车床调速拨叉加工工艺规程及夹具设计.docx
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1、 Southwest University of Science and TechnologyC6140卧式车床调速拨叉的加工工艺及夹具设计C6140车床调速拨叉的加工工艺规程及夹具设计摘要 这次毕业设计是大学四年最后一次做设计,本次课题的主要研究对象就是拨叉。拨叉其主要主要作用是将其中咬合的两个齿轮拨开,让其中一个齿轮咬合到另外一个齿轮上来实现变速,本次论文依次进行了第一部分为对我国制造业的行业情况以及未来的发展的分析;第二部分为为对拨叉加工情况进行分析:包括对拨叉的介绍、拨叉毛坯的设计、如何安排工序以及对工序部分内容的计算;第三部分为两套夹具的设计方案;最后为对本次论文的总结。关键词:机械
2、制造,加工工艺,夹具设计,计算分析第 55 页 共 32页Processing Technology and Fixture Design of C6140 Horizontal Lathe Speed Adjusting ForkSummaryThis graduation project is the university four years last time does the design, this topic main research object is shifts the fork. The main function of the shifting fork is to
3、separate the two gears which are occluded, so that one of the gears occluded to the other gear to achieve speed change. This paper successively carried out the first part of the industry situation and future development of Chinas manufacturing industry analysis; The second part is to analyze the pro
4、cessing of shifting fork: including the introduction of shifting fork, the design of shifting fork blank, how to arrange the working procedure and the calculation of part of the working procedure; The third part is the design scheme of two sets of fixtures. The last part is the summary of this paper
5、.Keywords: machinery manufacturing, processing technology, fixture design, calculation and analysis目录第一章 绪论41.1课题背景41.2毕设题目规定的要求51.3毕设题目所需要的研究方法5第二章 加工工艺规程设计62.1对研究对象拨叉进行分析62.1.1对研究对象拨叉零件进行结构分析62.1.2 零件生产类型的确定72.1.3对零件的加工要求进行分析82.2毛坯的设计82.2.1确定毛坯的生产方式82.2.2毛坯外形设计92.2.3计算毛坯尺寸和加工余量92.3工序设计112.3.1选择加工方
6、法112.3.2 两种基准选择112.3.3工序的确定122.4对每种工序切削量大小的确定及工时计算142.4.1对每种工序进行的切削量的确定142.4.2选取机床和刀具172.4.3各工序工时的计算20第三章 夹具设计323.1夹具的设计要求323.1.2对机床夹具的基本要求323.2对22上端面夹具铣削的方案323.2.1对22孔上端面铣削定位方案的设计323.2.2对22上端面夹紧方案的设计333.2.3对铣22孔上端面切削力与夹紧力的计算333.3镗55孔夹具方案343.3.1镗55孔定位方案设计343.3.2对零件进行的镗55孔夹紧方案设计343.3.3对零件进行的镗55孔定位误差分
7、析343.3.4镗55孔切削力与夹紧力的计算35第四章 总结36参考文献37谢辞38第一章 绪论1.1课题背景当前,我国制造业水平日新月异,正处于向高端制造水平发展时期。当前我国制造业已经具备一定的规模,部分领域已经接近或者达到世界一流水平,但总体上我们与工业强国还存在一定的差距,关键技术缺乏核心竞争力,综合分析如下:一、目前我们国家机械行业已经有一定的水平,部分领域的水平已经接近甚至达到世界一流的先进水平,随着大学生毕业进入社会的人数逐渐增多,我国制造业必将在这一批批受过高等教育优秀人才的加入下日益生辉,逐步绽放出更加耀眼的光芒,为我国迈入中国制造2025贡献自己的一份力量。二、行业格局发生
8、很大变化。一是海外越来越多的著名的拥有先进的技术水平的制造企业在内地开办企业,这一批批拥有着代表着国外先进的技术水平的企业进入我国,为我国公民增加了就业机会,也为年轻人进入公司提供了更加优质的学习资源。二是我国正处于制造业的转型期,越来越多的制造企业大浪淘沙,使着在国内拥有着自己一流水平、自己一流的管理理念的趋于成熟的制造型企业势如破竹,越走越好。国内外企业共享合作,公平竞争,特别是在国务院总理李克强提出的为制造型企业由以往的16%税减至13%税,因此,企业可以投入更多的资金注入到新产品的研发当中,此举势此将使我国制造业水平进一步提高,向中国制造2025迈进。三、改革开放40年以来,随着改革开
9、放以及政府政策的大力支持,许多企业家在这种得天独厚的优越条件下大力发展生产,使得一批批中小型企业得到成长并且趋于高质量水平发展。同时使得许多劳动力得到了保障,但是部分领域情况并不乐观。我们与德国的 工业4.0水平还存在一定的差距。现如今我国的发展举世瞩目,在让我国人民安居乐业同时也带动了周边国家的经济建设。在新时代下我们更应该在某些我们目前还没有达到的技术顶端进行突破,所有的关键核心技术都是从国外学不来、买不来的,我们只有自己努力钻研,才能让我国从制造大国迈向制造强国。目前我国制造业形势依然跟严峻,许多一线工人仍然需要长期倒班,这无疑是给一线工人的身体状况还有心理健康都带来了很大的伤害,而且我
10、国制造业的平均薪资水平远低于其他行业。这使得很多新一代年轻人呆不住,新时代大学生很多都怀抱着对未来的憧憬和希望,投身于社会为祖国强大做出贡献。因此很多年轻人投身于制造业,沉下心来做技术。只有我们身为专业的技术人员扎根于研究才能使得我国的水平得到提高。随着我国步入5G时代,在未来智能制造领域必将大放光彩,我们广大青年应该影响习近平主席的号召为实现中华民族的伟大复兴而奋斗。因此我们广大在校大学生应该在校努力学习好专业本领,为毕业投身于社会贡献自己的一份力量。一定要沉下心来,特别是对于我们学工科的人来说,一定要耐得住寂寞,沉下心来安安稳稳的做技术。任何一座高楼若地基不稳都经不起风吹雨打,需要我们在学
11、校学好扎实的专业本领。不积跬步无以至千里,不积小河无以致江海。要相信,我们制造业是国之根本,任何时代的发展都离不开制造业水平。只有制造业水平得到提高,我们国家才能走向真正的富强。我国目前有十多亿人口的制造业大国,但是我国还算不上是强国,需要实习强国。一定要诸多在关键领域、关键技术上有所突破。我相信有志者,事竟成。此愿望比将在我们这一代人中实现。1.2毕设题目规定的要求制定目标零件的加工工艺规程,同时设计出不同表面的夹具两套。该零件用于卧式车床,年产量2万件。图1-1 目标零件(1)查阅有关文献,C6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计,并得出相应结论,完成毕业实习,开题报告(支持毕业要求2.3、
12、12.2);(2)外文翻译一篇,不少于3000字;(3)提出总体的加工工艺方案及夹具的设计,并加以论证(支持毕业要求3.3)(4)论文(设计说明书)字数不少于1.5万,并说明主要参数的设计依据,完成图纸工作量 ,折合A0不少于3张(必须包含总装配图1张和必要零件图)。(支持毕业要求2.3、3.3、12.2)(5)完成指定零件的全套工艺文件,至少应有两套工装设计,图纸工作量折合A0不少于3张。;(支持毕业要求2.3、3.3、12.2)(6)产品经济分析(支持毕业要求11.2)(7)能够就C6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计内容完成开题答辩、中期答辩和毕业答辩,进行口头和书面的表达和有效沟通(支
13、持毕业要求10.1)1.3毕设题目所需要的研究方法由设计要求(1.2)要求可知,本此课题大致可分两步完成。第一步是完成对C6140卧式车床调速拨叉的加工工艺的设计,该设计主要涉及零件的材料分析、受力分析、以及选用哪种车床进行加工和哪种加工方法进行加工还有如何安排工序以及计算各工序的时间。第二步是设计拨叉两套夹具的夹紧方案和部分内容的计算。第二章 加工工艺规程设计2.1对研究对象拨叉进行分析C6140卧式车床的拨叉顾名思义是将齿轮拨动而得名的拨叉。其作用就是通过拨动中间变速轮来使输入/输出的转速比发生改变。在操作机构中把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上由此来
14、改变速度。即改表齿轮的位置实现变速。或者将其应用于来控制离合器的啮合、断开,从而控制横向或纵向进给。2.1.1对研究对象拨叉零件进行结构分析零件的组成:一个孔直径大小为22的空心圆柱(圆柱直径40)一个开孔(55)半圆(73)柱 圆柱孔与半圆孔中心距为60根据零件图的结构分析可以得知,零件需要利用机床加工的表面有:A 零件上下表面B 22孔及其上表面C 75孔及其上下表面D 螺纹孔与销孔图2-1 拨叉零件图2.1.2 零件生产类型的确定零件的生产类型指的是企业对某种零件的生产类型的分类,分类的目的在于确定选择何种方式进行加工生产。按生产数量的多少大致可分为三种类型:单间生产、成批生产、大量生产
15、。其中的成批生产又可以分成三种类型:大批生产、中批生产、小批生产。单件生产:对某单个产品进行针对性的生产,通常不具备通用性。成批生产:具备一定的数量且周期重复性生产。成批生产中的小批生产接近于单间生产,其中的大批生产接近于大量生产。大量生产:针对产品数量很大时并且长期处于同一地点同一工序加工。通常通过年生产纲领来确定零件的生产类型。年生产纲领是指企业在计划期间应当生产的产品产量和进度计划,计划期常为一年,所以生产纲领常称为年产量。其实就是我们所说的包括备品和废品在内的产品年产量,计算方式如下:N=Qn(1+a%)(1+b%) (2-1)其中:N年产量(件/年)Q产品的年产量(台/年)n单个产品
16、中该零件的个数(件/台)a%该零件的备品所占的百分比(备品百分率)b%该零件废品所占的百分比(废品百分率)由(2-1)计算出所需拨叉的年产量,再通过查阅表格,就可以按照上面说的设计准则计算出需要的年产量数值。已知Q=20000件/年,结合实际情况可知a=2和b=0.4,则一年的年产量为:N=200001X(1+0.4%)(1+2%)=20482件/年表2-1 生产类型与年产量的关系生产类型同类零件的年产量/年重型(质量大于2000kg)中型(质量100-2000kg)轻型(质量小于100kg)单件生产520100成批生产小批生产510020200100500中批生产10030020050050
17、05000大批生产30010002005000500050000大量生产1000500050000因为5002048250000,所以本次设计的C6140车床调速拨叉生产方式为大批生产。2.1.3对零件的加工要求进行分析1加工时零件表面需要保证的粗糙度(1)左端面与73台阶孔孔壁表面粗糙度为Ra6.3(2)55孔孔壁及上端面、22孔上表面、M8螺纹孔表面粗糙度以及所有下表面粗糙度为Ra3.2(3)8销孔和22孔孔壁表面粗糙度为Ra1.62尺寸公差由本次设计要求的零件图可知,标注有公差范围的尺寸有孔550+0.4、220+0.21、孔730+0.5、22孔与55孔中心距60-0.20以及55孔的
18、深度20-0.21+0.073形位公差22孔孔壁与55孔下表面垂直度公差为0.072.2毛坯的设计2.2.1确定毛坯的生产方式选择毛坯生产方式时需要综合考虑加工质量、金属材料、经济性等多方面因素。一、选择毛坯生产方式需要遵循以下原则在企业生产中应该考虑以下三种原则:满足使用要求零件的使用要求就是要满足零件对尺寸和结构的需求以保证生产的零件可投入使用。成本最低原则在满足零件的使用要求的前提下尽量保证零件的生产成本最低。考虑企业实际生产情况的原则在满足使用要求和成本最低原则的同时还需要经过综合分析看该企业该部门能否生产出该零件。由上述综合分析可知,选择加工余量较小的熔模铸造。2.2.2毛坯外形设计
19、由毕设给的题目可知,可将毛坯设计为左右关于55孔水平中心线对称一。左右两端为圆柱孔。查阅10可得,选择熔模铸造的铸件孔最小孔孔径大小为510mm,最小壁壁厚厚为815mm,因此55孔与左右22孔都可以留孔。图2-1 毛坯外观图2.2.3计算毛坯尺寸和加工余量由设计题目和上述分析可以分别确定零件各加工表面的工序尺寸、机械加工余量和毛坯尺寸如下:确定零件轮廓的最大尺寸:由零件图可知,长160mm,宽73mm,高50mm,因此选取160mm。三种加工方式的毛坯计算公式:单侧进行加工时:R=F+RMA+CT(A类型) (2-2)外圆和两侧加工时:R=F+2RMA+CT(B类型) (2-3)双侧内腔加工
20、时时:R=F-2RMA-CT(C类型) (2-4)注:R是毛坯尺寸 F是零件尺寸 RMA是加工余量 CT是公差1)整体高度公差等级(CT)的选择:根据零件材料特性,查表得公差等级为CT8铸件尺寸公差的确定:根据上述的零件基本尺寸且尺寸公差等级范围为CT8。由此查表可得铸件尺寸公差为1.4。加工余量等级的确定:由零件的铸造方式和材料分析查表可知,因此查阅得加工余量为E级。加工余量的确定:已知加工余量等级为E级,则RMA1.4。整体高度属A类型,所以:R=F+2RMA+CT=(50+1.42+1.4)mm=54.2mm2) 底面厚度公差等级(CT)的选择:根据零件材料特性,查表得公差等级为CT8铸
21、件尺寸公差的确定:根据上述的零件基本尺寸且尺寸公差等级范围为CT8。因此查表可得尺寸公差为1.3。加工余量等级的确定:由零件的铸造方式和材料分析查表得加工余量等级为E级。加工余量的确定:已知加工余量等级为E级,则RMA1.4。底面厚度A类型,所以:R=F+RMA+CT=(30+1.4+1.3)mm=32.7mm3) 22孔公差等级(CT)的选择:根据零件材料特性,查表得公差等级为CT8铸件尺寸公差的确定:根据上述的零件基本尺寸且尺寸公差等级范围为CT8。由此查表可得铸件尺寸公差为1.2。加工余量等级的确定:由零件的铸造方式和材料分析查表可知,其加工余量等级为E级。加工余量的确定:已知加工余量等
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