2022年车床变速用拨叉加工工艺及关键工序工装设计方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 1 绪论1.1 毕业设计的目的车床变速用拨叉是某企业产品的主要零件之一;本课题要求依据企业生产需要 和车床变速用拨叉零件的加工要求,第一完成零件的加工工艺规程设计,在此基础 之上,挑选其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计,并完成必要的设 计运算;通过这样一个典型环节综合训练,达到综合训练同学运用所学学问,解决工程 实际问题的才能;1.2 拨叉工艺设计的基本情形本课题要求依据企业生产需要和拨叉零件的加工要求,第一完成零件的加工工 艺规程设计,在此基础之上,挑选其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计,并完成必要的设计运算;生产纲领
2、:50000 件/ 年;这属于大批量生产;大批量生产中生产预备时间和终结时间较短,机动时间较长,靠提高切削速度来提高生 产率成效比较明显;于是需要设计关键工序的专用夹具及加工用组合机床,而且夹具采纳液压驱动,组合机床采纳液压滑台;工艺设计以保证质量稳固、生产牢靠为 原就;对工件进行加工时,为了保证加工要求,第一要使工件相对于刀具及机床有 正确的位置,并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动 1 ;为此,在进行机 械加工前,第一要将工件装夹好;用夹具装夹工件有以下优点:能稳固地保证工件 的加工精度;能提高劳动生产率;能扩大机床的使用范畴;能降低成本;1.3 零件的作用分析拨叉是一种帮助零件,
3、通过拨叉掌握滑套与旋转齿轮的接合;由于这里不能上 传完整的毕业设计 完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸 CAD/PROE、中英文文献及翻译等),此文档也略微删除了一部分内容目录及某些关键内容)如需要其他资料的伴侣,请加叩扣:贰二壹伍八玖壹壹五一滑套上面有凸块,滑套的凸块插入齿轮的凹位,把滑套与齿轮固连在一起,使齿轮带动滑套,滑套带动输出轴,将动力 从输入轴传送至输出轴;摇摆拨叉可以掌握滑套与不同齿轮的结合与分别,达到换 档的目的;分析这种动力联接方式可知,车换档时要减速,这样可以削减滑套与齿 轮之间的冲击,延长零件的使用寿命 1 ;1 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 1
4、 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 零件说明2.1 零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉,它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动依据工作者的要求进行工作;宽度为 18mm的槽尺寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度;所以,宽度为 2.2 零件的工艺分析18mm的槽和滑移齿轮的协作精度要求很高;CA6140拔叉 保证相互位置要求原就;2保证加工表面加工余量合理安排的原就;3便于工件装夹原就;4粗基准一般不得重复使用的原就 3 ;为了保证全部加工表面有足够的加工余量,选用加工余量小
5、的表面作粗基准 , 不 要用同一尺寸方向上;两端面,后端面为精加工面,故在铣两端面时,先以后端面 为粗基准,粗铣前端面;加工花键底孔时,利用两边侧面找正对称面和以底面为粗基准加工花键底孔;3.1.2 精基准的挑选 在挑选精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准 确、牢靠、方面,提高工件的加工精度;一般遵循以下原就:1准重合原就;2统一基准原就;3为基准原就;4自为基准原就;5便于装夹原就;3 为保证定位基准和工序基准重合,加工2-M8 螺纹孔、 5 锥孔, 18H11 槽以零件的坐端面和花键中心线为精基准,铣上顶面以花键中心线为精基准;3.2 重点工序的说明 CA6140
6、拔叉零件的重要加工面有花键底孔、两端面,花键,槽,顶面,材料为 5 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - HT200,参考机械制造工艺设计简明手册,其加工方法挑选如下:3.2.1 加工前后两端面依据 GB1800-79 规定毛坯的公差等级为IT13 ,表面粗糙度为Ra12.5 m,要达到后端面 Ra3.2 m的技术要求,需要经过粗铣精铣;3.2.2 加工 22 花键底孔此工序重点在于找正毛坯对称面,故采纳螺旋定心夹紧机构,找正对称面,进行加工;零件技术要求底孔的表面粗糙度达到扩孔,可以达到要求;3.2.3 加
7、工外径为 25 的花键内孔Ra6.3 m,毛坯为实心,故采纳钻孔零件要求花键底面粗糙度 Ra1.6 m,侧面 Ra3.2 m,由于此工序在钻底孔工序之后,故采纳拉花键孔的方法,一次拉削可以达到要求;3.2.4 加工上顶面零件上顶面为精加工,粗糙度要求为Ra3.2 m,与花键中心线的平行度误差0.10mm,故以花键中心线为精基准,对上顶面进行粗铣精铣;3.2.5 加工 18H11槽零件技术要求槽底面要达到表面粗糙度为Ra6.3 m,侧面粗糙度为Ra3.2 m,而且两侧面和花键中心线的垂直度0.08 ,本身有精度要求, 18H11,故以花键中心线和左端面为精基准,用花键心轴定位,采纳铣磨;顶面的钻
8、 2-M8 通孔和 5 锥孔工序不是很重要,在此不做具体说明,2-M8 通孔 先钻孔,再攻丝, 5 锥孔采纳锥刀进行加工;3.3 制订工艺路线制定工艺路线的动身点,应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证;在此零件为大批量生产的条件下,可以考虑采纳通用机床配以专用夹具并尽量使工序分散来提高生产率 降低;3.3.1 工艺路线方案一的制订 工序:粗铣前端面 工序:粗、精铣后端面 工序:钻、扩花键底孔 工序:粗、精铣上顶面4 ,此外,仍应考虑经济成效,使生产成本尽量6 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - -
9、 - - 工序:钻 2-M8通孔 工序:钻 5 锥孔 工序:铣削 18H11槽 工序:磨削 18H11槽 工序:拉花键 工序:锉圆角 工序:去毛刺 工序:终检 3.3.2 工艺路线方案二的制订 工序:粗铣前端面 工序:粗、精铣后端面 工序:钻、扩花键底孔 工序:拉花键 工序:粗、精铣上顶面 工序:钻 2-M8通孔 工序:钻 5 锥孔 工序:铣削 18H11槽 工序:磨削 18H11槽 工序 :锉圆角 工序:去毛刺 工序:终检 3.3.3 两种工艺路线的比较与分析上述两种方案,工艺路线一把拉花键放在磨削18H11槽之后,在此,工序4、工序 5、工序 6、工序 7、工序 8 中很难对工件进行定位和
10、夹紧,造成生产率的下降;工艺路线二,一把花键底孔钻削出来后紧接着就是拉花键,这样,后面的工序就很 简洁对工件进行定位和夹紧,即以花键心轴进行定位,进行螺旋夹紧,此方案定位 精度高,专用夹具结构简洁、牢靠;通过以上的两种工艺路线的优、缺点的分析,最终确定工艺路线二为该零件的 加工路线;工艺过程详见机械加工工序卡片;3.4 机械加工余量的确定7 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 确定工序 或工步)尺寸的一般方法是:由加工表面的最终工序 或工步)向前 推算,前面已经依据有关资料查出了零件各加工表面的加工总余量
11、即毛坯余量),将加工余量安排给各工序加工余量,然后往前推算工序尺寸 5 ;1.0 kg ,生产类型为由大批量生 CA6140 的拨叉材料为 HT200;毛坯重量约为产,毛坯为铸件,精度为2 级铸件,大体尺寸确定,外表面加工面少,依据以上原始资料加工工艺,分别确定各个加工表面的机械加工余量,工序尺寸及加工余量如下:3.4.1 前后端面的加工余量前后端面有 3 0.8mm的加工余量,足以把铸铁的硬质表面层切除;前端面粗铣一次即可,加工余量 3mm,工序基本尺寸为 83mm,工序经济精度等级为 IT11 ,公差值 0.22mm,表面粗糙度 Ra5 m,上下偏差按“ 入体原就” 确定 粗铣顶面; 2精
12、铣顶面;粗铣加工余量为 2.8mm,工序经济精度等级为IT11,公差值 0.22mm;精铣加工余量为0.2mm,工序经济精度等级为IT7 ,公差值 0.035mm,表面粗糙度 Ra3.2 m;3.4.4 18H11槽的加工余量50mm,槽侧面的铣削余量为17.9mm,工铣削的加工余量:槽底面的铣削余量为8 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 序经济精度等级为IT12,公差值 0.25mm,槽底面表面粗糙度Ra6.3 m;磨削的加工余量:槽侧面的磨削余量为0.5mm,工序经济精度等级为IT9 ,公差值为 0.
13、043mm,侧面粗糙度为 Ra3.2 m;3.5 切削用量的挑选和时间定额的确定3.5.1 铣左端面切削用量和基本工时的运算工步 1:粗铣背吃刀量为 mm;进给量的确定:机床的功率5Kw10Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件,按切削手册中表3.3 选取该工序的每齿进给量为=0.2mm/z;铣削速度:选用镶齿铣刀,其中在 v=40m/min;有公式:d/z =80/10 的条件下选取;铣削速度为 3 . 1 可以得到:r/min ;由于手册中的 X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min, 所以,实际的铣削速度为:m/min; 式基本时间t :依据面铣刀平面 =0.2 10 160=320
14、mm/min 3.4 t =/=75+7.36+2/320=0.264min 15.82s ;工步 2:精铣背吃刀量的确定:=1mm;3.3 ,按表面粗糙度为=3.2 m的条件选进给量的确定:由切削手册中表取,该工序的每转进给量f=0.8mm/r ;铣 削 速 度 的 计 算 : 根 据 其 他 有 关 资 料 确 定 , 按 镶 齿 铣 刀 , d/z =80/10 ,9 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - =0.08mm/z 的 条 件 选 取 , 铣 削 速 度v为 :v=57.6mm/min; 由
15、公 式 :可以求得铣刀转速 n=229.3r/min ;参照机械制造技术基础课程设计指导教程中 4-15 的 X51型立式铣床的主轴转速,选取转速为 n=210r/min ;再将此转速代入上面公式,可以求得:=52. 78 mm/m i n 3.5 基本时间的确定:依据机械制造技术基础课程设计指导教程中表 5-43 中面铣刀铣平面 /,可以求 得 该 工 序 的 基 本 时 间 , 其 中 =75mm,=1mm 3mm, 取 =2mm,=40mm,=7.36mm,=n=0.8mm/r 210r/min=168mm/min t = / =75+2+7.36/168=0.502min 30.13s
16、 ;3.5.1 拉花键孔切削用量和基本工时的运算加工条件:1)工件材料: HT200,铸件;2)加工要求:花键底孔粗糙度Ra6.3 m,键槽侧面粗糙度Ra3.2 m,键槽底面粗糙度 Ra1.6 m,键槽尺寸 6mm,偏差代号 H9;3)刀具:高速钢拉刀;4)切削液:乳化液;5)加工设备:拉床;6)确定齿升量:依据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为0.06mm;7)切削速度:查有切削简明手册有切削速度为0.06m/s3.6m/min ); 式中:Zb 单面余量 1.5mm由 22mm拉削到 25mm; L 拉削表面长度, 80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2 ; k 考虑机
17、床返回行程系数,取 1.4 ;v 拉削速度 所以其本工时;3.5.2 铣削 18H11槽的切削用量和基本工时的运算加工要求:用乳化液冷却,加工工件,槽宽 18mm,公差代号 H11,长 40mm,槽的侧面与花键孔中心线的垂直度误差0.08mm,底面粗糙度为 Ra6.3 m;加工余量: 25mm 由于零件此处的设计精度比较高,用铣削很难达到尺寸精度的要求,所以为了留给下一道公序磨削的加工余量,分两步走,mmmm;1)挑选刀具铣刀参数:mm,mm,;2)挑选铣削用量由于槽的宽度为 18mm,故二次走完,mm, mm;由 切 削 用 量 简 明 手 册 表 3.3 确 定 mm/r, 现 取mm/r
18、, mm/z;3)挑选铣刀磨钝标准及刀具寿命:依据切削用量简明手册表 3.7, 得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命: T=120min; m/min r/min ;11 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据金属机械加工工艺人员手册选 r/min ,实际速度 m/min,选 mm/min, 根 据 X62W 型 铣 床 说 明 书 选mm/min, mm/z; mm, i=2 走两次 ;12 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 28 页精选学习资料 - -
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