毕业设计-拨叉A加工工艺及夹具的设计.doc
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1、.本科毕业设计论文拨叉A加工工艺及夹具设计学生姓名:学生学号:院 系: 年级专业: 指导教师:LI / 51.摘 要本设计是车床拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计。从零件的结构外型分析,它的外型复杂,且不易加工,因此该零件选用是铸造件。它的主要加工面是孔、拨叉叉口两端面和槽,在加工中由于面的加工精度要比孔的加工精度容易保证。因此,在设计中采用先面后孔的原则,并将孔与平面的加工划分为粗加工和精加工阶段,以保证加工精度。在本设计中,先以一个面加工出一个基准面,然后,再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中,均以该孔为定位基准,加工拨叉叉口两端面、孔、底平面、槽和斜平面,在整个加工过程中,分别采用了铣
2、床、钻床和镗床。并设计了铣侧面、镗孔和铣槽等的专用夹具,并对它们的定位都采用了一面两销定位。由于该零件的尺寸不大,所需的夹紧力不大。因此,夹紧方式都采用手动夹紧,它的夹紧简单,机构的设计更为方便,满足夹紧要求。关键词 拨叉零件,加工工艺,专用夹具,定位,夹紧.ABSTRACTThis design is a lather plectrum parts processing and special fixture designs. Parts from the appearance of the structure, its appearance complex and difficult pr
3、ocess, so the selection of parts is casting.The parts are cast parts. In the processing, it is easier to ensure the processing accuracy of plane than the hole. So the parts main planes are hole, two blades of the Plectrum and groove. Therefore, in the design, it adopts the principle of plane first a
4、nd hole second and divides the hole and planes working into extensive and intensive processing stages so as to ensure the accuracy. In this design, firstly, it uses the plane to work a datum; secondly, it uses the datum to work according hole. And in the latter process of working, it also takes hole
5、 as the poisoning base and works the two bales of Plectrum, hole, bottom plane, groove and inclined plane. In the entire machining process, it uses separately the milling machine, driller and boring machine. And the design aspect of milling, boring and milling ducts special fixture. They also have a
6、dopted the positioning of a two marketing positioning. According to the requirement, it designs the special fixture. For the size of parts is not very big, it doesnt require strong clamping force. Therefore, methods of clamping are manual clamping; that is because it is simple and the design is more
7、 convenient to meet the requirements of clamping. KeywordsPlectrum Parts, Processing, Special Fixture, Positioning, Clamping目 录摘 要ABSTRACT1 绪论12 拨叉A的分析2 2.1零件的作用2 2.2拨叉A的工艺分析2 2.3拨叉A的工艺要求2加工要求2平面的加工3大头孔的加工3 小头孔的加工3 2.4本章小结33 工艺规程设计5 3.1确定毛坯的尺寸形式5 3.2加工工艺过程5 3.3定位基准的选5粗基准的选择5精基准的选择6 3.4工艺路线的拟订6确定工序的原
8、则6工序的特点7加工精度的划分8制定工艺路线8 3.5本章小结104 工序参数选择、计算11 4.1毛坯的确定11毛坯的工艺要求11毛坯形状、尺寸要求114.2 拨叉A偏差的计算12拨叉平面的偏差及加工余量计算12大小头孔的偏差及加工余量计算13铣槽的偏差及加工余量计算14 4.3确定切削用量及基本工时14粗、精加工小头孔端面14加工孔到要求尺寸16粗、精铣叉口两侧面20粗、精镗孔22粗、精铣下平面23粗、 精铣槽25粗铣斜平面26铣断26 4.4时间定额计算及生产要求26粗、精加工小头孔端面27加工孔到要求尺寸274.4.3粗、精铣叉口两侧面27粗、精镗孔28粗、精铣下平面28粗、精铣槽29
9、粗铣斜平面30铣断30 4.5本章小结305 镗孔夹具设计31 5.1镗孔夹具设计315.1问题的提出315.2定位基准的选择315.3夹具方案的确定325.4误差分析与计算335.5 切削力及夹紧力的计算35 5.6 镗床夹具分析375.7 本章小结386铣侧面夹具设计396.1定位基准的选择396.2 夹具方案的确定406.3 定位误差的分析及计算406.4切削力及夹紧力的计算416.5定向键与对刀装置的选择426.6 本章小结447铣槽夹具设计457.1定位基准的选择457.2制定夹具设计方案457.3定位元件的选择477.4定位误差分析487.5铣削力与夹紧力计算497.6定向键与对刀
10、装置的选择50 7.7本章小结528 结论 53参考文献54致谢551 绪论机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用,进而使对机械有了进一步的认识,为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件的某几个工序加工进行专用夹具的设计,从零件的工艺来说,它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题,采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度,提高劳动生产率。就专用夹具而言,好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等,还可以扩大机床的使用范围,从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。在本设计中,就针对
11、拨叉A的加工工艺进行分析,制定和比较加工工艺路线,选择较好的加工工艺路线进行加工。并对拨叉叉口两侧面、孔和槽进行专用夹具的设计,在这过程中,制定多套夹具方案分别对各夹具的定位误差和精度进行分析计算,选择其一进行下一步的设计,以完成本次设计。通过这次设计,培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力,这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。 就个人而言,希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
12、 由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。.2 零件的分析2.1 零件的作用车床的拨叉位于车床变速机构中,主要起换档,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。零件下方的孔与操纵机构相连,而上方的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。2.2 拨叉A的工艺分析拨叉A是机车变速箱中一个重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,但其加工孔和侧面有精度要求,此外还有小头孔上的槽要求加工,对精度有一定的要求。拨叉的底面、大头孔上两侧面和大小头孔粗糙度要求都是,所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求,所要加工的槽,
13、在其槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量,进而影响其性能与工作寿命,因此它们的加工必须保证精度要求。2.3 拨叉A的工艺零件要有好的机械加工工艺性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的,又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计者的要求。从设计拨叉A的加工工艺来说,应选择能够满足孔和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的
14、条件下,应选择价格较底的机床。 加工要求在选择各表面、孔及槽的加工方法时,要考虑加工表面的精度和表面粗糙度要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几次加工;要根据生产类型选择设备,在大批量生产中可采用高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工,在小批量生产时,采用钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时采用拉削加工;要考虑被加工材料的性质,例如:淬火钢必须采用磨削或电加工;而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等;要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平;此外,还要考
15、虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。该零件所需的加工部位为:拨叉小头孔端面、大头孔上两侧面;大小头孔以及小头孔端的槽。 平面的加工由参考文献3表2.1-12可以确定,底面的加工方案为底平面:粗铣精铣,粗糙度为,一般不淬硬的平面,精铣的粗糙度可以较小。 大头孔的加工由参考文献3表2.1-11确定,孔的表面粗糙度要求为3.2,则选择孔的加工顺序为:粗、精镗。 小头孔的加工的孔选择的加工方法是钻,但其表面粗糙度的要求为,所以选择加工的方法是钻扩铰。图1.1 拨叉A零件图2.4 本章小结本章主要是对拨叉A的分析,主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进行了分析,对各个所
16、须加工的表面进行了粗略的分析,并进行加工方法的确定。经过查阅大量的参考资料,和上面的分析使对拨叉A有了进一步的认识,为后面的设计打下了坚实的基础。.3 工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200,考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是,零件在工作过程中,也经常要承受变载荷及冲击性载荷,且它的外型复杂,不易加工。因此,应该选用铸件以提高劳动生产率,保证精度,由于零件的年生产量为5000件已达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用金属型铸造,这样可以提高生产率,保证精度。3.2 加工工艺过程由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般来
17、说,保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此,对于拨叉A来说,加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度,处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技术条件分析得知:拨叉A的尺寸精度,形位公差精度要求都很高,就给加工带来了困难,必须重视。3.3 基面的选择基面的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。否则,加工工艺过程中会问题百出,更严重的还会造成零件大批量报废,使生产无法正常进行。 粗基准的选择选择粗基准时,考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量,使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。
18、选择定位粗基准是要能加工出精基准,同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则:a应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。b当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时,应选不加工的表面作为粗基准。c要保证工件上某重要表面的余量均匀时,则应选择该表面为定位粗基准。d当全部表面都需要加工时,应选余量最小的表面作为基准,以保证该表面有足够的加工余量。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发,进而保证拨叉A在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉A零件图分析可知,选择平面作为拨叉A加工粗基准。 精基准的选择基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可
19、以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度,避免基准转换所带来的误差,并且各工序所采用的夹具比较统一,从而可减少夹具设计和制造工作。例如:轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位,这样不但在一次装夹中能加工大多书表面,而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。互为基准的原则。选择精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反复加工。例如:对淬火后的齿轮磨齿,是以齿面为基准磨内孔,再以孔为基准磨齿面,这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀,可以
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