設(shè)計倒擋撥叉加工工藝規(guī)程及工藝裝備銑14H3槽夾具設(shè)計

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江南大學(xué)機械工程學(xué)院課程設(shè)計 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：設(shè)計倒擋撥叉加工工藝 規(guī)程及工藝裝備 設(shè) 計 者： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 江南大學(xué) 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書 內(nèi)容：1.零件圖 1張 2．毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具裝備圖 1張 5.夾具體零件圖 1張 6課程設(shè)計說明書 1份 班 級 機自0707 學(xué) 號 0401070717 學(xué) 生 李銀正 指導(dǎo)老師 薛國祥 2010年6月 28日 目 錄 一、序言············································2 二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定··················2 三、毛坯的選擇與設(shè)計································4 四、加工方法和工藝路線的設(shè)計························6 五、工序設(shè)計········································9 六、確定切削用量及基本時間··························12 七、夾具設(shè)計········································16 八、設(shè)計小節(jié)········································17 九、參考文獻········································17 一、序言 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。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(xí)中學(xué)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(xué)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，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)。 在結(jié)束了《機械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)課程的學(xué)習(xí)后，通過本次的設(shè)計使我們所學(xué)的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學(xué)會全面綜合地運用所學(xué)知識，去分析和解決機械制造中的問題的能力。 由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。 二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 零件的作用 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? 2 零件的工藝分析 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)要求齊全。 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(fù)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48~53HRC；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(fù)雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。 3 零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目，結(jié)合生產(chǎn)實際可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。 三、毛坯的選擇與設(shè)計 1 選擇毛坯 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(fù)雜，采用鑄件成型。 2 確定機械加工余量 鑄件的尺寸公差按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(fù)雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。 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。 零件尺寸 公差CT 端面46 2 腳面圓柱面15 1.6 腳面圓柱面19 1.7 兩腳面尺寸6 1.5 14H13槽面尺寸14 1.6 槽底面14 1.6 叉腳開擋尺寸23 1.7 3 設(shè)計毛坯圖 撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm） 零件表面 總余量 毛坯尺寸 公差CT 端面46 2 50 2 腳面圓柱面15 2 13 1.6 腳面圓柱面19 2 17 1.7 兩腳面尺寸6 2 10 1.5 14H13槽面尺寸14 2 10 1.6 槽底面14 2 12 1.6 叉腳開擋尺寸23 2 19 1.7 下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請看毛坯圖）： 四、加工方法和工藝路線的設(shè)計 1 定位基準的選擇 （1）粗基準的選擇 工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用肋板6的左端面作為粗基準來加工φ14H9孔。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，以及當(dāng)零件有不加工表面應(yīng)該以這些不加工表面做粗基準的原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，加工φ14H9孔，保證其軸線的直線度，并作為以后工序的定位基準，這個基準就是精基準。 （2）精基準的選擇 在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。 2 零件表面加工方法的選擇 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。 （1）φ24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。 （2）φ14H9孔：公差等級為9級，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，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。 （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。 （4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。 （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。 （6）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。 （7）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IT11，采用鉆孔即可達到要求。 3 制訂工藝路線 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)量，使生產(chǎn)成本下降?，F(xiàn)有工藝路線如下： 21 機自0707 李銀正 0401070717 工藝路線一 工藝路線二 精鑄退火 精鑄退火 工序 工序 1. 銑端面 1. 鉆孔 2. 鉆孔 2. 粗銑腳面 3. 擴孔 3. 銑端面 4. 倒角 4. 擴孔 5. 粗銑腳面 5. 倒角 6. 銑開擋 6. 銑開擋 7. 銑槽 7. 銑槽 8. 鉆孔 8. 鉆孔 9. 精銑腳面 方案的比較選擇： 方案2先銑腳面雖然滿足了先面后孔的原則，但是對于后面工序的基準選定卻不夠方便，所以不合理，根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟性級工序內(nèi)容的簡便性可選擇方案一，并制定出詳細的工序內(nèi)容。 毛坯為精鑄件，拿到毛坯后應(yīng)該先退火處理下，消除掉鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及誤差。并在毛坯車間調(diào)整好毛坯的機械性能以達到技術(shù)要求，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下： 1. 鑄造 2. 熱處理 3. 銑端面 4. 鉆13孔、擴14H9孔 5. 倒角 6. 銑腳面、開擋 7. 銑槽 8. 鉆8.7 9. 去毛刺 10. 檢驗 根據(jù)工序安排編出機械加工工序卡，共6張。 五、工序設(shè)計 1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）選擇機床 1-1工序4鉆13孔、擴14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8.7，工步不多，選用立式鉆床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。 1-2工序3、6、7是粗銑和精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿足要求，選用X62臥式銑床即可。 （2） 選擇刀具（參考《指南》） 1-1工序3銑端面 1-2工序4鉆13孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 1-3工序4擴14H9孔。選擇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。 1-4工序5倒角。 1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數(shù)z=12。 1-6工序8鉆8.7孔?？讖綖?.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經(jīng)濟效益，可做成直柄麻花鉆。 （3）選擇量具 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： 工序 工序名稱 量具 3 銑端面 游標卡尺、粗糙塊 4 鉆13孔擴、14H9孔 游標卡尺、塞規(guī) 5 倒角 游標卡尺 6 銑腳面、開擋 游標卡尺、粗糙塊 7 銑槽 游標卡尺、粗糙塊 8 鉆8.7 游標卡尺、塞規(guī) 2 確定工序尺寸 （1）φ24端面加工余量 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 粗銑 粗銑 端面50 4 46 Ra25 （2）鉆13、擴14H9孔 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉆擴孔 鉆孔 擴孔 鉆孔 擴孔 鉆孔 擴孔 13 1 —— Ra6.3 （3）面加工余量 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗銑 精銑 粗銑 精銑 粗銑 精銑 R15圓柱面 2 —— 15 —— Ra25 —— R19圓柱面 2 —— —— Ra12.5 —— 腳面 1.6 0.4 Ra12.5 Ra6.3 14H13槽底面 2 —— 10 —— Ra25 —— 14H13槽 1.6 0.4 14.4 Ra25 Ra12.5 （3）鉆孔 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 孔 8.7 Ra25 六、確定切削用量及基本時間 1工序3 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。 確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =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，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 2 工序4 切削用量：本工序為鉆φ13mm、擴φ14H9。 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。 確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進給量f =0.28mm/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。 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。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進給量f =0.45mm/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。 2.3基本時間 確定鉆φ13mm孔的基本時間 = 確定擴φ14H9孔的基本時間 = 3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。 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。 =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。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 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。 =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 。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 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。 =4mm,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。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 4工序7 本工序為銑槽，先粗銑槽底，再銑槽。 4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =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。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。 =4mm,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。 校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 5 、工序8 本工序為鉆8.7，并锪平12。 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。 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。則主軸轉(zhuǎn)速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此時v==26.24m/min。 七、夾具設(shè)計 本夾具是銑14H13槽的專用夾具。 （1） 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），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。 （2） 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。 （3） 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。 （4） 對刀裝置 采用直角對刀塊及平塞尺對刀。 （5） 加緊力計算 參考公式 式中，為螺紋升角，為螺紋摩擦角，f為摩擦系數(shù)，螺桿中徑。 （6） 定位精度分析 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=-0.005mm，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。。。 八、設(shè)計小結(jié) 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進行的。這是進行了生產(chǎn)實習(xí)之后的一項重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，和一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。 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(xùn)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). 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(dǎo) 九、參考資料 [1]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 秦凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 [2]《機床夾具設(shè)計手冊》 王光斗 王春福主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [3]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社 [4]《機床夾具設(shè)計手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社