零件的機械加工工藝方案設計

2021-12-21 03:21:05 字數 2526 閱讀 6533

機械製造技術基礎大作業

院系:專業:機械設計製造及其自動化

班級:設計者:

學號:指導老師:

哈爾濱工業大學

日期:2011-5-30

序言目前我們已經學習完了機械製造技術基礎課程的全部講授內容,厚厚的一本書中涵蓋著廣博而豐富的知識,凝結了無數前人的工作成果與寶貴的經驗總結,使我在專業知識的學習方面收穫頗豐,一定程度上掌握了金屬切削原理,切削刀具基礎,夾具的使用與設計,加工質量的影響因素與控制,機械加工工藝的規程制訂。結合認知實習,也切身見識了各種工具機與加工工藝流程。

然而,在理論與實踐學習中也遇到了很多不解之處,深感對本門課程的認識很淺,在作業的完成過程中也發現了很多問題,不足之處請老師多多予以指點!

一、 零件結構特點和技術要求的分析

圖中所給零件圖樣為撥叉,用於車床變速機構中,主要用於換擋,使主軸的轉速按照設計的傳動比進行變速。從圖中所給零件圖樣中分析:

(1)加工精度。待加工零件為撥叉,可分為三個精度等級:it6級, mm的槽;it9級, mm的槽以及花鍵槽mm。

it12級, mm的六齒矩形花鍵孔和mm的花鍵底孔。花鍵孔的兩端面要求15o的倒角。

(2)尺寸精度。撥叉的mm的槽和花鍵槽寬mm的尺寸精度要求較高。對於花鍵,由於是內花鍵孔,不宜用銑削加工,可以通過選擇合適的拉刀進行拉削加工以保證精度。

花鍵孔已經標準化,可以直接選用滿足相應標準的拉刀。因而, mm的槽的尺寸精度更重要,要選擇合適的加工基準和加工方式予以保證。其餘尺寸沒有給出精度要求,不是很重要。

(3)表面粗糙度。花鍵孔兩段面、鍵槽側壁以及撥叉下部槽(mm)內表面粗糙度ra3.2m,撥叉上部槽(mm)側面和花鍵外園內表面粗糙度ra1.

6m,需要精加工。其餘表面粗糙度為ra6.3m,粗加工即可。

總體分析,零件沒有較嚴格的位置精度要求和熱處理要求。重點是保證撥叉槽內表面的尺寸精度和表面粗糙度。花鍵孔的尺寸精度和表面粗糙度要求也較高,制訂工藝規程時,應主要考慮這些因素。

二、 毛坯的選擇

零件圖樣已給定毛坯為鑄造件,材料為ht200。根據鑄造工藝給出的常用鑄造方法及技術經濟性,考慮本零件材料為灰鑄鐵,質量較小,表面鑄造精度要求不高,且為中小批量加工,故選擇殼型鑄造,殼型鑄造的不利因素是裝置費用及模具要求較高。畫出草圖如右圖所示。

三、 定位基準的選擇

(1)粗基準的選擇

選擇左端麵為其中乙個粗基準。毛坯形狀如上圖所示,考慮到花鍵孔右端麵是加工表面,左端麵無加工要求,按照「相互位置要求」原則,應首先以左端麵為粗基準加工右端麵a。80mm和18mm的尺寸沒有嚴格的公差要求,尺寸誤差不重要,加工a端麵時基本上能保證該尺寸要求即可。

左端麵是外表面,且是平面,尺寸較大,因而也符合「便於裝夾」原則。

選擇的外圓柱表面為另乙個粗基準。對於花鍵孔,所給孔徑尺寸在20mm左右,對於鑄造件毛坯初始一般是無孔的,需要先用一定直徑的鑽頭鑽孔,然後再擴孔,再用拉刀拉出六齒矩形內花鍵。擴完孔之後還應用鍃鑽或銑刀倒出15o角,以便於通過拉削加工花鍵。

按照「相互位置要求」原則,首先以的外圓柱表面為粗基準打孔。另外,在拉花鍵時,保證與下表面d的定位尺寸73mm要求即可,該尺寸也沒有嚴格公差要求。

加工好的右端麵作為後續工序的精基準,左端麵不再用作基準。的外圓柱表面只在鑽、擴孔和倒角是作為粗基準,不影響後續的花鍵中心線為精基準使用。這符合「粗基準不重複使用」的原則。

(2)精基準的選擇

根據「基準重合」和「基準統一」原則,選用花鍵中心線為精基準,加工上表面b,保證定位尺寸27mm。同時再以花鍵中心線為精基準在零件的b、d面上粗銑槽,保證19mm和50mm的尺寸。

以加工好的a面為精基準加工上下兩個槽,保證尺寸精度mm和mm。

四、 工藝路線的擬定

根據以上分析,考慮撥叉形狀因素,如果用車削的方法獲得端麵十分不方便,而車削加工更適合與軸類零件加工,故花鍵孔右側端麵應用銑削加工,分為粗銑和精銑兩步。花鍵加工過程是:鑽孔→擴孔→倒角→拉削。

其中倒角可以選擇鏜床加工,也可以用鍃鑽在鑽床上加工。上下面的槽加工為:粗銑→精銑。

而且,按照「先基準後其他」的原則,對於右端麵,在後面的多道工序中要作為精基準,因而要首先加工出右端麵。其次獲得花鍵,以確定花鍵中心線為另乙個精基準。

由此擬定三種工藝路線

方案一方案二

方案三方案分析:

比較上述三方案,工藝方案一把拉花鍵放在最後一道工序,此方案中5~8工序都需要以花鍵中心線為精基準,如果在拉花鍵之前進行這幾道工序容易使得精基準的偏差較大,因為該零件對外圓柱尺寸沒有嚴格要求,只要求以花鍵孔中心線為設計基準的上下槽的定位基準能保證,而在拉花鍵之前,中心線是沒有準確確定下來的。方案二中,把拉花鍵放在倒15°角之後,這樣,方案二中的6~9工序很容易對工件進行定位與加緊,即以花鍵中心線和a面作為6~9道工序的定位基準。此方案是先定好花鍵中心線,以此為精基準再加工b面和b、d兩表面的槽,這樣定位精度高,專用夾具的結構也更容易設計的簡單、可靠。

但是倒15°角採用15度銑刀在銑床上加工,這種方法不是不可行,但是考慮到前一道工序是在鑽床上進行,為了節省加工工時,提高加工效率和成本,並且方便工件的在工具機上的裝卸,不應中途為了加工兩個倒角而更換工具機,故相比方案一中的鍃鑽,多有不利。方案三既採用了鍃鑽倒角的加工工藝又先進行花鍵拉削以確保後續工序的中心精基準定位,故而比前兩個方案更為合理。

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