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遼寧工程技術大學課程設計　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8 課 程 設 計 題 目： “撥叉”的機械加工工藝規(guī)程及 Ф10H7孔加工的工藝裝備設計 班　　級： 姓　　名： 指導教師： 完成日期： 課程設計任務書 一、設計題目 “撥叉”的機械加工工藝規(guī)程及Φ10H7尺寸加工的專用夾具設計 二、原始資料 (1) 被加工零件的零件草圖 1張 (2) 生產(chǎn)類型: 中批量生產(chǎn) 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1張 (2) 工件的毛坯圖 1張 (3) 機械加工工藝過程卡片　　　　　 1張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張 (5) 夾具裝配圖 1張 (6) 課程設計說明書(5000～8000字) 1份 說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)） ①目錄 ②摘要（中外文對照的，各占一頁） ③零件工藝性分析 ④機械加工工藝規(guī)程設計 ⑤指定工序的專用機床夾具設計 ⑥方案綜合評價與結論 ⑦體會與展望 ⑧參考文獻：列出參考文獻(包括書、期刊、報告等，10條以上)課程設計說明書一律用A4紙、縱向打印. 四、進度安排(參考) (1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天 (3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天 (4) 編寫說明書 3天 (5) 準備及答辯 2天 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設計方案合理并新穎，設計說明書及設計圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設計方案合理，設計說明書及設計圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設計方案一般，設計說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設計過程中勤奮精神不夠： 不及格：設計方案有嚴重錯誤，設計說明書及設計圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設計過程中勤奮好學精神不夠。 摘　要 這次設計的是拖拉機用撥叉零件，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用，它位于拖拉機變速箱的換擋機構中，主要起換檔作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定撥叉的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。 我希望能通過這次課程設計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打好基礎。 Abstract This time I design the tractors of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a tractor, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and thefollowing course’s tudying . . 目 錄 1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------------1 1.1撥叉的用途-----------------------------------1 1.2．撥叉的技術要求------------------------------1 1.3．審核撥叉的工藝性----------------------------2 1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類型---------------------------2 2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------2 2.1．選擇毛坯------------------------------------2 2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------2 3．擬定拔叉工藝路線------------------------------3 3.1．定位基準的選擇------------------------------3 3.2．表面加工方法的確定--------------------------3 3.3加工階段的劃分-------------------------------4 3.4工序的集中與分散-----------------------------4 3.5，工序順序的安排------------------------------4 3.6：確定工藝路線--------------------------------5 4、夾具設計---------------------------------------6 4.1問題的提出-----------------------------------6 4.2夾具設計-------------------------------------6 參考文獻-------------------------- -------------- ---------------------------8 1 撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1 撥叉的用途 該撥叉產(chǎn)品主要應用在拖拉機變速箱的換擋機構之中，撥叉以 φ20+0.035 0mm孔套在變速叉軸上，并用銷釘經(jīng)φ8孔與變速叉軸聯(lián)結，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。 該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用,因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ20mm和鎖銷孔φ8 ，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。 1.2 撥叉的技術要求 按表形式將該撥叉的全部技術要求列表中 撥叉零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差mm 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/μm 撥叉頭右端面 34 IT12 12.5 撥叉頭左端面 34 IT10 2.5 φ20mm孔 20 IT8 1.6 φ10mm孔 10 IT10 3.2 撥叉腳兩端面 12 IT11 6.3 操縱槽端面 78 IT12 φ8孔 8 IT10 3.2 φ3孔 3 IT12 叉爪口內(nèi)側面 50 IT11 6.3 該撥叉形狀的特殊、結構簡單，屬典型的叉桿類零件，為實現(xiàn)換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準備的位置，改換檔位準確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為φ8mm。 綜上所述，該撥叉件的各項技術要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。 1.3 審核撥叉的工藝性 分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的剛法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 依設計題目。該撥叉的生產(chǎn)類型定為中批量生產(chǎn)。 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1 選擇毛坯 由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機器造型方法制造毛坯。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量 要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 2.2.1 公差等級 由于撥叉的功用和技術要求。確定該零件的公差等級為普通級。 2.2.2 鑄件重量 經(jīng)計算機械加工后該撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。 2.2.3 鑄件的材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M2級。 撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量 鑄件的質(zhì)量/kg 包容體質(zhì)量/kg 形狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 1.5 3 S2 M2 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/ mm 備注 寬度φ50 2.4 2.2 ----- 厚度34 2.3 2.6 ----- 厚度12 2.1 2.2 ----- 孔徑φ20 2.2 2.4 ------ 中心距78 1 ±0.2 ------- 3 擬定拔叉工藝路線 3.1 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 3.1.1 粗基準的選擇 以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。 3.1.2 精基準的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 3.2 表面加工方法的確定 根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度Ra/μm 加工方案 撥叉頭右端面 IT12 12.5 粗銑 撥叉頭左端面 IT10 2.5 粗銑-半精銑 φ20mm孔 IT8 1.6 鉆-粗絞-精絞 φ10mm孔 IT10 3.2 鉆-絞 撥叉腳兩端面 IT11 6.3 粗銑 撥叉腳下端面 IT10 2.5 粗銑-半精銑 操縱槽端面 IT12 粗銑 φ8孔 IT10 3.2 鉆-絞 φ3孔 IT12 鉆 叉爪口內(nèi)側面 IT11 6.3 鉆-絞 3.3 加工階段的劃分 該拔叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進行拔叉腳兩端面的半精銑加工。 3.4 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。 3.5 工序順序的安排 3.5.1 機械加工工序 （1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準——撥叉頭左端面和叉軸孔。 （2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。 （4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。 3.6 確定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表列出了撥叉的工藝路線。 工 序 號 工序內(nèi)容 設 備 工 藝 裝 備 1 粗銑兩端面至35.125-34.875mm Ra12.5μm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 2 半精銑撥叉頭左端面至34-33.9mm Ra3.2μm 立式銑床X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺、專用夾具 3 鉆、粗鉸、精鉸孔至φ20-20.035mm Ra1.6μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 4 鉆、絞內(nèi)側面至φ50.17-50mm Ra6.3μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 5 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘 6 粗銑兩端面至12-11.982mm Ra6.3μm 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具 7 粗銑、半精銑下端面至76-75.8mm Ra2.5μm 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 8 粗銑操縱槽端面至24-23.79mm Ra12.5μm 立式銑床X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具 9 鉆孔至φ8-8.06mm Ra3.2μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 10 鉆孔至φ3-3.14mm 四面組合鉆床 麻花鉆、內(nèi)徑千分尺 11 鉆、鉸孔至φ10-10.090mm Ra3.2μm 四面組合鉆床 麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺 12 去毛刺 鉗工臺 平銼 13 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等 14 熱處理 淬火機等 15 校正撥叉角 鉗工臺 手錘 16 磨削撥叉角兩端面 磨床M7120A 砂輪、游標卡尺 17 清洗 清洗機 18 終檢 四面組合鉆床 塞規(guī)、百分表、卡尺等 4 夾具設計 4.1 問題的提出 本夾具主要用來絞φ10H7孔，有一定的精度要求和公差要求。此外，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。 4.2 夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并設計工序11——鉆絞φ10H7的夾具。本夾具將用于四面組合機床，刀具為麻花鉆、絞刀。 4.2.1 定位基準選擇 由為了保證大孔和小孔中心距的尺寸和公差要求，因此采用兩小孔的軸心為定位基準。從而保證了加工部位的尺寸和位置要求。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套。 4.2.2 定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個定位銷，這兩個定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時與其相匹配軸的尺寸與公差相同。此外，這兩定位銷共同保證加工尺寸的精度。 （2）計算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差。鉆套外徑φ10H7與襯套孔φ10H7的最大間隙為：。襯套外徑φ20r6與鉆模板孔φ20H7的最大間隙為：。 則鉆套中心與工作臺平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。 （3）計算定位銷軸與工作臺的平行度誤差。定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：。根據(jù)夾具體孔的長度，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：0.034/14，即0.24/100。 4.2.3切削力及夾緊力計算 查表可得=42.7、xf=1.0、 yf=0.7、=.0.9。 因此Fz=.595N。查表可得=0.021、xM=2.0、yM=0.8、 因此扭矩：M=1.6Nm 由夾緊力機構產(chǎn)生的實際夾緊力應滿足下式：P=K×。其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4。K1——基本安全系數(shù) 1.3 K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3——刀具鈍化系數(shù)1.15 K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2 所以：K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結構特征,決定選用滑動壓板夾緊結構 而且不需要進行強度.校核.。 夾緊設計及操作的簡要說明：如前所述，在設計夾夾具時，應該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結構的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機構成了首選的方案。這種結構的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設計成活動的。 參考文獻 [1] 機床夾具設計（第二版） 肖繼德、陳寧平主編 機械工業(yè)出版社 2000.5 [2] 機床夾具的現(xiàn)代設計方法 秦國華主編 航空工業(yè)出版社 2006.11 [3] 機械制造技術基礎 黃健求主編 機械工業(yè)出版社 2005.11 [4] 機床夾具設計 秦寶榮主編 中國建材工業(yè)出版社 1998.2 [5] 機械制造技術基礎課程設計指南 崇凱主編 化學工業(yè)出版社 2007.2 [6] 機械制造與模具制造工藝學 陳國香主編 情話大學出版社 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