撥叉的工藝與工裝設計.

1、中北大學課程設計說明書目 錄前言 3二、零件生產(chǎn)類型的確定 3三、零件的分析 33.1零件的作用 33.2 零件的工藝分析 4四、選擇毛坯，確定毛坯尺寸,設計毛坯圖 44.1選擇毛坯 44.2 確定機械加工余量,毛坯尺寸和公差 54.3畫毛坯圖 6五、工藝路線擬定 65.1 定位基準的選擇 65.2 零件表面加工方法的選擇 75.3制定工藝路線 8六、選擇加工設備及刀具、量具 86.1 選擇加工設備與工藝裝備 96.2確定工序尺寸 10七、確定切削用量及基本時間 11八、心得體會 17九、參考文獻及附圖 1825撥叉的工藝規(guī)程設計冃U言機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了機械制造技術(shù)基礎和大部分

2、專業(yè)課，并進行了生 產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造技術(shù)基 礎中的基本理論，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，設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設計能力，為今后從事的工 作打下了良好的基礎。由于能力所限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指教 。、零件生產(chǎn)類型的確定由原始資料可知：年產(chǎn)量Q=600臺/年零件數(shù)量n=1件/臺備品率a =5%廢品率B =1%N=Q n( 1 + a +B) =600*1* (1+5%+1% =636 件 / 年所以是中批量生產(chǎn)。三、零件的分析3.1 、零

3、件的作用撥叉零件主要用在操縱機構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速；或者應 用于控制離合器的嚙合、斷開的機構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進給。本零件以直徑和精度等 級為 20H7的孔為回轉(zhuǎn)中心， 10H7兩個同軸孔連接另一個零件，通過搖桿的運動實現(xiàn)零 件的同步動作。此種動作的優(yōu)點是方便快捷可靠性高，可手動也可連接電動機構(gòu)實現(xiàn)自動控 制。3.2、零件的工藝分析由零件圖(圖1)可知：撥叉共有三處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以 20mn?L為中心的加工表面這一組加工表面包括： 10H7mr的孔，以及 20mm勺圓柱兩端面，其中主要加工表面為 10H7mn通孔。2. 以 20mn孔為

4、中心的加工表面這一組加工表面包括： 13mm勺孔，以及 20mm的兩個端面。主要是 13mn1的t形 孔。3. 零件右下以 60mm為加工中心的加工表面，這一組加工表面包括： 20H7的孔，以及 60mm端面。3. 銑內(nèi)徑R38mm外徑R52mr的 U形槽這一組加工表面包括：此R52mm外槽的端面，R38mr的內(nèi)槽的內(nèi)部，底面是平面 30mm 深4mmT形孔，16H11m的槽兩側(cè)面。4. 以M12螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M12的螺紋孔，長43mm勺端面。主要加工表面為M12螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：(1) 13孔端面與 20孔垂直度公差為0.1m

5、m.。(2) M12的以下底面為基準以上15mm鉆占9.8H9的孔，內(nèi)表面的粗超度為 3.2由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。四、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖4.1、選擇毛坯該零件材料為QT200?？紤]零件在機床換速度的時候因經(jīng)常撥動而承受交變載荷及沖擊性載荷。因零件精度要求不高固可采用砂型鑄造。零件年產(chǎn)量為600件，屬中批量生產(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故可采用手工木模造型。4.2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差參見機械制造技術(shù)基礎課程設計指南第五章第一節(jié)，灰鑄鐵的公差及機械加工余量 按GB/T6414-1999確定。要確定毛坯的尺寸公差及機

6、械加工余量，應先確定如下各項因素。求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長256mm，寬60mm，高62.5mm, 故最大輪廓尺寸為256mm。 選取公差等級CT由表5-1，鑄造方法按手 工造型、鑄件材料按球墨鑄鐵，得 公差等級公差范圍11-14級，取為12級 求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT,由表5-3查得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布 求機械加工余量等級由表5-5，鑄造方法按機器造型，材料為球墨鑄鐵，得機械加工余量等級范圍E - G級，取為F級。 求RM（要求的機械加工余量）對 所有加工表面取同一個數(shù)值，由表5-4查最大輪廓尺寸為256MM 機械加工余量等級為F級，得

7、RMA數(shù)值為2.5MM。 求毛坯基本尺寸零件左端10H7孔、螺紋M6與M12、兩突耳上各一個10H7孔尺寸均較小， 固鑄成實心；兩突耳外側(cè)的距離尺寸屬雙側(cè)加工，由式（5-2 ）求出，即R=F+2RMA+CT/2=104+2X2.5+7/2=112.5mm孔？20H7及兩突耳外側(cè)的距離尺寸屬內(nèi)腔加工，分別由式（5-3）求出，即R=F-2RMA-CT/2=20-2X2.5-4.6/2=12.7mmR=F-2RMA-CT/2=84-2X2.5-6/2=76mm高度尺寸為25的？20圓柱體屬單側(cè)加工，由式（5-1 ）求出，即R=F+RMA+CT/2=25+2.5+4.6/2=29.8mm高度尺寸為43

8、的？20圓柱體屬單側(cè)加工,由式（5-1 ）求出，即R=F+RMA+CT/2=43.5+2.5+5.6/2=48.8mm銑削深度為12的銑削槽屬單側(cè)加工，由式（5-1 ）求出，即R=F+RMA+CT/2=11.5+2.5+4.4/2=16.2mm撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表（1）表（1）項目寬84寬104?20H7孔?20左圓柱?20左圓柱銃削槽公差等級CT121212121212加工面基本尺寸84104?202543.511.5鑄件尺寸公差674.64.65.64.4機械加工余量等級FFFFFFRMA2.52.52.52.52.52.5毛坯基本尺寸76112.512.729.848.8

9、16.24.3、畫毛坯圖根據(jù)以上數(shù)據(jù)，畫出該零件的毛坯圖（附圖2）五、工藝路線擬定工藝路線是工件成功必備的主要條件，只要確定好正確的路線，就能快速地完成零 件的加工。5.1定位基準的選擇定位基準分粗基準和精基準，用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準稱為 粗基準，使用經(jīng)過加工的表面作定位基準稱精基準。精基準的選擇精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇以圓柱體的 20H7孔為精基準。劃分加工階段的原因有：根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉下端面和中心階梯通孔作為定位精基準，零件 上的很多表面都可以采用它們作為基準進行加工，即遵循了

10、“基準統(tǒng)一”的原則。粗基準的選擇粗基準的選擇：按有關基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表 面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表 面作粗基準。現(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定位粗基準。5.2、零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有內(nèi)孔、端面、螺紋等，材料為QT200，其加工方法如下： 三個 10H7、一個 9.8、一個 20H7的孔表面粗糙度均為1.6，需粗 車后絞孔獲得其尺寸和表面粗糙度。(2) 60圓臺底面的表面粗糙度為1.6，圖紙要求要以刮削的方式獲得。(3) M12 的螺紋表面粗糙度為12.5，只需鉆孔后攻絲即可獲得尺寸和表面 粗

11、糙度。 其它表面的尺寸及表面粗糙度只需粗加工后就可以達到要求5.3、制定工藝路線本零件結(jié)構(gòu)復雜，作用是機床上用于撥動滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速。底面60的大平面與20H7孔是設計基準(亦是裝配基準和測量基準)，為避免 由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選擇底面大平面為定位基準，即遵循“基準 重合”原則。本零件結(jié)構(gòu)復雜，作用是機床上用于撥動滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速。底 面60的大平面與20H7孔是設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免 由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選擇底面大平面為定位基準，即遵循“基準 重合”原則。工序I :用平口鉗夾緊寬為42m m的臺階，以60上的臺階平面作為支撐， 另外在2

12、0的凸臺上墊上一個平板，鉆孔10的內(nèi)孔，粗鉸，接著精鉸到所需 的尺寸。粗銑20的兩個底平面，銑成所需要的尺寸，然后擴孔20的內(nèi)孔， 因為此零件批量為中批，所以粗鉸20的孔，最后采用精鉸。粗銑60底平面， 然后半精銑留余量，最后刮研。工序II :以精銑后的60底平面作為支撐面，分別以20H7的內(nèi)孔和 10H7的內(nèi)孔作為定位，（一面兩銷定位）以凸臺60圓柱上平面為壓緊平面。 鉆孔9.8H9，然后鉸孔到尺寸9.8H9.工序III:以上同樣的定位和夾緊結(jié)構(gòu)，利用鉆套鉆孔側(cè)面兩個10H7的孔, 接著粗銑左側(cè)凸臺上平面，半精銑到所需尺寸。工序IV :以60的底平面和20H7內(nèi)孔、左側(cè)10H7內(nèi)孔定位。粗銑

13、中 間凸臺的T型孔，最后用絲錐攻M12的內(nèi)螺紋達到所需尺寸。工序V:用上面同樣的定位和夾緊機構(gòu)定位。粗銑尺寸長度尺寸104的兩 端面達到所需尺寸。用同樣的方法粗銑內(nèi)側(cè)表面達到尺寸。粗銑底面與20H7 孔同心的30孔達到尺寸。利用鉆模套粗鉸左右兩端10H7的內(nèi)孔，完后精鉸 到尺寸。工序VI :粗銑左端銑刀臺階，半精銑到尺寸。鉆孔螺紋孔，接著用絲錐攻 M6的內(nèi)螺紋。工序VII :鉗工去毛刺。工序VHI :終檢。六、選擇加工設備及刀具、量具6.1選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇不同的機床 工序I、II、中需鉆小10的孔，并且9.8的孔深達到43mm,所以首先需 打預鉆孔。而且有必要做一個鉆模套。所用到的

14、鉆頭型號為9.8，用到的機床為 數(shù)控臥式銑床。 工序VI中由于采用的是兩孔一面定位，而且用同樣的夾具可以在不同的 機床上加工不同的工序，所用到的鉆頭為5、M6的絲錐。機床選用機床為立式 加工中心。 工序III中由于余量比較大，考慮到零件的批量為中批，最好是分多道工 序加工，而且余量比較大。所以用到的機床為立式銑床X5012因為本零件的加工只大部分尺寸的加工只要在一道夾具上加工完成。所以 用到的機床可以采用立式加工中心。(2) 選擇夾具本零件鉆孔及粗銑12M臺階用通用夾具，其它的工序都可以 用下節(jié)夾具設計中的專用夾具。(3)選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 加工工序I時，底面比較大，選用 50

15、的端銑刀可以提高生產(chǎn)效率 加工工序V、工序U和工序時，選用H7或H9的通用型絞刀。加工工序川時，選用 25四韌白鋼刀，既能加工沉孔、端面，節(jié)省了換刀 時間。省加工工序W和工序切時，選用 9.8 9.6和 5.3的普通麻花鉆。加工工序時，由于要保證兩孔同軸，就必須一次加工獲得，所以選用125* 9.8的加長型鉆頭加工工序V和工序切時，選用M6 M12的機用絲錐 量具的選擇 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的精度要求、尺寸和形狀特點，參考本書有關資料，選擇如下O選擇各軸向加工的量具。由于本零件需要測量的最大尺寸為190mm,所以所有的粗量量具都可以選擇0200 mm的游標卡尺

16、測量，62.5、19、選用0100mm 的高度游標卡尺即可，12的尺寸由于精度比較高，應選用025mm的外徑千分尺， 42地的尺寸不能直接測量，要用芯棒插在 20的孔里，再用游標卡尺間接測量。選擇加工孔的量具，三個 10H7、一個 9.8H9和一個 20H7的孔可以用卡尺進行粗量，絞孔后可以用內(nèi)徑百分表測量6.2、確定工序尺寸1）確定圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有 關。前面已確定各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應將毛坯余量分為各工序 加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng) 濟精度確定。本零件各孔的工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙

17、度見表（2）表加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精 10H753.2 9.8106.33.21.69.8H94.83.2 9.69.86.33.21.6 20H7101.5 19.7206.33.21.6M62.6 5.26.3 確定各加工表面的工序加工余量。本零件各端面的工序加工余量見表表（3）工序加工表面總加工余量工序加工余量I12.52.3221.5321.5川422.551.5261.52Vffl12.50.2七、確定切削用量及基本時間工序一、二粗銑，精銑端面決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.9確定Vc=60(m/mi n)n=1000V/

18、- d=(1000x60)/(3.14x50)=382.16r/min根據(jù)型數(shù)控加工中心說明書選n=380r/minVc=3.14 nd/1000=(380x3.14x50)/1000=59.66m/mi nVf=n fZ=380x0.14=53.2mm/mi n選 Vf=37.5mm/min 實際 fz=Vf/(nxz)=0.0159mm/z2) 精銑3) 基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表3.5 L1+ =12mmTm=(L+L1+ )/Vf=(40+12)/190=0.273( min)工序三：鉆孔、鉸孔4)計算基本工時Tm=L/nf式中L=l+Y+ ,l=20mm,入切量和超切量

19、由表2.29 查出y+ =6mm,所以Tm=26/272*0.28=1.18mi n.2、鉸孔基本工時Tm= L/nf=1.5 X 15 X 1.2 X 1.4/1000 X 3.6 X 0.06 X 7=0.025(min)工序四：鉆 19.8的孔，絞至 20的基準孔。1、切削用量 本工序為鉆19.8孔，所選鉆頭為錐柄擴孔鉆，高速鋼鉆頭，鉆頭直徑19.8mm, l= 23.8 mm, h= 140mm，加工鑄件的 j不小于450MPa,鉆頭選用Z525型立式鉆床。 確定鉆頭鉆孔時的進給量。根據(jù)機械制造課程設計指南表5-127,加工材料為鑄鐵， 硬度為190HBS，查得鉆頭鉆孔時進給量 f=0

20、.700.86 mm/r，現(xiàn)取f=0.8 mm/r. 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。根據(jù)機械制造課程設計指南表5-130,用高速鋼鉆頭在鑄鐵上擴 19.8mm孔，鉆頭后刀面最大磨損量1.5mm,鉆頭直徑d=19.8mm,耐用度T=60min,機械制造課程設計指南表5-130。 確定切削速度和工作進給量f,根據(jù)表2-13中公式計算v=10.74m/min,n=172.18r/min。根據(jù)Z525型鉆床主軸轉(zhuǎn)速表機械制造課程設計指南表 5-65，選擇n= 140r/min則實際鉆削速度v=0.132m/so根據(jù)Z525型鉆床進給量機械制造課程設計指南表5-66選擇，f= 0.8mm/r。2、基本時間。

21、根據(jù)機械制造課程設計指南表 2-26,高速鋼鉆頭鉆削時間為L= 16.5mm,l1 = 1.2mm , l2=0mm。16.5 1.2 0基本時間：Tj0.16 min0.840工步二：絞孔至 20mm孔的切削用量及基本工時。1、切削用量 本工序為絞 20孑L,所選鉸刀為硬質(zhì)合金錐柄鉸刀，鉸刀直徑20mm, 1= 228 mm, l1 = 25mm,加工鑄件的 J不小于450MPa,鉆頭選用Z525型立式鉆床。 確定鉆頭鉆孔時的進給量。根據(jù)機械制造課程設計指南表5-127,加工材料為鑄鐵， 硬度為190HBS,查得鉆頭鉆孔時進給量 f=0.780.96 mm/r，現(xiàn)取f=0.8 mm/r. 選

22、擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。根據(jù)機械制造課程設計指南表 5-130,用硬質(zhì)合金錐柄鉸刀鉸 20mm孑L，鉆頭后刀面最大磨損量1mm,鉆頭直徑d=20mm，耐用度T=60min，機 械制造課程設計指南表5-130。 確定切削速度和工作進給量f,根據(jù)表2-13中公式計算v=10.78m/min,n=171.72r/min。根據(jù)Z525型鉆床主軸轉(zhuǎn)速表機械制造課程設計指南表5-65，選擇n= 140r/min則實際鉆削速度v=0.132m/so根據(jù)Z525型鉆床進給量機械制造課程設計指南表5-66選擇，f= 0.8mm/r。2、基本時間。根據(jù)機械制造課程設計指南表2-26,高速鋼鉆頭鉆削時間為l =16

23、.5mm h =1 , l2 = 0mm.基本時間：Tj 165 -0.142 minj 14098工序五粗銑半精銑U型槽的端面1. 選擇機床刀具選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼Yab端銑刀a602. 切削用量查 2 表 5 f=0.140.24mm/rT=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/mi nVf = 6.44m/min3.計算工時L 324t* 三二寧4 -18.99Snf 6.44半精銑L 2+24tm2 二上 2 24 =18.83 snf 6.44Tm= tml=37.82s銑U型槽計算切削用量(1) 由1表9.4 1和3查得 走刀量f

24、=0.67 mm/r(2) 銑刀磨鈍標準和耐用度由1表9.4 6查得磨鈍標準為0.20.3表9.4 7查得 耐用度為T=150min(3) 切削速度由1式3.2kvCv d 0m X vX/uVP/a p a f aw z查表9.4 8得其中：修正系數(shù)kv =1.0Cv =40 qv =0.2 Xv =0.1YV =0.4uv = 0.5pv =0.1 m=0.5f 0.67cca f0.028mm aw = 6a p = 8z 24p代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s(4) 確定機床主軸速度ns二1000 =6.5r/s =390.5r/min 二 dw由3按機床選取主軸

25、轉(zhuǎn)速為6.33 r/s所以實際切削速度為n w，.d w1000= 3.27m/s = 196.2 m /min計算切削工時LVf l y .： af zn=32.77s工序號六:本工序為鉆 9.6mm深 25mnt勺孔。根據(jù)資料選用Z525立式鉆床加工，選標準高速 鋼直柄麻花鉆，一次加工通孔可以滿足加工要求：d=8.5mm Kr=45。確定進給量f由于深度較大，宜采用自動進給可達到加工要求。查表5-127 : f=0.470.57mm/r由表 5-66，按 Z525選取 f=0.48 mm/r選擇鉆頭磨損標準及耐用度查表5-130 :鉆頭后刀面的最大磨損量為 0.8mm鉆頭直徑 d=9.3m

26、m 貝U T=35min。 確定切削速度V、n查表 2-13、2-14 得: Cv=16.4、zv=0.25、xv=0、yv=0.4、m=0.125 取 kv=1.0 且 d=9.3mm a P =4.65mm f=0.48mm/r按公式計算： V =24.656 m/minn c=24.656 x 1000/3.14 x 9.3=844.33 r/min根據(jù)查表5-65選取Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=680 r/min=11.33 r/s則 V=3.14 x 9.3 x 1.33/1000=0.33 m/s 基本時間鉆 9.3mm深 25mmt勺通孑L :T j =(l+l 1+1 2)/

27、 fn式中 l=25mm 取 l i=5mm l 2=4mm,f=0.48 mm/r、n=11.33r/sT j= (25+5+4) /0.48 X 11.33=6.4s取 Tj=7s工序七：為鉆孔、攻螺紋M12mm孔需分兩個工步進行加工：工步一：鉆M12螺紋底孔111、切削用量 本工序為鉆螺紋底孔，所選鉆頭為直柄麻花鉆，高速鋼鉆頭，鉆頭直徑9.8mm, l=142mm, l1=94mm,加工鑄件的匚b不小于450MPa,鉆頭選用Z525型立式鉆床。 確定鉆頭鉆孔時的進給量。根據(jù)機械制造課程設計指南表5-127,加工材料為鑄鐵， 硬度為190HBS,查得鉆頭鉆孔時進給量 f=0.520.64m

28、m min，現(xiàn)取f=0.60 mm/r. 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度。根據(jù)機械制造課程設計指南表 5-130,用高速鋼鉆頭 在鑄鐵上鉆 9.8mm螺紋底孔，鉆頭后刀面最大磨損量為 0.8mm,鉆頭直徑d=9.8mm,耐用度 T=60min,表 5-130。 確定切削速度和工作進給量f,根據(jù)機械制造課程設計指南表 2-13中公式計算Cvd(/vTmapXv式中 Cv =6.6, zv = 0.4, xv = 0, yv = 0.5, m = 0.2, d = 11mm, kv = 0.75, T = 60m in,f = 0.6mm r, ap =11mm.0 40.75 二 7.35mm min6.6 11 .0.200.560 11 0.6n=212.88r/min根據(jù)Z525型鉆床主軸轉(zhuǎn)速機械制造課程設計指南表5-65,選擇n=195r/min則實際鉆削速度v=0.123m/s,工作臺每分鐘進給量為f=0.52mm/r.根據(jù)Z525型鉆床進給量機械制造課程設計指南表 5-66選擇，f=0.48mm/r,則實際的進給量為f=0.48mm/r。2、基本時間。根據(jù)機