21机械制造工艺学课程设计

1机械制造工艺学课程设计设计题目：拨叉机械加工工艺规程制定及孔直径42MM专用夹具设计学生姓名章贵龙班级11机制本二班学号1101210233指导教师敖培云教研室主任胡淑兰起止日期2013.12.02-082新余学院课程设计（论文）任务书二级学院：机械工程学院学号110121023211012102331101210234学生姓名万强、章贵龙、尧小燕专业（班级）机制本（2）班设计题目拔叉工艺规程编制及孔直径42MM夹具设计设计技术参数图一所示是CA6140车床拨叉型号831002的简图。毛坯材料为铸钢。中批量生产，采用通用机床进行加工。试完成该零件的机械加工工艺设计及加工φ25H7孔钻床夹具设计。3设计要求一、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果,不允许雷同。积极主动与指导教师流，每一进展阶段至少与指导教师交流二次。二、设计成果：1、夹具装配图一张，A1;2、设计说明书一份;3、工艺规程卡一套，工序卡若干张。设计说明书应包括下列内容：（1）封面（2）目录（3）摘要和关键词、（4）设计任务书（5）机械加工工艺规程制定的详细过程主要包括：１）零件的结构分析２）生产类型的确定３）毛坯的选择与毛坯简图的绘制４）工艺路线的拟定５）各工序的加工余量及工序尺寸的确定。６）切削用量的计算和确定７）时间定额的计算和确定（6）专用夹具设计的详细过程1）明确夹具的功用，选择夹具的类型2）定位方案的选择、分析、比较和确定3）夹紧方案的选择、分析、比较和确定4）对定方案的选择、分析、比较和确定5）夹具各部分元件的选择6）夹具的精度分析7）夹具的特点4（7）参考文献（要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月）。三、定稿完成后，按照学校要求打印、装订，装袋，并和电子稿一起交给老师，并准备答辩。工作量1、夹具装配图一张，A1;2、设计说明书一份;3、工艺规程卡一套，工序卡若干张。工作计划序号环节时间分配备注1设计准备工作0.52机械加工工艺规程制定1.03填写机械加工工艺卡片0.54专用夹具设计25撰写设计说明书0.56答辩0.5小计5天参考资料1、《金属切削加工手册》；2、《机床夹具设计手册》；3、《机械制造工艺学》；4、《机械制造工艺学课程设计指导书》。指导教师签字敖培云教研室主任签字说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。年月日5机械制造工艺学课程设计计算说明书设计题目拔叉工艺规程编制及孔直径42MM夹具设计学院（系）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：11机制本(2)班姓名：万强章贵龙尧小燕学号：110121023211012102331101210234指导老师：敖培云完成日期：2013、12、6新余学院6目录第一部分序言……………………………………………………………………7第二部分零件的分析……………………………………………………………92.1.拨叉的功用分析……………………………………………………………92.2.拨叉的工艺分析……………………………………………………………9第三部分机械加工工艺规程制订………………………………………………113.1生产类型…………………………………………………………………113.2毛坯选择…………………………………………………………………113.3选择定位基准………………………………………………………………113.4选择加工方法…………………………………………………………123.5制订工艺路线……………………………………………………………133.6确定加工余量及毛坯尺寸…………………………………………………133.7工序设计……………………………………………………………………153.8确定切削用量和基本时间…………………………………………………17第四部分夹具的设计……………………………………………………………264.1接受设计任务、明确加工要求……………………………………………264.2确定定位方案，选择定位元件……………………………………………264.3确定夹紧方案、设计夹具机构……………………………………………274.4确定导向方案、选择导向元件……………………………………………274.5钻模板结构类型的确定……………………………………………………284.6夹具体的设计………………………………………………………………284.7夹具精度分析………………………………………………………………284.8绘制夹具装配图及必要的夹具体图………………………………………29第五部分总结、致谢及参考文献…………………………………………………315.1.总结………………………………………………………………………315.2.致谢………………………………………………………………………325.3.参考文献………………………………………………………………337一.序言机械制造工艺学课程设计是在我们对《机械制造基础》和《机械制造工艺学等》进行学习以后进行的。这是对我们所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。此次课程设计需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如应用软件绘制零件图、毛坯图零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。本次课程设计的任务之一是制订拨叉机械加工工艺规程。通过分析拨叉从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对拨叉零件的主要技术要求选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。拨叉工艺规程及其钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。8就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。9二．零件的分析2.1．拨叉的功用分析题目所给零件是车床主轴箱内摩擦离合器操纵机构的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，侧边的φ60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力波动侧边的齿轮变速。两零件铸为一体，加工时分开。2.2.拨叉的工艺分析拨叉零件图1.从零件图上可以看出，零件为HT200铸钢件。从结构上看，左部呈圆筒状，右部为厚12d11的半圆叉爪，两半部分上下都不在同一平面上，工件安装有一定困难。10零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两部分：一个是以φ25H7孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。一个是以半圆叉爪为中心的加工表面，即以φ69mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两端面，主要是φ60H12的孔。铣16的槽加工表面包括：此槽的端面，16mm的槽的底面和槽两侧面。以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32的端面。这两个加工表面之间有一定的位置要求，主要是：φ60的孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm。16mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。2.拨叉的技术要求加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra（um）形位公差(mm)长槽侧面163.2⊥0.08A长槽底面8IT126.3拨叉脚两端12IT113.2⊥0.1A拨叉脚内表面Φ60+00.25IT123.2M22×1.5mm螺纹孔到大槽外侧440-0.36.3Φ25mm孔Φ250+0.02IT71.6圆筒端面Φ426.3三．机械加工工艺规程制订113.1.确定生产类型按设计任务书，拨叉年产量为4000台/年，机械加工其中废品率为1%，备品率为6%，则该零件的年产量纲领为N=Qn(1+α%+β%)=4000×1×(1+6%+1%)件/年=4280件/年可见，拨叉的年产量为4280件，拨叉可以看成独立的一部分，属于轻型机械。由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现出中批生产的工艺特点，如多采用通用设备配以专用的工艺装备等。3.2.确定毛坯制造形式图纸规定零件材料是HT200，显然毛坯只能是铸钢件。本零件形状不复杂，可成批生产。若选砂型手工造型，生产效率低、铸件质量差。也不宜采用费用高、生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造。最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。由于有一个圆筒，为减少加工余量可在铸造时铸出毛坯孔。3.3.选择定位基准定位基准的选择使工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类，提高生产率。精基准的选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、粗糙度较小的表面。即应选择Φ25H7孔及其一端面为基准。但用Φ25H7孔作精基准，两零件分切开后可能不对称，而且2—Φ25H7孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉爪的及其一端面为精基准，又因Φ60H12孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元件，定位误差太大。最后考虑仍选Φ60H12孔为纵向定位基准，目的是希望工件分切开后左右两件较为对称。但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式锥心轴作定位元件，以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。12粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取Φ25H7孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个Φ42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。既能加工出已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。3.4.选择加工方法表面加工方法（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准——拨叉头Φ25的左端面和轴孔Φ25孔。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拨叉头Φ25左端面和轴孔Φ25孔和拨叉Φ60孔左右端面，后加工次要表面——操纵槽内侧面和底面。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头Φ25孔左端面，拨叉Φ60孔左右端面，粗镗Φ60孔，粗铣槽