机械制造技术课程设计-杠杆拨叉加工工艺及铣左端面夹具设计.docx

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1、摘要拨叉是一个重要的零件，拨叉是用来转换机器运转速率的零件，在传递力矩的过程中其要承受很强的冲击力。和其他工件碰撞的面是零件的主要面，也是零件中有加工难度的曲面。本论文介绍了拨叉的研究背景，主要讨论了拨叉机械加工的工艺。通过对其形状尺寸等因素进行分析研究出合适的加工材料以及毛坯，对各表面精度等级要求匹配相对应的加工公艺方案，通过加工路线的前后来决定其加工基准，选择合适的机床和各种工艺装备，分析加工方窠来确定合理的切削用量。对零件特殊的偏心工艺制作专用夹具，使其加工工艺路线达到最优，编制出偏心套零件的机械加工工艺规程。关键字：拨叉工艺路线专用夹具第一章绪论11.1 机械工艺概述及发展趋势11.2

2、 杆式拨叉的研究背景及意义11.3 本文设计的主要内容1第二章杠杆式拨叉的工艺分析22.1 杠杆式拨叉的功能22.2 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施22.2.1 孔和平面的加工顺序22.2.2 孔系加工方案选择32.3 加工定位基准的选择32.3.1 粗基准的选择32.3.2 精基准的选择32.4 加工主要工序安排42.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.6 确定切削用量及基本工时5工序10：(1)粗铳中60凸台面5工序20：(1)粗铳中间中20凸台面7工序30：(1)粗铳左端间中20凸台面8工序40：(1)钻通孔9工序50：钻中20凸台通孔11工序60：攻M121

3、.5的螺纹13工序70：钻10通孔13工序80：攻左端M61.5的螺纹14第三章夹具设计153.1 定位基准的选择153.2 压紧元件的选择153.3 切削力及夹紧力的计算153.4 误差分析与计算17参考文献19第一章绪论11机械工艺概述及发展趋势工艺编程是机械加工的主要部分，是所有机械零部件生产的基础。而要想把设计图纸变成实体就必须通过工艺编程才可实现，因此无论是在工件的制造过程,还是在工件的设计过程，均离不开工艺编程，在绝大多数情况下，设计过程中最困难的一个点就是工艺。现如今的社会不断发展，制造业作为绝对的主体，而机械制造行业更是制造业的基石。机械制造工艺的发展体现了一个国家的综合生产力

4、。伴随着发展，在机械工艺中所应用到的先进技术不断的优化升级，从原来的杂乱不一，凭借各种科技和理论支撑，使之走向统一化标准。现代机械制造工艺更趋于系统性、稳定性、科学性和市场化。这些不仅仅高效、高质、节约成本，还极大推动机械加工工艺的进步。1.2 杆式拨叉的研究背景及意义在随着国内机械机械加工行业的不断发展，制造业重新散发出来蓬勃的生机,偏心套等偏心类工件得到普遍应用。偏心套常用于轴承孔处，一般安装在传动轴和万向联轴器的伸长端，是最为常见的偏心类零件。这些年来随着社会科技的不断进步，偏心类零件的需求日益剧增，生产规模在大幅度提高，企业竞争力大大提高,在加上各个流程工序之间的不匹配,各种各样的偏心

5、工件层出不穷。因此，合理的加工工艺编程显得十分重要，合理的工艺规程不仅能大大减少成本，提高产品的质量，还能树立起行业标杆。所以，讨论研究偏心套加工工艺规程的编制显得异常重要。1.3 本文设计的主要内容本论文介绍了拨叉的研究背景，主要讨论了拨叉机械加工的工艺。通过对其形状尺寸等因素进行分析研究出合适的加工材料以及毛坯，对各表面精度等级要求匹配相对应的加工公艺方案，通过加工路线的前后来决定其加工基准，选择合适的机床和各种工艺装备，分析加工方窠来确定合理的切削用量。对零件工艺制作专用夹具，使其加工工艺路线达到最优,编制出拨叉零件的机械加工工艺规程。第二章杠杆式拨叉的工艺分析2.1 杠杆式拨叉的功能杆

6、杠式拨叉是一个重要的零件，是用来转换机器运转速率的零件，在传递力矩的过程中其要承受很强的冲击力。2.2 图27杆杠式拨叉结构图2.3 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。2.3.1 孔和平面的加工顺序加工应遵循先面后孔的原则：即先加工工件上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。2.3.2 孔系加工方案选择孔系加工

7、方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。2.4 加工定位基准的选择2.4.1 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。粗基准选择应当满足以下要求：(1)保证各重孔的加工余量均匀；(2)保证装入零件安装有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的底面作为主要基准。即以底面粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定

8、位限制第五个自由度。由于是以底面作为粗基准加工基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与底面的相对位置。2.4.2 精基准的选择从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置o精基准的选择应能保证在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是连杆的装配基准，但因为它

9、与连杆的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.5 加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。加工的第一个工序也就是加工统一的基准。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90。C、

10、的含0.4%1.现苏打及0.25席0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于20（加g。根据以上分析过程，现将连杆加工工艺路线确定如下：工艺路线一：5、铸造10、粗铳60凸台面20、粗铳中间中20凸台面30、粗铳左端间中20凸台面40、钻、扩、钱20H7孔，锐钻30阶梯孔50、钻20凸台中10孔60、攻螺纹70、钻、粗钱、精钱左端10H7的孔80、攻左端M6螺纹90、钻拨叉两侧面孔100、清洗110、入库以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题,2.6 机械加工余量、工序尺寸

11、及毛坯尺寸的确定零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200,硬度HB为170241,生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.2.42.2.5,取20,050端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铳削加工余量为：粗铳2.Omm精铳0.5mm2 .内孔查工艺手册表2.22.5,取650已铸成孔长度余量为3mm,即铸成孔44nuo工序尺寸加工余量：钻孔2.5mm扩孔0.5mm3 .其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整

12、法加工方式予以确认。4 .参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23,其余量规定为101.5mm,现取其为1.5Awno5 .6确定切削用量及基本工时工序10：（1）粗铳60凸台面机床：X5032铳床刀具：高速钢铳刀，材料：F5,D=2OO7iw,齿数Z=20,为粗齿铳刀。因其单边余量：Z=3mm所以铳削深度P：ap=2mm每齿进给量勺:根据参考文献表2.4-73,取知=0.15制/Z铳削速度V：参照参考文献表2481,取V=2.54ms机床主轴转速：IOOOV10002.5460242.68rmin,n=d3.14200按照参考文献表3.1-74主轴转速n=245rmin实际切削速度1dn3.

13、14200245V=10001000602.56/77/5进给量vf:Vf=4/Z=0.15X20X245/6012.25mm/s工作台每分进给量fm：fm=Vf=I2.25mm1s=735nun/mina：根据参考文献表2.4-81ag=60mm切削工时被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/=6Om旭，刀具切入长度小I1=0.5(0yD2-a)+(13)=0.5(200-2002-602)+(1-3)=7.6nn刀具切出长度4：取4=2切走刀次数为r.-I.p-1/Z260+7.6+2八、.机动时间，：t=!-=0.09minJfm735查参考文献1,表2.5-45工步辅助时间为:1.23min(

14、2)精铳60凸台面机床：X5032铳床刀具：高速钢铳刀，材料：1T15,D=200,齿数Z=25,为细齿铳刀。精铳该平面的单边余量：Z=1.0mm铳削深度。0：4=1.0w每齿进给量知：根据参考文献表2473,取勺=0.776/Z铳削速度V：参照参考文献表2.4-81,取V=3.2根/sI(XX)Vn=d10003.2603.14200305.7rmin,机床主轴转速：按照参考文献表3.1-31主轴转速n=310rmin实际切削速度1dnIOOO3.14200310100060=3.24m/$进给量Vf:Vf=zZn=0.122531060=15.5wzw5工作台每分进给量fm：%=匕=5.5nm/s=930znn/min被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/=60mz刀具切入长度I1：精铳时(二。=200mm刀具切出长度，2：取。=2机机走刀次数为1机动时间2：tj2/+/+/260+200+2.=!-=0.28minfm930工序20：(1)粗铳中间中20凸台面机床：X5032铳床刀具：高速钢铳刀，材料：YT5,=200，齿数Z=20,为粗齿铳刀。因其单边余量：Z=3mm所以铳削深度与：Cip=2mm每齿进给量尸根据参考文献表2473,取%=0.15机，Z铳削速度V：参照参考文献表2481,取V=2.54s机床主轴转速：IOOOV10002.5460n=d3.14x2