机械工艺课程设计液压传动系统的设计.doc
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1、前 言 制造业特别是机械制造业是国民经济的支柱产业,现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。由于中国潜在的巨大市场和丰富的劳动力资源,世界的制造业正在向中国转移,中国正在成为世界的制造大国。我国在家电等若干产品的产量已居世界第一位。但是在自主知识产权的创新设计、先进制造工艺和装备及现代化管理等方面仍然存在很大差距,所以我们还不是制造强国。我们搞工业的人应该立志于发展我们国家的工业生产,加快我们国家工业发展的步伐,在更短的时间内赶上世界强国,树立我工业大国的形象。因此,现在我们就要在继承传统工业的基础上,改进我们那些落后的工艺方法,继承先进的传统工艺方
2、法,不停创新的基础上加快工业发展的步伐。摘 要此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计,其零件具有体积小,零件复杂的特点。在制定工艺规程时,就先加工面,扩、钻花键底孔,倒角,拉花键;再以花键的中心线及右端面为基准来铣槽和磨削,这样定位精度很高。其中各工序夹具都采用专用夹具,选一面两销的定位方式,并以操作简单的手动夹紧方式夹紧,其机构设计简单,方便且能满足精度要求。关键词 拨叉,加工工艺,专用夹具,设计AbstractThe design is part of the processing technology for fork and fixture design, its parts is
3、small, the characteristics of complex parts. When in the development of process planning, the first processing side, expansion, spline bottom drilling, chamfering, pull the spline; then the center line and the right end of the spline surface as the base to slot milling and grinding, so that high pos
4、itioning accuracy . The process of fixture using special jig, choose one of two pins, and localization way of manual operation simple clamping mode, the design of clamping simple, convenient and can satisfy the requirement of accuracy.Key words Fork,Processing technology, Dedicated fixture ,Design 1
5、. 铸件表面应清楚毛刺、披缝结瘤和粘砂,不应有裂缝、砂眼和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷2. 正火处理,硬度174207HBS,拨叉脚局部淬火,硬度不小于50HRC,淬深为0.71.2mm3. 未注铸造圆角为R3R54. 去除锐边毛刺5. 不加工表面清砂洗净,涂铁红环氧底漆图1-1东风-150型拖拉机变速箱内用于-档变速齿轮拔叉零件速目 录前言1 摘要1 第一章 零件的工艺分析41.1零件的功用、结构及特点4 1.2主要加工表面几及其要求 4第二章 毛坯的选择4 2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差4 2.2确定毛坯的技术要求 52.3绘制毛坯图 5第三章 基准的选择5第四章 拟定机械加工
6、工艺路线6 4.1 确定各表面的加工方法 6 4.2 拟订加工工艺路线6 4.3工艺路线方案的分析与比较 7第五章 确定机械加工余量、工序尺寸及公差8 第六章 选择机床及工艺装备 9 6.1选择机床 9 6.2选择刀具 9 6.3选择夹具 9 6.4选择量具 9第七章 确定切削用量及基本工时 11第八章 填写工艺文件 13 总结 24 谢辞25参考文献26 第一章 零件的工艺分析1.1零件的功用、结构及特点该零件是以15H8孔套在轴上,并用销钉经H12孔与轴定位的,拨叉脚卡在双联齿轮的槽中,变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动,拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移,就可实
7、现变速箱的变速功能,从而实现拖拉机的变速。 拨叉的主要工作表面为操纵箱及拨叉两端面。主要配合面为15H8孔、5H12孔和拨叉脚内侧而50H12。该零件属特殊形状零件,但复杂程度一般。由于拨叉在工作时有一定的强度、刚度和韧度。1.2 主要加工表面几及其要求1. 拨叉安装孔 孔径15H8(+0.0270)的 孔是拨叉的安装孔,起形状公差遵守包括要求,表面粗糙度Ra为3.2m;孔端面位置尺寸为30mm,表面粗糙度Ra为12.5m2. 拨叉脚端面 拨叉脚端面的厚度为7(-0.15-0.25 )mm,两端面对孔15H8轴线的垂直度公差为0.1mm,外端面与操纵槽对称面的距离为31mm,表面粗糙度Ra为6
8、.3m.。3. 拨叉脚内侧面拨叉脚内侧面的宽度为50H12(0+0.25)mm,其对称面与拨叉头对称面间的夹角为 2011,表面粗糙度Ra为12.5m。4. 操纵槽 操纵槽的宽度为13(+0.20 ) mm,深度为12 mm,对称面与拨叉安装孔端面的距离为12 mm ,表面粗糙度Ra为12.5m。5. 拨叉紧定孔拨叉紧定孔的孔径为5H12(+0.120) mm,孔深为23 mm,其形状公差遵守包容要求,孔轴线对孔15H8mm轴线的位置度公差为0.2mm,并遵守最大实体要求。第二章 毛坯的选择 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差因零件材料为铸刚,要求的年产量为5 000件,属大批生产
9、,拨叉的轮廓尺寸不大,且有较多不需要切削加工的表面,所以毛坯选用金属模砂型机器制造型铸造成形。选择以通过零件最高线且平行于拨叉脚对称面的平面(拨叉脚对称面偏右1.7mm)作为分型面,采用带型芯的分模造型,可多件同时浇注,钢液由两拨叉脚经横浇道流入。拨叉属特形零件,且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序较多,故零件毛坯选为精铸件。铸件尺寸公差等级为CT9(见表3-1),加工余量等级按CT9-MA-H/G级(见表3-2)。查表3-3,拨叉头端面留单边余量为2.5mm,15H8孔不铸出,拨叉脚两端面留为3.5mm的单边余量,拨叉脚内侧面留单边余量为3.5mm,操纵槽留单边余量为6.5mm。2.2
10、确定毛坯的技术要求铸件不应有裂纹,砂眼和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷。铸件表面应清楚毛刺、结瘤和粘砂等。正火处理硬度为174207HBS,以消除内应力,改善切削加工性能。未注圆角为R3R5mm。起模斜度为30。2.3 绘制毛坯图根据图1-1所示拨叉零件图,在各加工表面上加上机械加工余量,绘制毛坯图,并标注尺寸和技术要求,如图1-2所示。图1-2 东风-150型拖拉机-挡闭合齿轮拨叉毛坯图第三章 基准的选择该拨叉零件图中较多尺寸及形位公差是以15H8孔及其端面为设计基准的,因此,必须首先先加工出15H8孔及其端面,为后续工作为基准。根据粗、精基准选择原则,确定各加工表面的基准如表1-1所示。表1-
11、1加工表面的基准序号加工部位基准选择115H8孔及其端面拨叉头的外形轮廓及端面(粗基准)2拨叉脚两端面(粗加工)15H8孔及其端面3拨叉脚两端面(精加工)15H8孔及拨叉脚端面4拨叉脚内侧面50H1215H8孔、拨叉脚端面及拨叉脚外侧面5操纵槽13(+0.20)15H8孔及其端面、拨叉脚内侧面65H12孔15H8孔、操纵槽、拨叉脚内侧面第四章 拟订机械加工工艺路线4.1 确定个表面的加工方法根据个加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求,选定如下加工方法:15H8孔的端面加工方法为车削;15H8孔的加工方法为钻、扩、铰和孔口倒角;拨叉脚两端面的加工方法为铣削磨削;其内侧两端面的加工方法为铣削;操纵
12、槽的加工方法为铣削;H12孔的加工方法为钻削。具体加工方法的分析如下。 拨叉头端面:为未注公差尺寸,公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra12.5m,查表4-2及表4-5,需进行粗车。 15H8孔:表面粗糙度为Ra3.2m,公差等级IT8,查表4-3知15H8孔可采用钻扩铰。 15H8孔口倒角,表面粗糙度为Ra12.5m,粗车即可。 拨叉脚两端面:表面粗糙度为Ra6.3m,公差等级为IT12,查表4-5知粗铣可达到要求。拨叉脚局部淬火,铣后需进行磨削。 操纵槽:宽度13(+0.20 ),公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5m,查表4-2只需粗铣。 5H12孔表面粗糙度为Ra12.5m,查
13、表4-3只需钻削。 拨叉脚内侧面,宽度尺寸为50H12,公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5m,查表4-2粗铣即可。4.2 拟订加工工艺路线加工方案有以下两种,分别如表1-2和1-3所示. 表1-2 加工方案一工序号内容设备工序号内容设备10车拨叉头端面、钻、扩、铰15H8孔,孔口倒角轮回式转塔式车床60钻5H12孔钻床20孔口倒角、校正拨叉脚钻床、校正工具70去毛刺30粗铣拨叉脚两端面铣床80拨叉脚局部淬火40铣拨叉脚内侧面铣床90校正拨叉脚校正工具50铣侧纵槽铣床100磨拨叉脚两端面磨床110清洗120检验表1-3 加工方案二工序号内容设备工序号内容设备10车拨叉头端面卧式车床80
14、钻5H12孔钻床20钻、扩、铰15H8孔钻床90去毛刺30孔口倒角车床100拨叉脚局部淬火40校正拨叉脚校正工具110校正拨叉脚校正工具50粗铣拨叉脚两端面铣床120磨拨叉脚两端面磨床60铣拨叉脚内侧面铣床130清洗70铣操纵槽铣床140检验4.3 工艺路线方案的分析与比较 1. 方案一按工序集中组织工序,15H8孔及端面采用回轮式转塔车床和专用夹具加工,在一台车床上完成。其优点是:工艺路线短,减少了工作装夹次数,易于保证加工面的相互位置精度,需要的车床数量少,减少工件在工序间的运输,减少辅助时间和准备终结时间。2. 方案二 按工序分散原则组织工序,先在卧式车床上用三爪自定心卡盘装夹加工拨叉头
15、端面,然后在钻床上用钻模加工15H8孔(钻扩铰),孔口倒角则在另一台车床上加工。其优点是可以采用通用夹具,缺点是工艺路线长,增加了工件的装夹次数,而且工序10和工序20重复使用粗基准定位。 由于该拨叉零件形状不规则,加工面分散,要适应大批生产,可以采用自动机床或专用机床配以专用夹具,尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求,综合比较,考虑选择方案一更为合理。第五章 确定机械加工余量、工序尺寸及公差加工余量可采用查表修正法确定。确定工序尺寸的一般方法是:由加工表面的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件图样要求标注。当无基准转换时,同一表面多次加工的工序只与工序(或工步)的加工余量有关。当
16、基准不重合时,工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注,但毛坯和孔心距尺寸带一般取双向对称布置。中间工序尺寸的公差可从相应的加工经济精度表中查得。 拨叉零件第一道工序各工步无基准转换,其余各表面加工均用统一基准且基准重合,故只需查得加工余量,便可确定工序尺寸。为保证拨叉脚局部淬火淬深,要进行一个工艺尺寸链的计算。 根据上述原始资料和加工工艺,查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差,如图1-4所示。表1-4 机械加工余量及工序尺寸工序号工序内容单边余量/mm工序尺寸/mm表面粗糙度Ra/m10车拨叉头端面2.53012.5钻15H8孔71412.5
17、扩15H8孔0.414.86.3铰15H8孔0.215H 8(+0.0270)3.2孔口倒角1C112.530粗铣拨叉脚两端面3.27.60-0.112.540铣拨叉脚内侧面3.55H12(+0.250)12.550铣操纵槽6.513+0.2012.560钻5H12孔2.55H12(+0.120)12.5100磨拨叉脚两端面0.37(-0.15-0.25 )6.3第六章 选择机床及工艺装备6.1 选择机床1)工序10 由于加工零件轮廓尺寸不大,该工序又包括五个工步,为减少装卸刀时间,选用C336-1型回式转塔车床比较合适。2)工序20孔口倒角。由于零件形状不规则、尺寸较小,故采用锪钻在Z525
18、型立式钻床上加工。3)工序30、40、50粗铣拨叉脚两端面、内侧面时,为提高效率,采用两把错齿三面刃粗合铣刀同时加工;粗铣操纵槽也用三面刃铣刀。考虑该零件是大批生产,所以选用机床使用范围较广为宜,因此选用XA6132型卧式铣床能满足加工要求。 4)工序60 钻5H12。由于孔的直径较小,故可采用专用夹具在立式钻床上加工,选用Z515型立式钻床。5)工序100 磨拨叉脚两端面。为减少工件装夹次数,选用M7120A卧轴矩台平面磨床。6.2 选择刀具该零件无特形表面,成批生产,一般采用通用或标准刀具。 车床上粗车拨叉头端面用P10端面车刀,钻扩铰15H8孔及孔口倒角、钻5H12孔均可选用标准刀具;1
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