。</p><p>　　4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。</p><p>　　=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z

58、，又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對稱度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。</p><p>　　校核機床功率： 參考公式</p><p>　　其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。</p><p&g

59、t;<b>　　5 、工序8</b></p><p>　　本工序為鉆8.7，并锪平12。</p><p>　　確定鉆8.7孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆，其直徑為8.7mm，工作長度80mm，，總長122mm。 </p><p>　　確定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得進給量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則

60、主軸轉(zhuǎn)速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此時v==26.24m/min。</p><p><b>　　七、夾具設(shè)計</b></p><p>　　本夾具是銑14H13槽的專用夾具。</p><p>　　定位方案 工件以肋板右端面、φ14H9孔及撥叉為定位基準。肋板右端面為未加工端面，做粗基準，選擇3個網(wǎng)紋頂面支承釘釘（C型

61、），3個支承釘不在同一直線上，可限制3個自由度（2個轉(zhuǎn)動，一個移動），選擇C型支承釘還可以增加摩擦力平衡部分銑削力。φ14H9孔用短銷（短銷為短銷與螺桿結(jié)合，螺桿不與內(nèi)孔接觸，故不限制自由度，螺桿做加緊用）限制2個移動自由度。撥叉處用菱形銷限制1個自由度，3部分共限制6個自由度，故全定位。</p><p>　　定位元件 3個網(wǎng)紋頂面支承釘：標準件 支承釘C8×4mm JB/T8029.2-1999；短

62、銷螺桿：非標準件，為短銷跟螺桿的整合體；菱形銷：標準件 B30×36 JB/T8014.2-1999。</p><p>　　夾緊機構(gòu) 為了方便裝載，采用基準中心夾緊即可以保證加工要求。</p><p>　　對刀裝置 采用直角對刀塊及平塞尺對刀。</p><p>　　加緊力計算 參考公式 </p><p>　　式中，為螺紋升角，

63、為螺紋摩擦角，f為摩擦系數(shù)，螺桿中徑。</p><p><b>　　定位精度分析</b></p><p>　　定位孔與定位銷配合尺寸取，其中工件定位孔尺寸為，定位銷尺寸。工序要保證的精度有槽深度10以及槽兩側(cè)對稱度為0.4。對于槽底對孔軸線的距離為10mm，工序尺寸為10mm定位基準與工序基準重合，所以基準不重合誤差為0，故槽深上偏差為14.018-14.023=-0

64、.005mm，下偏差為14-14.034=-0.034mm，故其定位誤差為0.029；對于槽兩側(cè)的對稱度，定位基準與工序基準不重合，誤差為。。。</p><p><b>　　八、設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學完了機械制造工藝后進行的。這是進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學的各科課程一次深

65、入的綜合性總復習，和一次理論聯(lián)系實際的訓練。</p><p>　　就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應(yīng)性的訓練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ).</p><p>　　由于能力有限、時間有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導</p><p><b>　　九、