机械制造工艺学课程设计-汽车拨叉机械加工工艺规程设计（全套图纸） .pdf

机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目： 汽车拨叉机械加工工艺规程设计 学 生： 学 号： 学 院： 机电工程学院 班 级： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 2 目 录 0 序言序言 2 1 零件的分析零件的分析 3 1.1 零件结构工艺性分析3 1.2 零件的技术要求分析4 2 毛坯的选择毛坯的选择 4 2.1 毛坯种类的选择4 2.2 毛坯制造方法的选择 4 2.3 毛坯形状及尺寸的确定 4 3 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 5 3.1 定位基准的选择5 3.2 零件表面加工方案的选择 6 3.3 加工顺序的安排 6 3.3.1 加工阶段的划分 7 3.3.2 机械加工顺序的安排 7 3.3.3 热处理工序的安排 7 3.3.4 辅助工序的安排 7 4 工序设计工序设计 8 4.1 机床和工艺装备的选择8 4.2 工序设计 8 结束语结束语11 参考文献参考文献 12 3 序言序言 机械制造工艺学课程设计，是在学完大部分专业课之后进行的，经过生产实 习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步 学会综合运用以前学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时， 也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1.能熟练的运用所学知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及 合理制定工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2.课程设计也是理论联系实际的过程，并学会使用手册查询相关资料，增强 解决工程实际问题的独立工作能力。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，请老师给予指教。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 4 1 零件的分析零件的分析 1.1 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析 拨叉大约有两组加工平面： 1.以 19mm 孔为中心的加工平面 钻一个 19mm 的孔并对其倒角，一个 m10 的螺纹孔，铣宽 16mm 的槽口， 两个高 12mm 的台阶，两个相距 10mm 的平面，和 19mm 孔的两个端面。 2.叉口处的加工平面 叉口的两个侧面和叉口的两个圆弧面 除尺寸及精度要求外，还有位置的要求 （1）叉口上端面对 m10 螺纹孔中心线的距离为 0 2 . 0 7 . 63 mm （2）叉口两侧面对 19mm 孔的中心线的垂直度为 0.1mm 先加工作为基准的面和孔，然后以加工好的面和孔为基准加工其他的面和 孔，以保证相互之间的位置要求。 零件图见图 1- 1 5 图 1.1 零件图 1.2 零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件技术要求分析见表 1-1。 表 1-1 零件技术要求分析 序号 加工表面 精度等级 表面粗糙度 形位精度 1 19mm 孔 it9 10 2 m10 的螺纹孔 3 宽 16mm 的槽 it13 20 对称度 0.3 4 高 12mm 的台阶 20 5 两个相距 10mm 的平面 it13 20 位置度 0.3 6 叉口的上下端面 4 个平面 it13 5 垂直度 0.1 7 叉口的内圆弧 2 个曲面 5 6 2.毛坯的选择毛坯的选择 2.1 毛坯种类的选择毛坯种类的选择 零件材料为 20 号钢，考虑到汽车在行驶过程中经常变速运动，及正反向行 驶，零件在工作过程中经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，保证 金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。 2.2 毛坯制造方法的选择毛坯制造方法的选择 生产类型为大量，工件形状并不复杂，轮廓尺寸不大，所以采用模锻加工工 艺，既可以提高生产率，也可以保证加工精度。 2.3 毛坯形状及尺寸确定毛坯形状及尺寸确定 锻件质量约在 0.4-1kg，无磨削精加工工序，形状复杂系数为 s2，属于一般 级别，查表得模锻件内外表面加工余量在厚度方向 1.5-2.2mm，水平方向也是 1.5-2.2mm。 根据加工余量和零件基本尺寸，毛坯的尺寸和形状如图 2- 1 7 图 2- 1 毛坯图 3.工艺路线的拟定工艺路线的拟定 3.1 定位基准的选择定位基准的选择 3.1.1 粗基准的选择粗基准的选择 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求， 应以不加 工表面作为粗基准；如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表 面作为粗基准；选作粗基准的表面，应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷，以 便定位可靠； 粗基准一般只能使用一次， 即不应重复使用， 以免产生较大的误差。 根据以上要求，现选取19mm 孔的外轮廓不加工表面作为粗基准。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 遵循“基准重合”，“基准统一”，“自为基准”，“互为基准”的原则。 8 主要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，根据该零件的技术要求和装配要求，选择19mm 孔和孔左端面作为精基 准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，19mm 孔的轴线是设 计基准，选用其作精基准定位加工叉口两端面和 m10 螺纹孔，实现了设计基准和 工艺基准的重合，可以保证被加工表面的垂直度要求。另外，由于变速叉刚性较 差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应 垂直于主要定位基面，并应该作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作 用在叉杆上。选用19mm 孔左端面作为精基准，夹紧可以作用在19mm 孔的右 端面上，夹紧稳定可靠。 3.2 零件表面加工方案的选择零件表面加工方案的选择 各加工表面加工方案如表 3-1 表 3-1 加工方案表 序号 加工表面 加工方案 1 19mm 孔两端面 粗铣 2 19mm 孔 钻扩铰倒角 3 9mm 孔 钻攻倒角 4 叉口上下端面 粗铣精铣 5 叉口内圆弧面 粗铣精铣 6 12mm 台阶面 粗铣 7 间距 10mm 两侧面 粗铣 8 16mm 槽 粗铣 3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排 3.3.1 加工阶段的划分加工阶段的划分 按加工性质和作用的不同，工艺路线可分成如下几个阶段： （1） 粗加工阶段： 首先将精基准19mm 孔准备好， 包括19mm 及其两端面， 9 使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他的加工表面的精度要求；然后 粗铣台阶面及两侧面，叉口的两端面，叉口的两内圆弧面的粗铣，钻 m10 螺纹孔 并攻丝，粗铣 16mm 槽及槽两侧面（用于切除大部分加工余量，加工精度低，表 面粗糙度大。完成次要表面加工，例如钻孔、攻丝、铣键槽等） （2）精加工阶段:进行19mm 孔铰孔，叉口的两端面，叉口的两内圆弧面 的精铣（使主要表面均达到图纸要求） 3.3.2 机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排 机械加工工序的安排应遵循以下原则： （1）遵循“基准先行”原则，首先加工基准19mm 孔 。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3） 遵循 “先主后次” 原则， 先加工主要表面-19mm 孔的上端面和 19mm 孔，后加工次要表面-叉口的两端面。 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工叉轴 19mm 孔的两端面，后加工 19mm 孔。 3.3.3 热处理工序安排热处理工序安排 （1）预备热处理目的是改善切削性能，消除内应力。包括退火、正火和调 质，用在粗加工前后。其中退火和正火用在粗加工前，调质用于粗加工后。 （2）最终热处理目的是提高工件硬度和强度。包括淬火、渗碳、氮化等。 其中淬火和渗碳用于半精加工后精加工前，氮化用于精加工后。 3.3.4 辅助工序安排辅助工序安排 （1）表面处理工序：金属镀层，非金属镀层，氧化膜。 （2）其他工序安排：去毛刺、倒钝锐边，去磁，清洗，涂防锈油。 4.工序设计工序设计 10 4.1 机床和工艺装备的选择机床和工艺装备的选择 根据不同的工序选择不同的机床和工艺装备（选择参考机械制造技术基础 课程设计指导教程表 3- 13- 48、4- 14- 27 以及机床夹具设计的内容）具体选择 如表 4-1： 表 4-1 机床和工艺装备选择 工序 机床 工艺装备 铣19mm 孔两端面 xk1040-b 双面高强切削机 床 专用夹具，高速钢直柄立铣 刀,专用量具 钻、扩、铰19mm 孔，倒角 数控钻床 z35k 专用夹具，高速钢直柄麻花 钻，高速钢直柄铰刀，倒角 刀具，塞规 钻9mm 孔，攻丝到 m10 孔， 倒角 数控钻床 z35k 专用夹具，塞规，高速钢直 柄麻花钻，丝锥，倒角刀具 粗，精铣叉口上下端面和内 圆弧面 立式铣床 x52k，hs664rt 高 速加工中心 专用夹具， 镶高速钢三面刃， 专用量具，硬质合金铣刀 铣 12mm 台阶 立式铣床 x52k 专用夹具，专用量具，高速 钢直柄立铣刀 铣间距 10mm 两侧面 xk1040-b 双面高强切削机 床 专用夹具，高速钢直柄立铣 刀，专用量具 铣 16mm 槽 立式铣床 x52k 专用夹具，成型铣刀，专用 量具 4.2 工序设计工序设计 工序 1 毛坯模锻 工序 2 正火热处理 工序 3 铣19mm 孔两端面 用专用夹具定位工件， 在xk1040-b双面高强切削机床粗铣19mm孔上下两端面。 工序 4 钻、扩19mm 孔 工件材料:20 号钢，模锻。 机床:数控钻床 z35k 刀具：麻花钻，扩孔钻，铰刀 计算切削用量 11 根据刀具材料以及加工类型，依据机械工艺简明手册查表得： a.钻孔时rmmf/4 . 0=,min/25mvc= min/442 1000 r d v n c = 查取机床转速取min/450rn = min/25 1000 m dn vc= b.扩孔时rmmf/6 . 0=，min/35mvc= min/587 1000 r d v n c = 查取机床转速取min/630rn = = 1000 dn vc min/6 .37 m c.铰孔时mmap1 . 0=，rmmf/3 . 0=，min/3mvc= = d v n c 1000 min/50r 查取机床转速取min/56rn = = 1000 dn vc min/3 . 3 m （1）计算基本时间 钻孔min3 . 0 4 . 0450 4527 21 1 = + = + = fn lll fn l t 扩孔min130. 0 6306 . 0 4522 21 2 = + = + = fn lll fn l t 铰孔= 3 t= + = fn lll fn l 21 = + 563 . 0 4522 min917. 2 min347 . 3 917 . 2 130 . 0 3 . 0 1 =+=t （2）计算辅助时间 一般为作业时间的 10% = 12 %10ttmin335. 0 12 （3）布置工作地点时间 一般为作业时间的 2%7%， =+=)%(5 213 tttmin184 . 0 )335 . 0 347 . 3 (05 . 0 =+ （4）休息和自然时间 一般为作业时间的 2% =+=)%(2 214 tttmin074 . 0 )335 . 0 347 . 3 (05 . 0 =+ （5）准备和终结时间 一般按照作业时间的 3%5% =+=)%(5 215 tttmin184 . 0 )335 . 0 347 . 3 (05 . 0 =+ （6）单件时间计算 =+= 54321 ttttttmin124. 4184. 0074. 0184. 0335. 0347. 3=+ 工序 5 钻9mm 孔，攻丝到 m10，倒角 工序 6 粗铣叉口上下端面和内圆弧面 工序 7 铣 12mm 台阶 工序 8 铣间距 10mm 两侧面 工序 9 铣 16mm 槽 工序 10 氰化处理 工序 11 修正内孔 工序 12 精铣叉口上下端面，内圆弧面 用专用夹具定位工件，在 hs664rt 高速加工中心加工表面。 结结 束束 语语 通过机械制造工艺学课程设计的动手画图、 翻阅资料、 绘图和一步步的计算， 让我们对该课程理解更加深入， 老师的严格要求也督促了我们通过自己努力解决 面前的重重难题。在这次设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能 13 和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰了许多的问 题。但在我们的共同努力下，我们通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具 书，解决设计过程中遇到的一连串的问题。这次设计，我对零件机械加工工艺规 程的设计， 机床专用夹具等工艺装备的设计更加了解， 但我觉得也还只是皮毛吧， 这是一门很深厚的的学科，靠这几天也只能学会基础的；对所学的知识有了进一 步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了同学相互之间的协 同工作能力；学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。综合运用 所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。 参考文献参考文献 1孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991 2李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993 14 3崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993 4王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987 5黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，200