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拨叉零件及专用夹具课程设计
2025-09-30 01:30:59 责编:小OO
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目录

一.零件的分析-----------------------------------------2

(一)零件作用----------------------------------------2

(二)零件工艺分析------------------------------------2

二.确定毛坯-------------------------------------------2

(一)确定毛坯种类--------------------------------------2

(二)毛坯各加工面加工余量确定--------------------------3

(三)绘制铸件毛坯图------------------------------------3

三.合铸铣开拔叉的机械加工工艺路线---------------------3

(一)选择定位基准------------------------------------4

(二)制定工艺路线------------------------------------4

(三)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定--------------7

四.夹具设计-------------------------------------------8

(一)问题的提出----------------------------------------8

(二)夹具设计------------------------------------------9

(三)夹具装配图及夹具体零件图-------------------------11

五.参考文献---------------------------------------------12

六.小结-------------------------------------------------12

一、零件的分析

(一)零件的作用

合铸铣开拔叉,它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照设计者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的F22孔与操纵机构相连,二下方的F55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。两件零件铸为一体,加工完成时从中间分开。

(二)零件的工艺分析

零件的材料为HT250,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:

1、小头孔Φ22以及与此孔相通的F8的锥孔、M8螺纹孔

2、大头半圆孔F55

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面,大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm.

由上面分析可知,可以粗加工拨叉下端面,然后以此作为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、确定毛坯

(一)确定毛坯种类:

零件材料为HT250。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,故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造技术基础课程设计》第48页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12 H级。

(二)毛坯各加工面加工余量确定:

序号基本尺寸/mm

余量等级加工余量/mm

1孔Φ55

H单侧余量5

2面Φ73

H单侧余量5

3孔Φ22

H单侧余量5

4面40

H单侧余量5

(三)绘制铸件毛坯图(长*宽*高:160×73×55)

三、合铸铣开拔叉的机械加工工艺路线

(一)选择定位基准:

    1 粗基准的选择:以底面和两个小头孔外圆表面为粗精准.

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,以已加工好Φ55的孔为精基准。

(二)制定工艺路线

    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,可以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。为此我们提出了2种方案:

方案一:

工序Ⅰ 粗铣Φ73上端面和Φ40上端面,以底面和2个Φ40的外圆为粗基准. 采用CA6140车床加专用夹具进行铣.

工序Ⅱ 粗镗,半精镗Φ55的孔,以底面和2个Φ40的外圆为粗基准.采用CA6140车床加专用夹具进行镗.

工序Ⅲ,铣Φ73下底面.以已加工好的Φ40上端面和Φ55的孔为基准

工序Ⅳ  粗镗,半精镗Φ22孔,以Φ55孔和底面为基准,采用车床CA6140加专用夹具;

工序Ⅴ  钻φ8通孔,以Φ55孔和底面为基准,采用立式钻床加专用夹具

工序Ⅵ  铣、攻M8螺纹,以Φ55孔和底面为基准,采用加工中心加专用夹具;

工序Ⅶ  铣断φ73孔,以Φ40孔和底面为基准,采用卧式铣床加专用夹具;

工序Ⅷ  去毛刺;

工序Ⅸ  终检。

方案二:

工序Ⅰ 粗铣Φ73上端面和Φ40上端面,以底面和2个Φ40的外圆为粗基准. 采用CA6140车床加专用夹具进行铣.

工序Ⅱ粗镗,半精镗Φ22孔,以Φ55孔和底面为基准,采用车床CA6140加专用夹具

工序Ⅲ,铣Φ73下底面.以以加工好的Φ40上端面和Φ55的孔为基准

工序Ⅳ  粗镗,半精镗Φ55的孔,以底面和2个Φ40的外圆为粗基准.采用CA6140车床加专用夹具进行镗.

工序Ⅴ  钻φ8通孔,以Φ55孔和底面为基准,采用立式钻床加专用夹具

工序Ⅵ  铣、攻M8螺纹,以Φ55孔和底面为基准,采用加工中心加专用夹具;

工序Ⅶ  铣断φ73孔,以Φ40孔和底面为基准,采用卧式铣床加专用夹具;

工序Ⅷ  去毛刺;

工序Ⅸ  终检。

根据“基面先行,先面后孔,先粗后精,先主后次”的加工准则,零件是大批量生产,第一种方法效率高。我们选择了第一方案进行加工合铸铣开拔叉零件。其工艺卡片如下表所示

东华大学

机械工程学院机械加工工艺过程卡片零件图号KCSJ-09共 1 页

零件名称合铸铣开拨叉第 1 页

材料牌号HT250毛坯种类铸件毛坯外形尺寸160×73×52.5

每件毛坯可制件数2每台件数1
工序号工序名称工序内容车间设备工艺装备工时
准终单件
10镗φ55孔

粗、精镗φ550+0.21孔,Ra3.2

车床CA6140

镗刀,卡尺,塞规,专用夹具
20

铣φ73孔上端面

粗、精铣φ730+0.5孔,Ra6.3

立式铣床X51

端铣刀,游标卡尺,专用夹具
30铣上端面粗、精铣,Ra3.2

立式铣床X51

端铣刀,游标卡尺,专用夹具
40铣φ73孔下端面

粗、精铣φ730+0.5孔,Ra6.3,控制尺寸20-0.21-0.07

立式铣床X51

端铣刀,游标卡尺,专用夹具
50镗φ22孔

镗φ220+0.21

车床CA6140

镗刀,游标卡尺,专用夹具
60钻φ8孔

钻φ8孔,Ra1.6

立式钻床专用夹具,游标卡尺
钻M8螺纹孔φ6.8底孔

钻φ6.8孔,Ra1.6

立式钻床专用夹具,游标卡尺
70铣、攻M8螺纹

铣、攻M8螺纹,夹角35°

加工中心专用夹具
80铣断φ73孔

铣断尺寸4mm

X61卧式铣床

专用夹具
(三)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

1、圆柱表面工序尺寸:

    前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:

加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗

糙度

工序余量
最小最大

φ55IT12

(D2)

铸件10CT12Φ45±2.8

粗镗2.0

IT126.30.956.8
半精镗8.0

IT10Φ55 0+0.4

3.22.9

3.25
φ22IT7

(D1)

铸件10CT12Φ12±1.0

粗镗2IT116.312
精镗8IT71.623.25
2、平面工序尺寸:

工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量
最小最大
01粗铣φ73孔上端面

5.0

73.0

12-0.07

-0.21

1.57.75
02粗铣φ40孔上端面

5.040121.57.75
03粗铣φ73孔下端面

5.0

7312-0.07

-0.21

1.86.38
3、确定切削用量及时间定额:

工序Ⅱ 粗镗半精镗Φ55孔,以底面和2个Φ40的外圆为粗基准

粗镗:单边余量,可一次切除,则。

由《机械制造技术基础课程设计》表5.27查得,进给量取为0.4mm/r。由《切削手册》表1.1查得,取为30m/min,则:

查《机械制造技术基础课程设计》表3.2查得,取为200r/min。

加工基本工时: 

半精镗:单边余量,可一次切除,则。

由《机械制造技术基础课程设计》表5.27查得,进给量取为0.3mm/r。由《切削手册》表1.1查得,取为35m/min,则:

查《机械制造技术基础课程设计》表3.2查得,取为200r/min。

加工基本工时: 

四、  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,需要设计专用夹具。本人负责工序50,即钻φ8孔以及M8螺纹孔φ6.8底孔,该工序在Z525钻床上完成,设计专用夹具为回转式钻模.

(一)问题的提出

本道工序加工时,主要应该考虑如何提高精度,在此基础上在一定程度上提高劳动生产率,降低劳动强度。

 (二)夹具设计

 1、定位基准选择

以Φ55孔以及底面作为基准.

 2、切削力及夹紧力计算

 

3、定位误差分析

定位误差主要来自底面与Φ55孔的垂直度,夹具分度盘的加工误差。所以为了减小定位误差,要尽量提高此两项精度。

(三)夹具装配图及夹具体零件图

五 参考文献:

1于骏一 邹青,机械制造技术基础(2版),机械工业出版社,2009年.2月

2尹成湖 李保章 杜金萍,机械制造技术基础课程设计 高等教育出版社 2009年 3月

3蒲林祥 金属切屑机床夹具设计手册(第二版) 机械工业出版社 1995年

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