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说明书
设计题目:设计转速器盘零件的机械加工工艺规程及
钻Ф20沉孔工序的专用夹具
姓名:陈存建
学号:120232306
班级:机电123
指导教师:陈芳
河南机电高等专科学校
2015年3月3日
机械制造技术课程设计
任务书
题目:设计叉杆零件的机械加工工艺规程及钻Ф20沉孔工序的专用夹具
内容:〔1〕零件——毛坯合图1张
〔2〕机械加工工艺规程卡片1套
〔3〕夹具装配图1张
〔4〕夹具体零件图1张
〔5〕课程设计说明书1份
原始资料:该零件图样一张;生产纲领为8000件/年;每日
一班。
姓名:陈存建
学号:120232306
班级:机电123班
指导教师:陈芳
2015年3月3日
目录
第1章零件分析 1
1
1
第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图 2
第3章工艺规程设计 3
3
3
、夹、量具 4
4
6
8
第4章钻Ф20沉孔工序专用夹具设计 17
17
17
17
18
1
第1章零件分析
题目所给的零件是叉杆,它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连,下方的R23半孔那么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,加工时分开。
该叉杆的材料为QT45-5,球墨铸铁,最低抗拉强度σb为450kgf/mm2,,伸长率δ为5%,硬度160~210HBS。球墨铸铁在铸铁中力学性能最好,兼有灰铸铁的工业优点,抗拉强度可以和刚相当,塑性和韧性也有了很大的提高。球墨铸铁的焊接性能和热处理性能都优于灰铸铁。可以制成承受很大冲击的零件。该叉杆形状、结构比拟简单,通过铸造毛坯可以得到根本形状,减少了加工工序,又节约了材料。除了孔以外,其余外表加工精度较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床等机床的粗加工就可以到达加工要求;而主要工作外表虽然加工精度较高,但也可以在正常的生产条件下,采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可以见,该零件的工艺性较好。以下是叉杆需要加工的外表以及加工外表之间的位置要求:
1、通孔Φ20+,
2、通孔Φ10+,,通孔Φ10++
3、沉孔Φ20,深2mm,
4、-6H,与叉杆轴线夹角为40°
5、孔Φ20+,
6、半圆孔R23+,
7、半圆孔R23+--,,两端面与孔Φ20+。
第2章确定毛坯、画毛坯—零件合图
机械加工中毛坯的种类很多,如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等,同一种毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是铸件和锻件。零件材料为QT45-5,为球墨铸铁,该类型的球墨铸铁最低抗拉强度σb为450kgf/mm2,,伸长率δ为5%,布氏硬度160210HBS。零件结构又比拟简单,生产类型为大批生产,应选择砂型铸件毛坯〔机器造型和壳型〕。
根据各工序可以确定毛坯的根本尺寸:
加工外表
机械加工后根本尺寸〔mm〕
加工方式
机械加工余量〔mm〕
毛坯铸件根本尺寸〔mm〕
叉杆头上下端面
42
〔上端面〕粗铣
3
49
〔下端面〕粗铣-半精铣
4
叉杆头内圆孔
Φ20
扩-扩-铰
2
18
叉杆脚上下端面
12
粗铣-精铣
7
19
叉杆脚内圆面
R23
粗铣-半精铣
4
19
通孔Φ10
Φ10
钻-铰
10
0
内螺纹M8
M8
钻-攻螺纹
8
0
毛坯图见附图
2
第3章工艺规程设计
粗基准的选择:对于同时具有加工外表与不加工外表的工件,为了保证不加工面与加工外表之间的位置要求,那么应以不加工外表作为定位基准。假设工件上有多个不加工外表,应选其中与加工外表位置精度要求高的外表为粗基准。如果首先要求保证工件某重要外表加工余量均匀时,应选择该外表的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要外表的余量均匀,应选重要外表为粗基准。应尽可能选择光滑平整,无飞边,浇口,冒口或其他缺陷的外表为粗基准,以便定位准确,夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次,应该尽量防止重复使用。因此,选择孔的外圆柱面作为粗基准。
精基准的选择:应满足基准重合,基准统一,自为基准,互为基准等原那么。所选的精基准应能保证定位准确,夹紧可靠,夹具简单,操作方便等。
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,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,以便使生产本钱尽量下降。
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能到达的经济精度,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,以便使生产本钱尽量下降。根据?机械制造技术根底课程设计指南?第128页表5-15选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:
工序1:以叉杆头下端面为粗基准,粗铣叉杆头上端面,
工序2:以叉杆头上端面为基准,粗铣-半精铣叉杆头下端面,
工序3:以孔叉杆头下端面为基准,钻-扩-铰叉杆头内圆外表,使孔的精度到达8级,保证其垂直度误差
工序4:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣-精铣叉杆脚的上下端面,保证其垂直度误差
3
工序5:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣叉杆脚的内圆面
工序6:以叉杆头内圆外表为基准,钻沉孔Φ20,钻-扩-粗铰-精铰通孔Φ10,使孔的精度到达8级,并保证其垂直度误差,
工序7:以叉杆头内圆外表为精基准,钻一个M6的孔,
工序8:铣倒角,
工序9:去毛刺;
工序10:清洗及终检。
、夹、量具
加工过程中的粗铣、半精铣使用铣床,钻、扩、铰、攻丝使用钻床,车倒角使用车床。由于叉杆的形状不规那么,所以不宜使用通用夹具,各工序均使用专用夹具。叉杆的一局部尺寸没有精度要求,使用游标卡尺测量即可,而孔Φ20++,测量时使用百分表和千分表。
工序1:以叉杆头下端面为粗基准,粗铣叉杆头上端面,
机床:X52K
***:Φ70镶齿套式面铣刀
加工余量:3mm
背吃刀量:3mm
进给量:316mm/min
主轴转速:375r/min
工序2:以叉杆头上端面为基准,粗铣-半精铣叉杆头下端面,
机床:X52K
***:Φ70镶齿套式面铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
背吃刀量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
进给量:316mm/min〔粗铣〕,750mm/min〔半精铣〕
主轴转速:375r/min〔粗铣〕,600r/min〔半精铣〕
4
工序3:以孔叉杆头下端面为基准,钻-扩-铰叉杆头内圆外表,使孔的精度到达8级,保证其垂直度误差
机床:Z37
***:Φ18钻头,,,Φ20铰刀
加工余量:18mm〔钻〕,〔扩〕,〔粗铰〕,〔精铰〕
背吃刀量:18mm〔钻〕,〔扩〕,〔粗铰〕,〔精铰〕
进给量:〔钻〕,〔扩〕,1mm/r〔粗铰〕,1mm/r〔精铰〕
主轴转速:180r/min〔钻〕,355r/min〔扩〕,450r/min〔粗铰〕,710r/min〔精铰〕
工序4:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣-精铣叉杆脚的上下端面,保证其垂直度误差
机床:X52K
***:Φ70镶齿套式面铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕,(精铣)
背吃刀量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕,(精铣)
进给量:150mm/min〔粗铣〕,600mm/min〔半精铣〕,475mm/min(精铣)
主轴转速:375r/min〔粗铣〕,600r/min〔半精铣〕,950r/min〔精铣〕
工序5:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣叉杆脚的内圆面
机床:X52K
***:Φ10立铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
背吃刀量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
进给量:150mm/min〔粗铣〕,750mm/min〔半精铣〕
主轴转速:375r/min〔粗铣〕,600r/min〔半精铣〕
工序6:以叉杆头内圆外表为基准,钻沉孔Φ20,钻-粗铰-精铰通孔Φ10,使孔的精度到达8级,并保证其垂直度误差
机床:Z37
5
***:Φ20麻花钻,,,Φ10铰刀,
加工余量:10mm,〔钻〕,〔粗铰〕,〔精铰〕,
背吃刀量:10mm,〔钻〕,〔粗铰〕,〔精铰〕,
进给量:,〔钻〕,1mm/r〔粗铰〕,〔精铰〕,
主轴转速:180r/min,180r/min〔钻〕,450r/min〔粗铰〕,710r/min〔精铰〕,
工序7:以叉杆头内圆外表为精基准,钻一个M6的孔,
机床:Z37
***:Φ6麻花钻,
加工余量:6mm〔钻孔〕,2mm〔内螺纹〕
背吃刀量:6mm〔钻孔〕,2mm〔内螺纹〕
进给量:〔钻孔〕,〔内螺纹〕
主轴转速:180r/min〔钻〕,280r/min〔内螺纹〕〔根据p195,8m/min〕
工序1:以叉杆头下端面为粗基准,粗铣叉杆头上端面,
机床:X52K
***:Φ70镶齿套式面铣刀
加工余量:3mm
背吃刀量:3mm
进给量:316mm/min
主轴转速:375r/min
Tj1=〔l+l1+l2〕/fMz=20S
工序2:以叉杆头上端面为基准,粗铣-半精铣叉杆头下端面,
机床:X52K
***:Φ70镶齿套式面铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
背吃刀量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
进给量:316mm/min〔粗铣〕,750mm/min〔半精铣〕
主轴转速:375r/min〔粗铣〕,600r/min〔半精铣〕
fMz1=fZ*Z*n=300mm/min,fMz2=fZ*Z*n=750mm/min
6
Tj1=〔l+l1+l2〕/fMz=20S,Tj2=〔l+l1+l2〕/fMz=
工序3:以孔叉杆头下端面为基准,钻-扩-铰叉杆头内圆外表,使孔的精度到达8级,保证其垂直度误差
机床:Z37
***:Φ18钻头,,,Φ20铰刀
加工余量:18mm〔钻〕,〔扩〕,〔粗铰〕,〔精铰〕
背吃刀量:18mm〔钻〕,〔扩〕,〔粗铰〕,〔精铰〕
进给量:〔钻〕,〔扩〕,1mm/r〔粗铰〕,1mm/r〔精铰〕
主轴转速:180r/min〔钻〕,355r/min〔扩〕,450r/min〔粗铰〕,710r/min〔精铰〕
Tj1=〔l+l1+l2〕/(f*n)=32S
Tj2=〔l+l1+l2〕/(f*n)=
Tj3=〔l+l1+l2〕/(f*n)=
Tj4=〔l+l1+l2〕/(f*n)=
工序4:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣-精铣叉杆脚的上下端面,保证其垂直度误差
机床:X52K
***:Φ20立铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕,(精铣)
背吃刀量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕,(精铣)
进给量:150mm/min〔粗铣〕,600mm/min〔半精铣〕,475mm/min(精铣)
主轴转速:375r/min〔粗铣〕,600r/min〔半精铣〕,950r/min〔精铣〕
Tj1=〔l+l1+l2〕/fMz=
Tj2=〔l+l1+l2〕/fMz=4S
Tj3=〔l+l1+l2〕/fMz=
工序5:以叉杆头内圆外表为精基准,粗铣-半精铣叉杆脚的内圆面
机床:X52K
***:Φ20立铣刀
加工余量:3mm〔粗铣〕,1mm〔半精铣〕
7