拨叉加工工艺及专用夹具设计.docx
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拨叉加工工艺及专用夹具设计
大连民族学院本科毕业设计
拨叉加工工艺及专用夹具设计
学院(系):
机电信息工程学院
专业:
机械设计制造及其自动化
学生姓名:
学号:
指导教师:
评阅教师:
完成日期:
2013.6.14
摘要
拨叉在车床中的变速机构里面起换档的作用,在同其他零件配合改变转速需要承受轻微载荷,因此加工同时应该保证重要表面应该达到技术要求。
对于零件本身而言,加工时尽量选择不需要加工的表面作粗基准。
而有几个不需要加工表面的零件,就应该以与加工表面有相对位置精度要求的不加工表面当做粗基准。
因为该零件的上端面还有底槽两边均与花键孔中心轴有位置关系,所以我们首先应该加工花键预制孔,通过花键预制孔来定位底槽还有上端面,最后再钻、攻螺纹孔。
此零件铣18H11槽所使用的夹具应该是专用夹具,由于拨叉属于车床里面的一个小的零件,它的的尺寸比较小,加工的时候需要夹紧力并不是很大,因此加工时候大都使用用手动夹紧的方法,并且还因为拨叉的机构简单,容易满足夹紧所需要求。
关键词:
拨叉;加工工艺;定位;夹具
Abstract
Theforkintheshiftingmechanismoflatheplaysaroleofgear,anditneedstochangespeedtowithstandaslightloadwhilecooperatingwithotherparts,soitisnecessarytoensuretheimportantsurfacemeetthetechnicalrequirementsduringtheprocessperiod.Tothepartitself,itisbettertochooseanotprocessingsurfaceascrudebenchmarks.Whenthereexistsmanyunnecessarysurface,itistochoosethesurfacewhichhasrelativepositionaccuracyasthecrudebenchmarks.Becausethereexistslocationrelationshipbetweentheupperendfacethecenteraxisofthesplinehole,sodoesthebottomgrooveandthehole,soweshouldprocesstheprefabricatedholesofthesplineatfirst,throughwhichwecouldlocatethebottomgrooveandtheupperendface,andfinallydrillandtapholes.Thispartusesdedicatedjigtomillthe18H11groove.Sincetheforkisasmallpartofthelathe,anditissmallinsize,whichcausesthattheclampingforceisnotlargewhenprocessingit,soitisbettertousemanualmethodtoclamp,andalsoeasytomeettheclamprequirementsbecauseofitssimplemechanism.
Keywords:
Fork;ProcessingTechnology;Positioning;Clamp
1.绪论
普通车床在车床中是使用最为广泛的一种,大约占车床类别总数的三分之二,因为它的主轴是水平方式放置的,因此我们通常称它为卧式车床。
CA6140车床的主要组成结构有:
主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆、丝杠和床身八个。
其中的进给箱体,又被称为走刀箱,进给箱里面装有车床的变速机构,而拨叉就在就在这个变速机构中,起到给主轴转速换挡的作用。
机械制造技术基础这门课程是在机械设计领域中比较重要的课程,工件的工艺规程设计以及其夹具结构的设计需要对所学专业知识有很全面的理解以及应用的能力,更是对未来工作中做相关工作的一次预热,加强了以后处理实际问题的能力,因此,我很高兴能选择这一课题进行研究。
本次所选831003拨叉的工艺分析还有它的夹具设计的内容主要包括:
拨叉加工工艺规程设计还有铣18H11槽的专用夹具设计,夹具属于工艺装备的重要组成部分,在机械加工领域里面占有很重要的地位,它对保证产品加工质量,提高产品的生产效率,减轻工人的劳动强度,缩短生产周期……都有着突出的贡献。
图1.1拨叉零件图
2.拨叉的分析
2.1拨叉的功用
毕业课题我选择的是车床拨叉(831003)的工艺设计还有它的18H11槽的夹具设计。
它是被安装在车床进给箱里的变速机构中,其主要作用是换挡,使车床主轴的回转运动能按照使用者的要求来工作,获得所需要的扭矩和回转速度。
2.2拨叉的工艺分析
一个成熟的零件不仅需要达到预期的设计要求,还需要有好的机械加工工艺性,也就是说需要保证加工质量同时也要让工件加工方便。
拨叉在车床上是一个很重要的零件,但其零件尺寸较小,内花键的精度要求较高,还有上端面需要以内花键为基准加工,所以拨叉的加工精度也要求很高。
拨叉底槽两边侧面与花键孔的中心轴有垂直度公差要求,它的上端面与花键孔的中心轴有平行度公差要求。
因为它的尺寸精度,还有各表面的表面加工质量都会影响机器的装配质量,从而进一步影响其性能与工作寿命,因此加工工艺规程设计是否完美是非常关键和重要的。
拨叉加工的步骤应该按照以下几个原则来说:
首先加工基面再加工主要表面,先安排进行粗加工的工序再安排精加工工序,先铣出平面再加工孔。
根据这几条原则来进行分析,我们就可以把拨叉加工的步骤划分为五步:
1.铣侧面;2.拉内花键;3.粗精铣上端面;4.粗精铣底槽;5.钻通孔,并攻丝。
(1)侧面需要最先加工是因为在后面的工序中需要一个好的定位面,粗糙度要求是Ra=6.3。
(2)以Ø22H12当做主要的加工面,拉内花键槽Ø25H7,键槽槽个数为6个,键槽的粗糙度要求底边为Ra=1.6,侧边为Ra=3.2,Ø22H12内孔壁粗糙度Ra=6.3。
(3)粗、精铣上端平面,它的表面粗糙度要求是Ra=3.2。
(4)粗、精铣18H11底槽,槽两边的粗糙度要求是Ra=3.2,槽底边要求的是Ra=6.3。
(5)钻、攻丝2-M8,并需要保证两螺纹孔的中心距为50mm。
2.3毛坯的选择
2.3.1拨叉对毛坯的工艺要求
1.铸件的壁应该薄厚均匀,不能有形状突变。
2.铸造圆角的大小要合适,不能有尖棱、尖角。
3.铸件的形状要尽可能的简化。
图2.1拨叉三维图
4.肋板的厚度和位置分布必须要合理,防止冷却的时候铸件变形甚至产生裂纹。
5.铸件材料的选择要适当,应该充分的考虑到材料的性能应该有较好的可铸造性。
2.3.2设计毛坯的形状和尺寸还应该考虑到
1.所有加工面的形状尽量要求简单。
2.工艺基准同设计基准应该相一致。
3.方便加工时装夹和检查。
4.结构统一,尽可能的使用普通机床和标准刀具进行加工。
提高毛坯的制造质量,可以在一定程度上减少机械加工的劳动强度,降低生产成本,但于此同时也会增加铸造毛坯的成本,所以在我们选择毛坯的时候应该多方面考虑。
在拨叉工作时会受到冲击载荷还有变载荷,所以我们本次设计选择的毛坯材料为HT200的锻件
,以确保金属材料里面的金属纤维不会被切断,保证零件的使用可靠性和使用寿命。
由于设计要求中未规定生产批量,我们暂定为中批生产,因为零件的尺寸不是很大,则可以采用模锻成型。
通过查询《金属机械加工工艺人员手册》得到等级为2级精度,底面还有侧面已经确定待加工余量是3±0.8mm。
2.2毛坯图
3工艺规程设计
3.1拨叉的加工工艺过程
通过对拨叉零件的分析我们可以知道。
拨叉零件主要的加工表面是内花键槽、平面还有槽。
而上端面还有槽侧边都与花键孔中心轴有平行度公差要求和垂直度公差要求。
就加工精度而言,加工时平面的加工精度比内花键的加工精度哥那个容易达到高水平的精度要求。
所以对于本次设计的拨叉零件来说,在加工过程当中保证内花键的尺寸精度还有位置精度就是本次设计的首要问题。
3.2确定各表面加工方案
选择加工方法需考虑很多因素,通常我们需要考虑零件材料的性质。
还有设计时候的加工精度要求和表面质量的要求,通过对要求的理解分析选择加工方法以及加工的次数。
根据生产类型来选择加工生产设备。
选择加工方法的时候一般按照零件主要表面的技术要求选定最终加工方法,再选择前面各工序的加工方法
3.2.1面的加工
侧面的加工是为后面加工孔还有花键时候做基准面,因此,加工方法可以选择一次铣面,粗糙度Ra为6.3。
加工上端面选择的方案是:
粗铣——精铣(IT7~IT9),粗糙度为Ra=6.3~0.8。
3.2.2孔的加工
拨叉零件孔的加工分为三种,内花间预制孔、内花键还有螺纹孔
(1)加工内花键的预制孔Φ22H12的加工
因为预制孔精度要求为H12,我们可以得出它的加工方案为:
一次钻孔
。
(2)内花键的加工
因为拉刀加工的精度高,可以保证键槽的精度,所以我们选择用拉刀来加工花键。
(3)2-M8螺纹孔的加工
螺纹孔的加工方案为钻孔、攻丝。
3.2.3槽的加工
槽的加工方案为:
粗铣——精铣(IT7~IT9)
,粗糙度为Ra=6.3~0.8,设计要求为6.3和3.2,粗铣时,精度可适当降低。
3.3确定加工的定位基准
3.3.1粗基准的选择原则
工件加工时在第一道加工工序中所使用的基准都用粗基准,粗基准是否选择正确,不仅仅与第一道工序的加工有关,而且对整个的加工过程都有重要的影响。
选择粗基准的标准一般遵循这几项原则:
(1)需要保证零件的加工表面同不被加工表面有位置精度要求:
在被加工零件上如果有无需再加工的表面应选择此加工面为粗基准,这样就可以保证两个面的位置关系。
(2)合理分配工件毛坯的加工余量:
从需要保证重要表面的加工余量均匀的角度上来考虑,应该尽量选择重要的表面作为粗基准。
(3)便与装夹:
所选用的粗基准能尽量的平整、光洁,不可以有锻造飞边,铸造浇口残留或者其他的尺寸缺陷并且有还要足够的支撑面积。
(4)在同一个尺寸方向上粗基准一般不允许重复使用:
多次使用难以保证各个表面间的位置精度。
本次设计既要保证拨叉面与面间的位置关系,又得保证拨叉在整个的加工过程里基本上都能用统一的基准来定位。
所以我们从零件图上分析可知,选择侧面作为拨叉的加工粗基准。
3.3.2精基准选择的原则
(1)基准重合原则:
我们尽量使用设计基准来当做定位基准。
这样就可以避免定位基准同设计基准不是一个基准,从而引起基准不重合误差。
(2)基准统一原则:
应该尽最大的可能来选择同一组精基准去加工工件上尽可能多的表面,以保证被加工的各个表面之间都具有准确的相对位置精度。
(3)互为基准的原则:
当工件上的两个被加工面间有很高的位置精度要求,我们就可以让这两个加工表面互为基准。
(4)自为基准原则:
在有些精加工的工序中或者要求加工余量很小并且均匀,就可以用加工表面本身来作为精基准进行加工。
在本次设计中,用精度较高的Ø25H7内花键槽
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- 关 键 词:
- 加工 工艺 专用 夹具 设计