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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì)
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 3
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類型 3
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 3
2.1．選擇毛坯 3
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量 4
2.2.1公差等級(jí) 4
2.2.2鑄件的材質(zhì)系數(shù) 4
3．?dāng)M定拔叉工藝路線 5
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇： 5
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇： 5
3.2．表面加工方法的確定 5
3.3加工階段的劃分 6
3.4工序的集中與分散 6
3.5，工序順序的安排 6
3.5.1：機(jī)械加工工序 6
3.6：確定工藝路線 7
4、夾具設(shè)計(jì) 7
4.1問題的提出 8
4.2夾具設(shè)計(jì) 8
4.2.1、定位基準(zhǔn)選擇 8
4.2.2、定位誤差分析 8
4.2.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 9
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1撥叉的用途：
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的Φ50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。
該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ20+0.020和鎖銷孔φ8mm，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證
1.2．撥叉的技術(shù)要求
按表形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列表中
撥叉零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差(mm)
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra
(μm)
形位公差/
(mm)
撥叉頭上端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉頭下端面
30
IT8
3.2
⊥
0.05
A
撥叉腳內(nèi)表面
R25+0.25+0.125
IT11
3.2
撥叉腳兩端面
12-0.06-0.016
IT9
3.2
⊥
0.07
A
φ20mm孔
20+0.020
IT7
φ8mm孔
8
IT11
φ6mm孔
6
IT11
該撥叉形狀的特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件，為實(shí)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(fù)荷，為增強(qiáng)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φ8。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)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(shí)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，不需要高竣工度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)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(jì)題目知：N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1．選擇毛坯
由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，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(jī)器造型方法只草毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。
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(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.2.1公差等級(jí)
由于撥差的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí).
已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.2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?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。
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(jí)
1.5
3
S2
M2
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/ mm
備注
寬度R25
1
2.4
-----
厚度30
1
2.6
-----
厚度12
1
2.2
-----
孔徑φ20
1
2.4
------
中心距60
1
3.2
-------
3．?dāng)M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(gè)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(gè)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
表面粗糙度
加工方案
撥叉頭上端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉頭下端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳內(nèi)表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳端面
IT9
3.2
粗銑—半精銑
φ20mm孔
IT7
鉆—粗鉸—精鉸
φ8mm孔
IT11
鉆
φ6mm孔
IT11
鉆
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(gè)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(gè)銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進(jìn)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(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)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(shí)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(duì)位置精度要求。
3.5，工序順序的安排
3.5.1：機(jī)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(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
2
半精銑撥叉頭上端面
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φ20mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
4
校正撥叉角
鉗工臺(tái)
手錘
5
粗銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
6
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
7
半精銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
半精銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
9
鉆φ8孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
10
鉆φ6孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
13
熱處理
淬火機(jī)等
4、夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序13——鉆M6螺紋底孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
4.1問題的提出
本夾具主要用來鉆M6螺紋底孔，該孔為斜孔，跟撥叉的中線有一定的角度要求，在加工時(shí)應(yīng)保證孔的角度要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，M6螺紋孔為斜孔，相對(duì)于撥叉中線有的要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉中線為定位基準(zhǔn)保證該角度。此外，還應(yīng)以Φ20孔端面為基準(zhǔn)，從而保證螺紋孔在撥叉體上的位置。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆底孔后攻螺紋。
4.2.2、定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)定位銷，這兩個(gè)定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同，即。此外，這兩定位銷共同保證加工孔偏斜的角度，其中心連線與工作臺(tái)面成10°角。
（2）計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
（3）計(jì)算定位銷軸與工作臺(tái)的平行度誤差。
定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：
夾具體孔的長(zhǎng)度為14mm，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：
0.034/14，即0.24/100
4.2.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具，應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用快換裝置。拆裝時(shí)松開加進(jìn)螺栓1~2扣，拔下開口墊圈，實(shí)現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時(shí)，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套進(jìn)行攻螺紋加工
參考文獻(xiàn)
1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2000.5
2、機(jī)床夾具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 秦國華、張衛(wèi)紅主編 航空工業(yè)出版社 2006.11
3、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.11
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5、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 崇凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.2
6、機(jī)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(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)技術(shù) 李彩霞主編 上海交通大學(xué)出版社 2006.1
8、機(jī)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(jì)理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9
10、機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12
11、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8