機械課程設計_說明書

1、學號學號0606100906061009成績成績制造技術基礎課程設計說明書課程設計說明書設計名稱設計名稱 撥叉撥叉設計時間設計時間 20082008 年年 5-65-6 月月系系 別別 機電工程系機電工程系專專 業(yè)業(yè) 機械設計制造及自動化機械設計制造及自動化班班 級級 1010姓姓 名名 何東良何東良指導教師指導教師 王麗王麗20092009 年年 6 6 月月 1515 日日目目 錄錄一、零件的工藝分析及生產類型的確定.1二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖.2三、擬定撥叉工藝路線.3四、工序設計.5五 切削用量、時間定額的計算.6六、專用鉆床夾具設計.8七、總結.12- 1 -一、零件

2、的工藝分析及生產類型的確定1.零件的作用該撥叉應用在變速箱的換檔機構中。使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。該零件的主要工作表面為拔叉腳兩端面、叉軸孔mm、叉軸上00.0325方槽的深度mm。0.5011 2.零件的技術要求表 1-1 撥叉的全部技術要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級表面粗糙度Ra/ um型位公差mm操縱槽內側面0.12016IT123.2操縱槽端面 00.323IT133.2操縱槽底面8IT126.3撥叉孔內圓表面00.0325IT70.4撥叉孔套外圓表面上的平面17 IT126.3撥叉腳內表面0.4055IT133.2撥叉腳上下端面0.0

3、60.1812IT123.2撥叉腳側端面 0.10.2132.5IT126.3該撥叉結構簡單，屬于叉桿類零件，通過控制與操縱桿相連的滑塊在滑槽中運動，實現(xiàn)換擋變速，換擋變速過程由滑塊與叉軸共同完成，因此滑槽與叉軸孔有配合要求;滑槽與滑塊配合，要求滑槽內側面粗糙度要求較高。叉軸孔與叉軸配合，其精度要求較高。為了保證撥叉腳受力均勻，要求插腳兩端面對叉軸孔mm 的垂直度要求為 0.01mm；為保證00.0325撥叉在叉軸上有準確的位置，改善換擋位的準確，滑槽側面與叉軸孔的中心線垂直度要求為 0.08mm;為了增強撥叉的剛度，此撥叉設有加強脛板。3.審查零件的工藝性撥叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向

4、方向上均高于相鄰表面這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時腳端面的接觸剛度；孔端面為平面可防止加工過程中鉆頭鉆偏，307H mm- 2 -以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余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，但也可以在正常生產條件下，采用經濟加工方法加工出合格產品。但有由零件圖可知，操作槽底面沒有給出表面粗糙度要求,這是個重要的工作表面,如果表面粗糙度不符合要求的話,很容易磨損并破壞與他配合的零件,所以令他與內側面具有一樣的粗糙度要求。 4.確定零件的生產類型結合生產實際，備品率 a%和廢品率 b

5、%分別取 3%和 0.5%，則年產綱領 N=7500 臺/年1 件/臺（1+3%）（1+0.5%）=7803 件/年撥叉質量為，查表知，撥叉屬輕型零件，生產類型為大批生產。637.0 10/kg mm二、選擇毛坯、確定毛坯尺寸、繪制毛坯簡圖（一）選擇毛坯 零件材料為 HT200，零件結構又比較簡單，生產類型為大批生產?？紤]該撥叉零件在機床運行過程中要承受沖擊載荷，雖然所受沖擊十分的大，但為增強撥叉的強度和沖擊韌度，需要較好的機械性能。故選擇鑄件毛坯。毛坯選用鑄件。鑄件：一般適用于形狀較復雜、生產批量較大的零件，如床身、立柱等。目前，多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，少數(shù)優(yōu)質鑄件采用特種鑄造。砂型鑄造中，木

6、模手中鑄造生產率低、鑄件精度低、加工余量大，適于單件小批生產；金屬模機器造型生產率較高、鑄件精度高、表面質量與機械性能均較好，適于大批大量生產。確定毛坯的尺寸公差、加工余量求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，各方向的最大值：長 159mm，寬 75mm，高80mm，故最大輪廓尺寸為 159mm。選取公差等級 CT，鑄造方法按機器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級 CT 范圍 812級，取為 10 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，查表 2-8（3） ，其中公差帶相對于基本尺寸按對稱分布。求機械加工余量等級 由表 2-8（5） ，鑄造方法按金屬模型機器造型、鑄件材

7、料按灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍 EG 級，取 F 級。求 RMA（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 2-8（4）查最大輪廓尺寸為 159mm、機械加工余量等級為 F 級，得 RMA 數(shù)值為 1.5mm。求毛坯基本尺寸孔于內腔加工：應由式 RF-2RMA-CT225-21.5-2.4/2 =20.8mm 求出25撥叉腳的厚度：應由式 R=F+2RMA+CT/2=12+21.5+2.2/2=16.1mm 求出操控槽兩內壁的距離：應由式 R=F-2RMA-CT/2=16-21.5-2.2/2=11.9mm 求出操控槽的低面：應由式 R=FRMACT/2=81.52/2=5.

8、5mm 求出粗銑撥叉頭上的斜平面：應由式 R=F+RMA+CT/2=17+1.5+2.4/2=19.7mm 求出撥叉腳的孔：應由式 R=F2RMACT/2=5521.52.8/2=50.6mm 求出撥叉頭的孔到頂平面的距離：應由式 R=F+RMA+CT/2=23 +1.5+2.4/2=25.7mm 求出撥叉腳長：應由式 R=F+RMA+CT/2=134.5+1.5+3.6/2=137.8mm 求出- 3 -項目孔25于內腔加工撥叉腳的厚度操控槽兩內壁的距離 操控槽的低面粗銑撥叉頭上的斜平面撥叉腳的孔撥叉頭的孔到頂平面的距離撥叉腳長公差等級 CT1010101010101010加工面基本尺寸25

9、12168175523134.5鑄件尺寸公差2.42.22.222.72.82.43.6機械加工余量等級FFFFFFFFRMA1.51.51.51.51.51.51.51.5毛坯基本尺寸20.816.111.95.519.750.625.7137.8表 2-1 撥叉毛坯尺寸公差與加工余量7）毛坯圖的繪制- 4 -三、擬定撥叉工藝路線確定基準原則 ：先確定精基準，再確定粗基準。1.精基準的選擇根據(jù)該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉腳側面 1 和叉軸孔作為精25mm基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。撥叉軸孔的軸線是設計基準，選用其作精基準定位加工撥

10、叉腳兩端面、撥叉頭斜25mm面、操縱槽和操縱槽頂平面，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。- 5 -2 . 粗基準的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。選擇變速叉軸孔的外圓面和撥叉頭左端面作粗基準。采用外圓面定位加工內孔可保證孔25mm25mm的壁厚均勻。由于撥叉件剛性較差，受力易產生彎曲變形，為了避免在機械加工中產生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應垂直于主要定位基面，并應作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用撥叉頭左端面作粗基準，夾緊可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。表 3-1 加工件各表面的加工方法加工表面尺寸精度等級表面粗

11、糙度Ra加工方案備注撥叉腳內表面IT133.2粗鏜半精鏜撥叉腳兩端面（淬硬）IT113.2粗銑精銑-磨削撥叉腳側面IT96.3粗銑孔25IT90.4粗擴精擴鉸-研磨操縱槽兩側面IT113.2粗銑半精銑操縱槽底面IT116.3粗銑操縱槽頂平面IT133.2粗銑半精銑撥叉頭上的斜平面IT116.3粗銑表 31 撥叉零件表面加工方案 3）加工階段的劃分該撥叉加工質量要求較高，可將加工階段分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準（撥叉腳左端面）準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭兩端面、撥叉腳內表面、撥叉腳右端面、操縱槽內側面和底

12、面。在半精加工階段，完成撥叉腳右端面的精銑加工、孔的鉆、絞加工和操縱槽內側面的加工；在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨30mm削加工。4）工序的集中與分散該撥叉的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；- 6 -而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 5）工序順序的安排1.機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準撥叉腳左端面和叉軸孔。25mm（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

13、撥叉腳左端面和叉軸孔以及撥25mm叉腳兩端面，后加工次要表面操縱槽底面和內側面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉腳端面，再加工叉軸孔孔；25mm2熱處理工序*鑄造成型后切邊，進行調質，調質硬度為 241285HBS，并進行酸洗、噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。3輔助工序*粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序為：基準加工主要表面粗加工及一

14、些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。6）確定工藝路線工序號工序名稱機床設備刀具量具1初檢2退火處理3鉆、擴、鉸孔25mm四面組合鉆床麻花鉆擴孔鉆、絞刀卡尺、塞規(guī)4粗銑拔叉腳側面 1立式銑床 x51端銑刀游標卡尺5粗銑拔叉腳側面 2立式銑床 x51端銑刀游標卡尺6粗銑槽頂面 底面 側面立式銑床 x51端銑刀游標卡尺7精銑槽頂面 側面立式銑床 x51銑刀游標卡尺8粗銑撥叉腳上端面立式銑床 x51端銑刀游標卡尺9粗銑柱頭側面立式銑床 x51端銑刀游標卡尺10粗銑 半精銑撥叉腳內側立式銑床 x51三面刃銑刀游標卡尺- 7 -面11半精銑叉腳兩側面立式銑床 x51三面

15、刃銑刀游標卡尺12去毛刺鉗工臺平銼13熱處理撥叉腳兩端面局部淬火淬火機器14中檢塞規(guī)、卡尺、百分表15校正撥叉腳鉗工臺手錘16磨削撥叉腳兩端面平面磨床砂輪游標卡尺17清洗清洗機18終檢四、工序設計一工序 4 粗銑側面 2以側面為基準，粗銑側面，保證工序尺寸 P2，達到 D=查表得 Z=20.080.1812P1=P2+Z=14.6二.工序 5已知 Z2+Z4+0.3=2.2,其中 Z4=1,Z2=0.9,Z3=1,P4=D=12.6,其中 Z4 為半精銑余量,查表為Z4=1.查表粗銑 P2 可達到 IT12 公差值 0.35,故 P2=.其中 P4=12.6 取 IT10,公差值13.50.3

16、50.058,故 P4=12.60.029 五 切削用量、時間定額的計算一、切削用量的計算工序 4（1）.背吃刀量的確定，取背吃刀該量取為 Z2 =Z2=0.92papa（2）.進給量確定，由表 3-7 按機床功率為 5-10kw,工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為 0.2mm/Lzf（3）銑削速度的計算 由表 39，按襄柱銑刀、dz8010 的條件選取，銑削速度 v 可- 8 -取為 40mmin。由公式可求得該工序銑刀轉速，1000 /nvdn=100040mmin80mm=163.22rmin，參照表 3-58 所列取轉速n160rmin，再將此轉速代人公式，可求出該

17、工序的實際銑削速度1000 /nvd。/100040.192/minvn dm 工序 5（1）.背吃刀量的確定，取背吃刀該量取為 Z2 =Z3=1mm2papa（2）.進給量確定，由表 3-7 按表面粗糙度條件選取，該工序的每齒進給量取為zf0.4mm/L3）銑削速度的計算 由表 39，按圓柱銑刀、dz8010 的條件選取，銑削速度 v 可取為 170.2mmin。由公式可求得該工序銑刀轉速，1000 /nvdn=1000170.2mmin80mm=677.55rmin，參照表 3-58 所列 X51 型立式銑床的主軸轉速，取轉速 n725rmin，再將此轉速代人公式，可求出該工序的實1000

18、 /nvd際銑削速度/100072580/1000182.12/minvn dm二、時間定額的計算1.基本時間mt的計算（1）工序 4 基本時間計算公式可求出該工序的基本時間。由于該工序包括兩12()/jMZtlllf個工步，即兩個工件同時加工，故式中 L75mm；1mm；2l；fn320rnrnmin2210.5()227elddammMZf將上述結果代入公式，則該工序的基本時間12()/jMZtlllf（75mm27mm1mm）320rnrnmin19.3s。jt（2）工序 5半精銑內側面fnzn290rnrnminMZfZf（75mm27mm1mm）290rnrnmin21.3s。jt2

19、輔助時間的計算at輔助時間與基本時間之間的關系為=(0.150.2) ，本例取=0.2，工序 4 的ftjtftjtftjt輔助時間：=0.1519.3s3.86s；工序 5 的輔助時間：=0.2521.3s5.2s；ftft- 9 -3，其他時間的計算除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。由于本例中換檔叉的生產類型為大批生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間是作業(yè)時bt間的 27，休息與生理需要時間，是作業(yè)時間的 24，本例均取為 3，則工xt序 4 的其他時間（）可按關系式（3

20、3）（）計算，btxtjtft=6（19.3s3.86s）=1.39s；btxt工序 11 的其他時間（）可按關系式（33）（）計算，btxtjtft=6（5.2s21.3s）=1.59s；btxt4，單件時間的計算djt工序 11 中單件時間為：19.3s3.86s1.39s24.55s；djt工序 12 中單件時間為：21.3s5.2s1.59s28.09s；djt將上述零件工藝規(guī)程設計的結果，填入工藝文件。作為示例的表 212 列出了撥叉零件的機械加工工藝過程；表 2-13、表 2-14、表 2-15 分別列出了撥叉加工第 2、3、9 三道工序的工序卡。工序卡片六、專用銑床夾具設計1.

21、夾具設計要求1） 保證工件加工的各項技術要求要求正確確定定位方案、夾緊方案，正確確定刀具的導向方式，合理制定夾具的技術要求，必要時要進行誤差分析與計算。2） 具有較高的生產效率和較低的制造成本為提高生產效率，應盡量采用多件夾緊、聯(lián)動夾緊等高效夾具，但結構應盡量簡單，造價要低廉。3） 盡量選用標準化零部件盡量選用標準夾具元件和標準件，這樣可以縮短夾具的設計制造周期，提高夾具設計- 10 -質量和降低夾具制造成本。4） 夾具操作方便安全、省力為便于操作，操作手柄一般應放在右邊或前面；為便于夾緊工件，操縱夾緊件的手柄或扳手在操作范圍內應有足夠的活動空間；為減輕工人勞動強度，在條件允許的情況下，應盡量

22、采用氣動、液壓等機械化夾緊裝置。5） 夾具應具有良好的結構工藝性所設計的夾具應便于制造、檢驗、裝配、調整和維修。2.機床夾具設計的內容及步驟1）明確設計要求，收集和研究有關資料在接到夾具設計任務書后，首先要仔細閱讀加工件的零件圖和與之有關的不見裝配圖，了解零件的作用，結構特點和技術要求：其次要認真研究和加工件的工藝規(guī)程，充分了解本工序的加工內容和加工要求，了解本工序使用的機床和刀具，研究分析夾具設計任務書上所選用的定位基準和工序尺寸。2）確定夾具的結構方案A.確定定位方案,選擇定位元件,計算定位誤差。 。B.確定夾緊方案,選擇夾緊機構。C.確定夾具具體的形式和夾具的總體結構。在確定夾具結構方案

23、的過程中,應提出幾種不同的方案進行比較分析,選取其中最為合理的結構方案。3）對夾具進行建模并繪制夾具的裝配圖夾具總圖繪制比例除特殊情況外,一般均應按 1:1 繪制,以使所設計夾具有良好的直觀性。總圖上的主觀圖，應盡量選取與操作者正對的位置。 繪制夾具裝配圖可按如下順序進行:畫出工件;按夾緊狀態(tài)畫出夾緊裝置:畫出其他元件或機構:最后畫出家夾具體把上述組成部分聯(lián)結成一體,形成完整的夾具.在夾具裝配圖中,被加工件視為透明體。4）確定并標注有關尺寸,配合及技術要求A.夾具總裝配圖上應標注的尺寸a.工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸,例如,工件基準孔與夾具定位套的配合尺寸。b.夾具與刀具的聯(lián)系尺寸,例如鉆套與定

24、位元件之間的位置尺寸及公差。 。c.夾具內部的聯(lián)系尺寸及關鍵件配合尺寸,例如,定位元件間的位置尺寸,定位元件與夾具體的配合尺寸等。- 11 -d.夾具外形輪廓尺寸。B.確定夾具技術條件 在裝配圖上需要標出與工序尺寸精度直接有關的下列各有關夾具元件之間的相互位置精度要求。a.定位元件之間的相互位置要求。b.定位元件與聯(lián)接元件（夾具以聯(lián)接元件與機床相聯(lián)）或找正基面間的相互位置精度要求。 。c.定位元件與導向元件的位置精度要求。5）繪制夾具零件圖繪制裝配圖中非標準零件的零件圖,其視圖應盡可能與裝配圖上的位置一致1、夾具設計任務機械加工過程中，為了保證加工精度，工件必須在機床中占有正確的加工位置，并使

25、之固定或夾緊，這個定位、夾緊的過程就叫做工件的安裝。工件的安裝在機械加工中占有重要的地位，安裝的質量直接影響加工質量、生產率、勞動條件和加工成本。由于本工件的結構特點，需要設計專用夾具。3確定夾具的結構方案（1）確定定位元件 根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準，根據(jù)工序先用面、銷、支撐釘，長定位銷跟工件定位孔配合，限制 4 個自由度。支承釘限制 1 個自由度。由上述可知，該方案合理，可行（2）確定對刀裝置- 12 - 圖 對刀塊（3）確定夾緊機構 針對成批生產的工藝特征，此夾具選用鉤型壓板夾緊機構，如圖 b 所示。鉤型壓板夾緊機構中的各零件均采用標準夾具元件（參照金屬切削機床夾具設計手冊中鉤型壓板夾緊機構部分并查表確定） 。3畫夾具三維模型及裝配圖4夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術要求- 13 - - 14 - 附爆炸視圖- 15 -附整體視圖- 16 -七、總結課程設計總結這次課程設計的重點在于前期的參數(shù)設計。根據(jù)題目給出的傳動方案和大體的傳動參數(shù)，我就開始著手對整個系統(tǒng)及各個零件的參數(shù)設計。在這里得感謝何偉老師對我們的前期指導，使我們在參數(shù)設計上少走了不少彎路。不過即便如此，在設