叉杆零件设计

1机械制造技术基础课程设计任务书题目：叉杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计内容：1、零件图1张2、毛坯图1张3、机械加工工艺过程工艺卡1张4、机械加工工序卡1张5、机床夹具总装图1张5、机床夹具零件图1张6、课程设计说明书1份2班级：学生：指导教师：2011年06月20日序言大三下学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并进行了金工实习，为了巩固所学习知识，并且在我们进行毕业设计之前所对所学各课程进行一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，我们进行了本次课程设计。通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。3由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各老师给予批评指正目录一、零件的分析1.1、零件的作用………………………………………………………51.2、零件的工艺分析………………………………………………………5二确定毛坯2.1确定毛坯制造形式………………………………………………………62.2确定铸件加工余量及形状………………………………………………62.3绘制铸件毛坯图………………………………………………………7三工艺规程设计3.1基准面的选择………………………………………………………73.2拟订工艺路线………………………………………………………73.3机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定……………………943.4确定切削用量和基本工时……………………………………………11四专用夹具设计4.1、工序尺寸和技术要求…………………………………………………164.2、生产类型………………………………………………………164.3、夹具类型的选择………………………………………………………164.4、定位装置的设计………………………………………………………164.5、夹紧装置的设计………………………………………………………174.6、钻床夹具的零件图和装配图……………………………………………17一零件分析1.1零件的作用题目所给的零件是车床的叉杆。它位于车床的变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸为+0.052020的孔操纵机构相连接，尺寸为0.25023R的孔则是用于和所控制齿轮的轴接触。两零件铸为一体，加工时分开。用AutoCAD画出零件图为：51.2零件的工艺分析6零件的材料为QT45-5，为球墨铸铁，从《工程材料与成型技术基础》与《机械零件手册》可查得：该类型的球墨铸铁最低抗拉强度b为4502/kgfmm，最低屈服强度0.2为3102/kgfmm，伸长率为5%，布氏硬度160210HBS。球墨铸铁在铸铁中力学性能最好，兼有灰铸铁的工业优点，抗拉强度可以和刚相当，塑性和韧性也有了很大的提高。球墨铸铁的焊接性能和热处理性能都优于灰铸铁，但消震能力比灰铸铁低。可以制成承受很大冲击的零件。为此以下是叉杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求。1、小头孔0.052020以及与此孔相通的一个较难加工的（用于钻绞）0.036010孔和一个M8的螺纹孔。（其中孔0.036010与0.052020的孔有位置度的要求。）2、大头半圆孔0.25023R3、0.052020孔的上下端面；0.25023R为半径的孔的上下两个端面，其上下端面两端面与0.052020孔的表面有0.15mm的垂直度的误差要求。由上面的分析可知：加工时应该先加工一组表面，然后以已加工表面为基准，再加工另外一组表面。二确定毛坯2.1确定毛坯制造形式已知此叉杆类零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段，工序适当集中加工设备以通用设备为主大量采用专用工装。零件的材料为QT450-5，根据该种零件所生产的批量，该种零件的结构形式比较简单，零件在机床运动时所受的冲击和震动大小，可以选择铸件毛坯，选择金属型铸造。72.2确定铸件加工余量及形状查阅《机械制造技术基础课程设计》，可以得到各加工面的铸件余量。加工代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D120H6孔降一级双侧加工D246H6孔降一级双侧加工T140H2.5单侧加工8T240H2.5单侧加工T312H2.5单侧加工T412H2.5单侧加工2.3绘制铸件毛坯图三工艺规程设计3.1基准面的选择基准面的选择包括精基准的选择和粗基准的选择，是零件工艺规程设计中重要的环节之一。基准面的选择如果正确合理，可以使零件的加工质量得到保证，生产效率得到很大的提高。如果不合理，加工工艺过程中就会出现这样那样的问题，甚至还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行1、粗基准的选择根据所学知识可知：对于一个零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对于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为粗基准。根据这个基准选择原则，现选择0.052020孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承36的外轮廓表面，可以限制5个自由度，再以一个销钉限制最后一个自由度，达到完全定位后，即可进行铣削。2、精基准的选择考虑到要保证零件的加工精度和装夹的准确方便，应依据“基准重合”原则和“基准统一”原则3.2拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，加工方法、花粉加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他铺助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生9产成本等。1、表面加工方法的确定查阅《机械制造技术基础课程设计》，表2.24、2.25可以得到各加工面的加工方法。加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等级粗糙度/m加工方案0.052020上端面Φ36无Ra12.5粗铣0.052020下端面Φ36无Ra12.5粗铣0.052020内圆面0.052020IT8无钻-扩-铰0.25023R上端面R35无Ra6.3粗铣-半精铣0.25023R下端面R35无Ra6.3粗铣-半精铣0.25023R内圆面0.25023RIT12Ra12.5镗0.036010上端面20无Ra12.5粗铣0.036010下端面20无Ra12.5粗铣0.036010内圆孔0.036010IT8Ra3.2钻-扩-铰10M8螺纹孔无无无钻-攻丝2、该叉杆加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工。在粗加工阶段，先把精基准（0.052020的下端面和其内表面）准备好，使后续工序可用精基准定位加工，保证其他加工表面精度要求。3、工序的集中与分散选用工序集中原则安排叉杆的加工工序。该叉杆的生产类型为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，以提高效率；而运用工序集中原则使工件的装夹次数少，但不可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度。4、工艺路线方案工序1粗铣0.052020上下端面，以Φ36外圆表面为粗基准，采用X53立式铣床；工序2钻-扩-铰0.052020内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差，以0.052020孔下端面为精基准，采用Z5125A立式钻床；工序3粗铣-半精铣以0.25023R为半径的孔的上下端面，保证其垂直度误差，以0.052020内圆孔为精基准，采用X53立式铣床；工序4镗以0.25023R为半径的孔，以0.052020内圆孔为精基准，采用Z5125A立式镗床；工序5钻-扩-铰0.036010内圆孔，使孔的精度达到8级，并保证其垂直度误差，以0.052020内圆孔为精基准，采用Z5125A立式钻床；11工序6扩0.036010孔的上下端面，以0.052020内圆孔为精基准，采用Z5125A立式钻床；工序7钻一个M6的孔，攻M8x1.25内螺纹，以0.052020内圆孔为精基准，采用Z5125A立式钻床；工序8车各倒角和圆角；工序9铣断，以0.052020内圆孔为精基准，采用X53立式铣床；加专用夹具；工序10去毛刺；工序11清洗及终检。3.3机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定工序1——粗铣0.052020上下端面，查《机械制造基础课程设计》表2.63得：每边留下2.5mm的余量。工序2——2钻-扩-铰0.052020内圆孔，使孔的精度达到8级，查《机械制造基础课程设计》表2.54得:先在铸好的孔Φ12钻孔Φ18，Φ18扩孔Φ19.8，Φ19.8铰孔Φ20工序3——粗铣-半精铣以0.25023R为半径的孔的上下端面，查《机械制造基础课程设计》表2.64得：粗铣余量为2mm，精铣余量为0.5mm。工序4镗以0.25023R为半径的孔，查《机械制造基础课程设计》表2.55得：由铸好的R20的孔镗至R23。工序5钻-扩-铰0.036010内圆孔，查《机械制造基础课程设计》表2.53得：12Φ0钻孔Φ8，Φ8扩孔Φ9.8，Φ9.8铰孔Φ10。工序6扩0.036010孔的上下端面，查《机械制造基础课程设计》得：Φ10锪Φ20深度为2mm。工序7钻一个M6的孔，攻M8x1.25内螺纹，查《机械制造基础课程设计》表2.66得：0钻孔Φ6。工序8车各倒角和圆角；工序9铣断。工序10去毛刺；工序11清洗及终检最终计算得到工序尺寸：加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸0.052020孔上下端面无，Ra12.52.540粗铣45450.052020孔无，Ra6.30.21.86Φ20铰Φ19.8Φ19.8扩Φ18Φ18钻Φ12Φ12130.25023R孔上下端面无，Ra6.30.5212半精铣1313粗铣17170.25023R孔0.250，Ra12.53Φ46镗Φ40Φ400.036010孔0.0360，Ra3.20.21.88Φ10铰Φ9.8Φ9.8扩Φ8Φ8钻Φ000.036010孔上下端面无，Ra12.510，深2Φ20锪Φ10Φ10M8x1.25（螺纹）无，无26M8攻Φ6Φ6钻00叉杆零件加工工序10的机械加工工序卡片机械加工工序卡产品型号零件图号产品名称零件名称叉杆第1页14车间工序号工序名材料牌号10粗铣叉杆头上端面QT45-5毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具描图工位器编号工位器具名称工序工时准终单件49s描校工步号工步内容工艺装备主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/min）背吃刀量/mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣叉杆头上端面，控制尺寸440.08镶齿铣刀，游标卡尺，专用夹具19047.81522138s8s底图号设计日期审核日期标准化会签日期装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期叉杆零件加工工序20的机械加工工序卡片机械加工工序卡产品型号零件图号产品名称零件名称叉杆第2页15车间工序号工序名材料牌号20粗、半精铣叉杆头下端面QT45-5毛坯种类毛坯外形尺寸每坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X62W1夹具编号夹具名称切削液专用夹具描图工位器编号工位器具名称工序工时准终单件103.8s描校工步号工步内容工艺装备主轴转速（r/min）切削速度（m/min）进给量（mm/min）背吃刀量/mm进给次数工步工时机动辅助1粗铣叉杆头下端面镶齿铣刀，游标卡尺，专用夹具19047.81502118s4s底图号2半精铣叉杆头下端面，控制尺寸410.0195镶齿铣刀，