“撥叉”的機械加工工藝規(guī)程及加工Ф8mm的工藝裝備設(shè)計

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Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and thefollowing course’s tudying . . 目 錄 1 撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1 撥叉的用途 1 1.2 撥叉的技術(shù)要求 1 1.3 審核撥叉的工藝性 2 1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 2 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2 2.1 選擇毛坯 2 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 2 2.2.1公差等級 3 2.2.2 鑄件重量 3 2.2.3 鑄件的材質(zhì)系數(shù) 3 3 擬定拔叉工藝路線 3 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 3 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3 3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 4 3.2 表面加工方法的確定 4 3.3 加工階段的劃分 4 3.4 工序的集中與分散 5 3.5 工序順序的安排 5 3.6 確定工藝路線 5 4 加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序9） 7 4.1 確定加工余量（工序9） 7 5 切削用量、時間定額的計算（工序9） 7 5.1 切削用量的計算 7 5.2基本時間tm的計算 7 6、夾具設(shè)計 8 6.1 問題的提出 8 6.2定位方案 8 6.2.夾緊機構(gòu) 9 6.3.導(dǎo)向裝置 9 參考文獻 9 形狀的比較復(fù)雜，屬典型的叉桿類零件，為實現(xiàn)換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)備的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為φ8mm。 綜上所述，該撥叉件的各項技術(shù)要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。 1.3 審核撥叉的工藝性 分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的剛法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目。該撥叉的生產(chǎn)類型定為大批量生產(chǎn)。 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1 選擇毛坯 毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機器造型方法制造毛坯。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 2.2.1 公差等級 由于撥叉的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級為普通級。 2.2.2 鑄件重量 經(jīng)計算機械加工后該撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。 2.2.3 鑄件的材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M2級。 撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量 鑄件的質(zhì)量/kg 包容體質(zhì)量/kg 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 1.5 3 S2 M2 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/ mm 備注 寬度φ50 2.4 2.2 ----- 厚度34 2 2.6 ----- 厚度12 2 2.2 ----- 中心距78 ±0.2 ------- 3 擬定拔叉工藝路線 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 3.2 表面加工方法的確定 根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/μm 加工方案 撥叉頭右端面 IT13 12.5 粗銑 撥叉頭左端面 IT13 25 粗銑 φ20mm孔 IT8 1.6 鉆-粗絞-精絞 φ10mm孔 IT7 3.2 鉆-絞 撥叉腳兩端面 IT7 6.3 粗銑 撥叉腳下端面 IT10 25 粗銑 操縱槽端面 IT12 12.5 粗銑 φ8孔 IT10 3.2 鉆-絞 叉爪口內(nèi)側(cè)面 IT11 6.3 鉆-絞 3.3 加工階段的劃分 該拔叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進行拔叉腳兩端面的半精銑加工。 3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5 工序順序的安排 3.5.1 機械加工工序 （1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和叉軸孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。 3.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了撥叉的工藝路線。 工 序 號 工序內(nèi)容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 1 粗銑兩端面至35.125-34.875mm Ra12.5μm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 2 半精銑撥叉頭左端面至34-33.9mm Ra3.2μm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 3 鉆、粗鉸、精鉸孔至φ20-20.035mm Ra1.6μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 4 鉆、鉸孔至φ10-10.090mm Ra3.2μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 5 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘 6 粗銑兩端面至12-11.982mm Ra6.3μm 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 7 粗銑、下端面至76-75.8mm Ra25μm 立式銑床X51 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 8 粗銑操縱槽端面至24-23.79mm Ra12.5μm 立式銑床X51 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 9 鉆孔至φ8-8.06mm Ra3.2μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 10 鉆孔至φ3-3.14mm 四面組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺 11 鉆、絞內(nèi)側(cè)面至φ50.17-50mm Ra6.3μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 12 去毛刺 鉗工臺 平銼 13 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 14 熱處理 淬火機等 15 校正撥叉角 鉗工臺 手錘 16 磨削撥叉角兩端面 磨床M7120A 砂輪、游標(biāo)卡尺 17 清洗 清洗機 18 終檢 四面組合鉆床 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4 加工余量、工序尺寸和公差的確定（工序9） 4.1 確定加工余量（工序9） 由表2-28可查得，粗絞余量Z=0.2mm；鉆孔余量=7.8mm；查表可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，粗絞：IT10;鉆：IT12.根據(jù)上述結(jié)果，在查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，粗絞：0.058mm；鉆：0.15mm。 5 切削用量、時間定額的計算（工序9） 5.1 切削用量的計算 5.1.1 鉆孔工步 （1）背吃刀量的確定 取ap=7.8mm。 （2）進給量的確定 由表5-22選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量0.15mm/r。 （3）切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為灰鑄鐵的條件選取，切削速度v取22m/min。由公式n=1000v/Πd可求得n=897.6r/min參照4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=960r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式可求出實際鉆削速度v=nΠd/1000=23.5m/min。 5.1.2 粗絞工步 （1）背吃刀量的確定 取ap=0.2mm。 （2）進給量的確定 由表5-31選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量0.4mm/r。 （3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v取3m/min。由公式n=1000v/Πd可求得n=79.6r/min參照4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式可求出實際鉆削速度v=nΠd/1000=2.44m/min。 5.2基本時間tm的計算 （1）鉆孔工步 根據(jù)表5-43，鉆孔的基本時間可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l(wèi)=24mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（7.8mm/2）×cot54°+1mm=3.8mm;f= 0.15mm/r;n= 960r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=(24mm+1mm+3.8mm)/(0.15mm/r×960r/min)=0.2min=12s。 （2） 精鉸工步 根據(jù)表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工序的基本時間。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(8mm-7.8mm)/2=0.1mm的條件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=24mm；f=0.4mm/r; n=97r/min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時間tj=（24mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×97r/min）=1min=60s。 6、夾具設(shè)計 6.1 問題的提出 本夾具主要用來絞φ8mm孔，有一定的精度要求和公差要求。此外，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 6.2定位方案 工件以一端面和Φ20孔為定位基準(zhǔn)，采用平面和定位銷組合定位方案，其中平面限制3個自由度、短圓柱銷限制2個自由度，共限制了五個自由度。然后在定位平面上加一個削邊銷來限制饒Z軸旋轉(zhuǎn)的自由度，所有六個自由度都被限制了。即一面兩銷定位方案。定位孔與定位銷的配合尺寸取為φ20H7/f6。對于工序尺寸15±0.05mm而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，定位誤差Δ=0；對于加工孔的位置度公差要求，基準(zhǔn)重合Δ=0；加工孔徑尺寸φ8mm由刀具直接保證，Δ=0。由上述分析可知，該定位方案合理、可行。 6.2.夾緊機構(gòu) 針對成批生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)。偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)中各零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件。 6.3.導(dǎo)向裝置 采用可換鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。（快換鉆套查表9-10，鉆套用襯套查表9-11，鉆套螺釘查表9-12） 參考文獻 [1] 機床夾具設(shè)計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 [2] 機床夾具的現(xiàn)代設(shè)計方法 秦國華主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 [3] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 [4] 機床夾具設(shè)計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 [5] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.2 [6] 機械制造與模具制造工藝學(xué) 陳國香主編 情話大學(xué)出版社 2006.5 [7] 機械精度設(shè)計與檢測技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.1 [8] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1 [9] 敏捷夾具設(shè)計理論及應(yīng)用 武良臣等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9 [10] 機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12 [11] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程 鄒青主編 機械工業(yè)出版社 2004.8