1、指导老师 2010年6月 28日一、序言2二、零件的工艺分析及生产类型的确定三、毛坯的选择与设计4四、加工方法和工艺路线的设计6五、工序设计9六、确定切削用量及基本时间12七、夹具设计16八、设计小结17九、参考文献一、序言这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,在老师和同学的帮助下,我还对夹具,机床,刀具的的结构和工作原理有了更深的了解,不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 在结束了机械制造基础及有关课程的学习后,通过本次的设计使我们所学的知识得到了
2、巩固和加深,并培养了我们学会全面综合地运用所学知识,去分析和解决机械制造中的问题的能力。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1 零件的作用 题目所给的零件为倒挡拨叉,是与操纵机构零件结合用与拨动滑动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面、14H13槽以及下拨叉有精度要求。2 零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制,知原图样的试图正确、完整,尺寸、公差及技术要求齐全。从零件图上看,该零件是典型的叉架类零件,结构比较复杂,形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有14H9表面粗糙度为Ra6.3um,其轴轴要保证直线度M级0.03;斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0;开挡公差尺寸为0.1到0
3、.2,表面粗糙度为Ra6.3um并保证与14H9轴线的垂直度为0.25;R19面粗糙度为Ra12.5um,表面要求淬火处理,硬度要求为4853HRC;下爪总长公差尺寸为-1到0;后脚面公差尺寸为0到0.52,前面到轴线尺寸18的公差尺寸为0.2;孔8.7公差尺寸为0到0.09,其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为0.15,孔深32公差尺寸为-1到0;拨叉尺寸要求较高,两内表面归于孔8.7的对称度为0.4,内表面表面粗糙度为Ra12.5,内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27,其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角;8.7还需锪平直径为12;24端面、开挡内R15面、
4、孔8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件,其布局合理,虽结构复杂,但加工要求比较容易保证,我们通过专用夹具可保证其加工要求,整个图面清晰,尺寸完整合理,能够完整表达物体的形状和大小,符合要求。(二)零件的技术要求加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm拨叉头左端面4625拨叉头右端面尺寸41.541.5+0.15 -0.15IT126.30.25G尺寸2323+0.2 -0.1IT10拨叉脚内表面R15尺寸1919+0.52 0IT1412.514H9孔14+0.043 0IT9操纵槽内侧面14+0.27 0IT13
5、操纵槽底面188.7孔8.7+0.09 0IT11锪平123 零件的生产类型依设计题目,结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。三、毛坯的选择与设计1 选择毛坯 该零件材料为ZG310-570,属于批量生产,而且零件的结构复杂,采用铸件成型。2 确定机械加工余量 铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定,机械加工余量按GB/T11351-89确定,材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件,所以毛坯选择砂型铸造。根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为FH。所以,可取CT=9级。查表(GB/T6414)查出各表面的公差数值。
6、零件尺寸公差CT端面46脚面圆柱面151.6脚面圆柱面191.7两脚面尺寸61.514H13槽面尺寸14槽底面14叉脚开挡尺寸233 设计毛坯图 拨叉毛坯图尺寸(单位:mm)零件表面总余量毛坯尺寸0.7480.513820下图为该零件的毛坯图(具体尺寸请看毛坯图):四、加工方法和工艺路线的设计1 定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。根据零件图及其使用情况分析,知14H9孔是设计基准,也是零件工作最重要的工作面。(1)粗基准的选择对于一般件而言,按照有关粗基准的选择原则(即当零件又不加工表面时,应以这些不加工表面做粗
7、基准,若零件有若干个不加工表面时,应以与加工表面要求相对位置较高的不加工表面作粗基准)。先选择拨叉头左端面和24外圆表面作为加工14H9孔时的粗基准。(2)精基准的选择在14H9孔加工以后,各工序则以该孔为定位精基准,靠近叉脚的24的端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原则,和互为基准的原则。2 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等,材料为ZG310-570。以公差等级和表面粗糙度要求,参考有关资料,其加工方法选择如下。(1)24端面:表面粗糙度为Ra25um,可选粗铣即可满足要求。(2)14H9孔:公差等级为9级,表面粗糙度为Ra6.3um,公差
8、尺寸0到0.043,根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9,可以先钻后扩孔来满足要求。(3)开挡15内圆柱面:表面粗糙度为Ra25um,未标注公差等级,故粗铣即可满足要求。(4)脚面:表面粗糙度Ra6.3um,加工方法可采用粗铣即可达到要求。(4)开挡:表面粗糙度为Ra12.5um,加工方法可采用粗铣即可达到要求。(5)槽14H13:表面粗糙度为Ra12.5um,公差等级13,加工方法可采用粗铣即可达到要求。(6)槽14H13底面:表面粗糙度为Ra25um,加工方法可采用粗铣即可达到要求。(7)孔:表面粗糙度Ra25um,公差尺寸为0到0.1,根据GB1800-79规定其公差
9、等级按IT11,采用钻孔即可达到要求。(三)零件表面加工方法的选择加工方案备注粗铣表1-8倒角铣粗铣-精铣钻-铰表1-7钻3 制订工艺路线 工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求,必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具,并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量,使生产成本下降。工艺路线一 工艺路线二1、钻孔 1、铣左端面2、铣左端面 2、铣右端面3、铣右端面 3、钻、扩14H9孔至13.5mm4、倒角(左边) 4、倒角(左边)5、倒角(右边) 5、倒角(右边)6、铰14H9孔 6、铰14H9孔7、铣曲面R15 7、铣曲面
10、R158、粗铣拨叉脚内端面 8、粗铣拨叉脚内表面 9、铣操纵槽两侧面和底面 9、铣操纵槽两侧面和底面10、钻孔8.7 10、钻孔8.7 11、锪平12 11、 锪平12 12、精铣拨叉脚内端面 12、精铣拨叉脚内端面 13、去毛刺 13、去毛刺14、清洗 14、清洗15、终检 15、终检 两工艺方案的比较分析:两工艺方案除前三道工序不同之外,其余各工序均相同。前三道工序是为了获得精基准。方案一是先钻孔钻成13.5再铣端面和倒角,这样能很好地保证与端面的垂直度;方案二是先铣两个端面然后再钻床上加工出孔14。因为两个端面一次铣出可以有较好的平行度,然后用端面定位,也能得到较好的孔与端面的垂直度。后
11、面的工序以14H9孔及端面定位,所以基准是重合的,由此可见,可选方案一,从而制定详细的工序内容。毛坯为铸件,应经退火处理以消除铸件的内应力及改善机械加工性能,然后送到机械加工车间加工,具体工序如下:1、钻14孔至13.5mm(以24圆柱面和左端面为基准定位)2、铣左端面(以13.5孔和右端面为基准定位)3、铣右端面(以13.5孔和左端面为基准定位)4、倒角(左边)(以13.5孔和右端面为基准定位)5、倒角(右边)(以13.5孔和左端面为基准定位)6、铰14H9孔(以13.5孔和左端面为基准定位)7、铣内圆曲面R15(以14H9孔、左端面和R13孔为基准定位)8、粗铣拨叉脚内端面(以14H9孔、右端面和R15孔为基准定位)9、铣槽两面和底面(以16圆柱面和24左端面为基准定位)10、钻8.7mm孔(以16圆柱面和24圆柱面的一线为基准定位)11、锪平12孔(以16圆柱面和24圆柱面的一线为基准定位)12、精铣拨叉脚内端面(以14H9孔、右端面
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