拨叉机械制造工艺课程设计说明书

1机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备指导教师：朱顺先设计者：刘晓勇南京农业大学工学院机械系教研室2011年4月20日2南京农业大学工学院机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）内容：1.零件图1张2.机械加工工艺过程综合卡片1张3.工序卡1张4.夹具设计装配图1张5.课程设计说明书1份班级：农机82班学生：刘晓勇指导教师：朱顺先教研室主任:刘学军3目录序言…………………………………………第5页一、零件分析……………………………第5页（一）零件的工艺分析………………………第5页（二）零件的作用……………………………第5页二、工艺规程设计……………………………第6页（一）确定毛坯的制造形式…………………第6页1.确定毛坯种类…………………………第6页2.确定铸件加工余量及形状……………第6页（二）基准面的选择…………………………第6页1.粗基准的选择…………………………第6页2.精基准的选择…………………………第6页（三）制定工艺路线…………………………第6页1.制定工艺路线方案……………………第6页2.方案比较………………………………第9页（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………………………………第10页（五）加工M10螺纹孔工序卡片……………第10页1、刀具选择……………………………第10页42、切削参数的选择…………………………第10页三、夹具设计…………………………………第10页（一）问题提出…………………………………第11页（二）夹具设计…………………………………第11页1、确定定位方案……………………………第11页2、夹紧装置的设计…………………………第11页3、钻模板的选择……………………………第11页4、夹紧机构的确定…………………………第11页四、夹具使用说明…………………………………第13页五、设计心得………………………………………第13页六、参考文献……………………………………第13页5序言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是车床的拨叉。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。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：⒈φ25孔的表面，以及其下方的键槽：其轴线相对于耳板通孔φ14轴线之间的平行度要求为0.03mm；⒉两个耳板上φ14H8通孔，以及两通孔所在的四个端面，两个耳板之间的底面和两侧面用三刃铣刀同时加工；3.拨叉左端面及在其上面所钻的圆锥孔；4.M10螺纹孔，与竖直方向倾斜30度；65.由上面分析可知，可以粗加工拨叉。后端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式1、确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《公差与配合实用手册》1103页表12-2选用铸件尺寸公差等级CT12级，待加工表面的加工余量为1.4mm。2、确定铸件加工余量及形状：查《公差与配合实用手册》325页表12-5，选用加工余量为MA-G级，并查表12-4确定各个加工面的铸件机械加工余量。（二）基准面的选择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。根据这个基准选择原则，现选取零件后端面为粗基准，利用两个销分别支承φ25、φ14的孔，从而限制了6个自由度，然后进行钻孔。2、精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以零件的后端面为主要的定位精基准，以φ25孔的左右对成平面为辅助的定位精基准。（三）制定工艺路线71、制定工艺路线方案根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：方案一：工序号工序内容01铸造02清砂03热处理04粗铣前端面05粗铣后端面精铣后端面06粗铣后耳板的后端面精铣后耳板的后端面07粗铣耳板之间的三个平面精铣耳板之间的三个平面08粗铣前耳板的前端面精铣前耳板的前端面09粗镗拨叉轴内孔10粗镗两耳板内孔精镗两耳板内孔11精镗拨叉轴内孔8方案二：12粗镗键槽精镗键槽13粗铣左端面精铣左端面14钻Φ5通孔15钻Φ14锥孔铰Φ14锥孔16钻M10螺纹孔攻M10螺纹孔螺纹17去毛刺、清洗18终检工序号工序内容01铸造02清砂03热处理04粗铣前端面05粗铣后端面精铣后端面06粗铣后耳板的后端面精铣后耳板的后端面07粗铣耳板之间的三个平面92、工艺方案的比较与分析：方案二在工序上面比方案一少了一个工序，固然减少了换刀与装夹次数，从而提高了生产效率，但其没有慎重考虑Φ25与Φ14两孔轴线之间的平行度误差，方案二在工序上面较二多一个，但其采用了互为基准的原则，精铣耳板之间的三个平面08粗铣前耳板的前端面精铣前耳板的前端面09粗镗拨叉轴内孔Φ25精镗拨叉轴内孔Φ2510粗镗两耳板内孔Φ14精镗两耳板内孔Φ1411粗镗键槽精镗键槽12粗铣左端面精铣左端面13钻Φ5通孔14钻Φ14锥孔铰Φ14锥孔15钻M10螺纹孔攻M10螺纹孔螺纹16去毛刺、清洗17终检10保证了两孔轴线的平行度，保证了加工工艺。所以，选择方案一比较合理。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.、M10螺纹孔机械加工余量由于孔较小，所以采用一次钻孔，查手册《金属机械加工工艺人员手册》表5-56，选则7级精度。2、由于螺纹孔较小，不能铸造，所以无毛坯尺寸。（五）加工M10螺纹孔工序卡片1、刀具选择螺文孔大径为10mm，孔深20mm，查手册《金属机械加工工艺人员手册》表6-20，选用Z518立式钻床。查表2-58，知螺纹小径为8.376mm，螺距为1.5mm，结合表8-17，选择直径为8.5mm的直柄短麻花钻，查表8-50，选用直径为10mm的机用丝锥。2、切削参数选择钻孔：查表10-67，选择组别yi（大写）进给量为0.37mm/r，查表10-70，得到切削速度v为23.7m/min,min/.9887.58.72310001000rdvn，根据机床型号知，转速范围在330~3040r/min，所以，选择转速n=888r/min攻螺纹：查表10-167,得切削速度v=8.9m/min，根据机床型号选择转速min/335109.810001000rdvn。三、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹11具。(一)问题的提出本夹具是用来钻、攻M10螺纹孔,零件图中对螺纹孔表面精度没有做要求。另外,此中心线与拨叉轴内孔左右对称平面之间有30°夹角，但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题。(二)夹具设计1、确定定位方案本工序为钻孔并对其攻螺纹，理论上应限制4个自由度，但由于该螺纹孔中心线与拨叉轴孔对称平面之间有一30°夹角，所以采用一面两销对其进行定位。2、夹紧装置的设计当工件定位完毕，通过不等厚圆盘将其夹紧，同时实现夹紧与自锁功能。3、钻模板的选择由于本工件是中批量生产，所以钻模板选用固定式钻模板，当不需要使用时，通过拆卸螺钉，将其取下。4、夹紧机构的确定：方案一：12使用一面两销定位后，拧紧螺母7，实现对工件的夹紧。方案一在零件结构上面比较简单，但改工件的生产类型为中批量生产，如果依靠拧紧螺母来夹紧工件，在工件的夹紧过程上浪费了大量时间，大大降低了生产效率；方案二：将方案一中的零件6与8做成一体，依靠左端不等厚圆盘实现对工件的夹紧，同时达到自锁。方案一在零件结构上面比较简单，但改工件的生产类型为中批量生产，如果依靠拧紧螺母来夹紧工件，在工件的夹紧过程上浪费了大量时间，大大降低了生产效率；方案二在定位后直接插入压紧拉杆，向下转动手柄，利用圆盘的厚度逐渐变大，达到可同时夹紧工件与自锁的功能，向上旋转手柄，取出拉杆，即可卸下工件，操作简单，耗时较少，对操作人员的技术要求较低，提高了生产效率。故，选择方案二。13四、夹具使用说明1.将拨叉轴内孔和耳板内孔分别套入夹具上对应的两个定位销，拨叉轴后端平面依靠夹具左端挡板定位，限制了6个自由度，定位完成；2.插入压紧拉杆，向下旋转手柄，使其压入拉杆左端的以段槽内，这时圆盘厚度越来越大，使压紧力逐渐变大，最终夹紧工件。3.当本工序完成后，向上旋转手柄，取出压紧拉杆，即可拿出工件。五、设计心得三周的机械制造工艺课程设计到今天已经划上句号。三周以来，我们先后参观了南京三个汽车零部件制造企业，并顺利完成了课程设计这个任务，从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的指导，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，自己把学过的知识和实际运用联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同征求了学意见，使设计更加符合实际要求。六、参考文献141.方昆凡主编，《公差与配合使用手册》，北京：机械工业出版社，2005.112.吴拓主编,《简明机床夹具设计手册》，北京：化学工艺出版社，2010.43.吴宗泽主编，《机械设计使用手册》，北京：化学工艺出版社，2010.54.王小华主编，《机床夹具手册》，北京：机械工艺出版社，1996.55.《金属机械加工工艺人员手册》，上海：科学技术出版社，1965.66.赵家齐主编，《机械制造工艺学课程设计指导书》，北京：机械工艺出版社，2010.47.王先逵主编，《机械制造工艺学》，北京：机械工业出版社，2010.1