制定拨叉的加工工艺及钻花键底孔的钻床夹具设计说明书样本

制造工艺学课程设计

机械制造工艺学

课程设计说明书

设计题目 制定831005拨叉的加工工艺, 设计钻φ22023.00 花键底孔的钻床夹具

设计者

指导教师

哈 尔 滨 理 工 大 学

.9.23

目 录

一、 机械制造工艺及夹具课程设计任务书………错误!未定义

书签。

二、序言……………………………………………错误!未定义书签。

三、零件的分析 (3)

( 一) 零件的作用 (3)

( 二) 零件的工艺分析 (3)

四、工艺规程设计 (4)

( 一) 确定毛坯的制造形式 (4)

( 二) 基面的选择 (4)

( 三) 制定工艺路线 (4)

( 四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.5

( 五) 确定切削用量及基本工时 (5)

五、夹具设计 (8)

( 一) 问题的提出 (8)

( 二) 夹具设计 (8)

六、总结 (9)

七、参考文献 (10)

机械制造工艺学课程设计任务书

题目: 制定831005拨叉的加工工艺, 设计钻φ22023.00 花键

底孔的钻床夹具

内容: 1. 填写设计任务书;

2. 制定一个中等零件的加工工艺过程, 填写工艺

过程卡和工序卡各一张;

3. 设计指导老师指定的工序夹具, 绘制全套夹具

图纸, 要求计算机绘图;

4. 编写设计说明书一份, 按照毕业论文的格式写,

要求打印文稿。

班级

机械07-5 学生 李林

指导教师 敖晓春

教研室主任

9月

序言

机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的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,它在我们四年的大学生活中占有重要

的地位。

就我个人而言, 我希望能经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, 为今后参加祖国的”四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限, 设计尚有许多不足之处, 恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是831005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。零件上方的φ22孔与操纵机构相连, 而下方的宽18的槽则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。经过上方的力拨动下方的齿轮变速。零件铸为一体, 加工时分开。

（二）零件的工艺分析

831005车床共有两处加工表面, 其间有一定位置要求。分

述如下:

1. 以φ22为中心的加工表面

这一组加工表面包括: φ22

0028 .0

的孔, 以及其上下端面,

上端面与孔有位置要求, 孔内壁有3个导向槽, 有位置要求和精度要求, 与φ22孔面有垂直度要求。

2. 以φ22面为基准的加工表面

这一组加工表面包括: 宽18的槽的两边壁面, 均与φ22孔有垂直度要求; 上方的宽8的槽壁面, 也与φ22孔有垂直度要求。

这些表面有一定的位置度要求, 都与孔有垂直度要求。

由上面分析可知, 加工时应先加工一组表面, 再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

二、工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式

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, 故选择铸件毛坯。

( 二) 基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理能够使加工质量得到保证, 生产率得以提高。否则, 加工工艺过程中回问题百出, 更有甚者, 还会造成零件的大批报废, 是生产无法正常进行。

( 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φ22028.00 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,

利用一个带端面的长轴大平面定位销作主要定位面, 限制5个自由度, 再以一组固定挡板限制最后1个自由度, 达到完全定位,然后进行铣削。

( 2) 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时, 应该进行尺寸换算, 这在以后还要专门计算, 此处不再重复。

( 三) 制定工艺路线

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,能够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。

3.工艺路线方案

工序一 以φ40外圆为粗基准, 粗铣φ22孔下端面。

工序二 精铣φ22孔上下端面。

工序三 以φ22孔上端面为精基准, 钻、 扩、 铰、 精铰φ22孔, 保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

工序四 以φ22孔为精基准, 粗.半精.精铣宽18和宽8的槽, 保证面的精度达到IT7。

工序五以φ22孔为精基准, 粗. 精镗孔内槽, 保证精度达到IT3。

工序六以φ22孔为精基准, 用惚钻给φ22孔打倒角, 保证精度要求IT7。

工序七对拨叉进行淬火处理, 达到硬度要求。

工序八检查。

工序是八步, 效率很高, 以上工艺过程详见图3。

( 四) 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

”831005车床拨叉”; 零件材料为HT200, 硬度190～210HB, 生产类型中批量, 铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线, 分别确定各家工表面的机械加工余量、工序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( φ22端面) 。

查《机械制造工艺设计简明手册》( 以下称《工艺手册》) 表2.2～2.5, 取φ22端面长度余量均为2.5( 均为双边加工)

铣削加工余量为:

粗铣 1mm

精铣 0mm

2. 其它尺寸直接铸造得到

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法加工方式予以确认。

( 五) 确立切削用量及基本工时

工序一以φ40外圆为粗基准, 粗铣φ22孔上下端面。

1. 加工条件

工件材料: HT200,σ

b

=0.16GPa HB=190~241,铸造。

加工要求: 粗铣φ22孔上下端面。

机床: X6140卧式铣床。

刀具: W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度a

e

<=60,

深度a

p

<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》( 后简称《切

削手册》) 取刀具直径d

o =80mm。选择刀具前角γ

o

＝＋5°后角

α

o ＝8°, 副后角α

o

’=8°, 刀齿斜角λs=－10°,主刃

Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。

工序二精铣φ22孔上下端面。

1. 加工条件

工件材料: HT200,σ

b

=0.16GPa HB=190~241,铸造。

加工要求: 精铣φ22上下端面。

机床: X6140卧式铣床。

刀具: W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度a

e

<=60,

深度a

p

<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》( 后简称《切

削手册》) 取刀具直径d

o =80mm。选择刀具前角γ

o

＝＋5°后角

α

o ＝8°, 副后角α

o

’=8°, 刀齿斜角λs=－10°,主刃

Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。

。

工序三 以φ22孔上端面为精基准, 钻、 扩、 铰、 精铰φ22孔, 保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

选择高速钢麻花钻钻头, 粗钻时d o =20mm, 钻头采用双头刃磨法,

后角αo ＝12°, 二重刃长度b ε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽

l=3mm,棱带长度mm l 5.11= 1202=?° 100=α° 30=β°

1. 选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头, 粗钻时d o =18mm, 钻头采用双头刃磨法,

后角αo ＝12°, 二重刃长度b ε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽

l=3mm,棱带长度mm l 5.11= 1202=?° 100=α° 30=β°

2.选择切削用量

( 1) 决定进给量

查《切》 r mm f /86.0~70.0= 35.12030<==d l

因此, r mm f /70.0=

按钻头强度选择r mm f /75.1= 按机床强度选择r mm f /53.0= 最终决定选择机床已有的进给量r mm f /48.0= 经校验max 6090F F f <= 校验成功。

( 2) 钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度( 查《切》) 为0.5～０.８mm, 寿命

min 60=T ．

( 3) 切削速度

查《切》 r mm v c /18= 修正系数 0.1=TV K 0.1=MV K 0.1=tv K

0.1=Kxv 0.11=v K 10=apv K 故r mm v c /18=。

min /3.31810000

r d v n s ==π 查《切》机床实际转速为m in /272r n c = 故实际的切削速度r mm n d v s

c /4.1510000==π

( 4) 校验扭矩功率

Nm M c 60= Nm M m 2.144= 因此m c M M <

E c P kw P <=0.2~7.1故满足条件, 校验成立。

３.计算工时

m in 20.045

.127280=?==nf L t m 由于所有工步所用工时很短, 因此使得切削用量一致, 以减少辅助时间。

扩铰和精铰的切削用量如下:

扩钻: min /272r n = r mm f /48.0= min /4.15m v c = mm d 8.190=

铰孔: min /272r n = r mm f /48.0= min /4.15m v c = mm d 94.190=

精铰: min /272r n = r mm f /48.0= min /4.15m v c = 7200IT d =

工序四 以φ22孔为精基准, 粗.半精.精铣宽18和宽8的槽, 保证面的精度达到IT7

工件材料: HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

机床: XA5032卧式铣床。

刀具: W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。

工序五 以φ22孔为精基准, 粗. 精镗孔内槽, 保证精度达到IT3。

工件材料: HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

机床:

刀具:

工序六 以φ22孔为精基准, 用惚钻给φ22孔打倒角, 保证精度要求IT7。

工件材料: HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

机床: Z525立式钻床

刀具: W18Cr4V 硬质合金惚钻

工序七 对拨叉进行淬火处理, 达到硬度要求。

工序八检查。

其余几步数据见工艺卡片。

三、卡具设计

经过与老师协商, 决定设计第六道工序——用惚钻给φ22孔打倒角。本卡具将用于Z525立式钻床。

（一）问题的提出

在给定的零件中, 对本步加工的定位并未提出具体的要求, 是自由公差, 定位要求较低。因此, 本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。

（二）卡具设计

1．定位基准的选择

出于定位简单和快速的考虑, 选择φ22孔为基准, 即以

一面上一长销( 自由度限制数: 5) 配合以固定挡板( 自

由度限制数: 1) 使工件完全定位。

2．切削力计算

本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果能够保证可靠的

卡紧。

轴向

力 N k f

d C F F yM Mf

F i 52.20.10.1006.04208.00.10=???== 扭

矩 M

N k f

d C M M yM zM M c ??=???==-68.00.2010416.70.10.1006.0206.0 由于扭矩很小, 计算时可忽略。

3. 定位误差分析

本工序采用一定位销, 两定位挡板, 工件始终靠近定位板的一面, 而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力, 因此, 工件不在在定位销正上方, 进而使加工位置有一定转角误差。可是, 由于加工是自由公差, 故应当能满足定位要求。

4. 卡具设计及操作的简要说明

卡具上设置有钻套, 用于确定的钻头位置。

六、 总 结

为期三周的机械制造工艺学课程设计即将结束了, 三周是时间虽然短暂可是它对我们来说受益菲浅的, 经过这三周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论, 不再是纸上谈兵, 而是将理

论和实践相结合进行实实在在的设计, 使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领, 使我们更好的利用图书馆, 更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件, 为我们的毕业设计打下了好的基础。

课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的, 还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导, 使我们学到了好多, 也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会, 它将是我们毕业设计完成的更出众的关键一步。

在长春实习时, 我们曾经参观过各个工种的加工过程, 但由于当时的走马观花, 在设计的时候, 很多重要信息都已经回忆不起来。这是给我自己的一个教训: 大学的学习都有一个铺垫过程, 任何一个环节都可能在以后得到应用。可惜, 教训来得太迟了。我希望经过最后这个内容告诫我以后的学弟学妹们, 不要忽视学校安排的任何学习内容, 不但要踏踏实实学好课堂知识, 对于实习也要提高重视, 不要以为时实习是课外内容, 它是对课堂所学的一个补充。

最后, 衷心的感谢熬晓春老师的精心指导和悉心帮助, 使我顺利的完成此次设计。谢谢! ! ! !

七、参考文献

【1】赵家齐主编．机械制造工艺学课程设计指导书．机械工

业出版社, 1997

【2】王绍俊主编．机械制造工艺设计手册．机械工业出版社, 1985

【3】《金属机械加工工艺人员手册》修订组编．金属机械加工工艺人员手册．上海科学技术出版社, 1983

【4】上海柴油机厂工艺设备研究所编．金属切削机床夹具设计手册．机械工业出版社．1984

【5】南京市机械研究所主．金属切削机床夹具图册．机械工业出版社

【6】吕周堂、陈晓光主编．互换性与技术基础．中国科学技术出版社