2022年拨叉零件的加工工艺规程及夹具设计方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 任务书题目 ： “ CA6140 车床拨叉 831007型号）” 零件的机械加工艺规程及夹具设计 年产量为 4000件）内容 ： 1. 零件图 1张2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片级 1 张 1 张4. 结构设计装配图5. 结构设计零件图 5 张 6课程设计说明书 1份班学 生指 导 老 师教研室主 任0 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了高校的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们

2、在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深化的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此 ,它在我们四年的大同学活中占有重要的位置；就我个人而言,我期望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进 行一次适应性训练,从中锤炼自己分析问题、解决问题的才能,为今后参与祖国的“ 四化” 建设打下一个良好的基础；由于才能所限,设计尚有很多不足之处,恳请各位老师赐予指教；目录 序言 1 目录 2 一、零件的分析 3 一）零件的作用 3 二）零件的工艺分析 3 二、工艺规程设计 4 一）确定毛坯的制造形式 4 二）基面的挑选 4 三）制定工艺路线5 8 四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定问题的提出

3、 18 二夹具设计 18 参考文献 :20 0 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、零 件 的 分 析一）零件的作用 题目所给的零件是车床的拨叉；它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动依据工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用；零件上方的 22 孔与操纵机构相连,二下方的 55mm 半孔就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；二）零件的工艺分析 零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简洁,铸造性能优良,但塑性较 差、脆性高,不适

4、合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间 的位置要求 需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔mm 以及与此孔相通的mm 的锥孔、螺纹孔；3.大头半圆孔 位置要求：mm；小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为 与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm；0.05mm、大孔的上下端面由上面分析可知,可以粗加工拨叉底面,然后以此作为粗基准采纳专用夹 具进行加工,并且保证位置精度要求；再依据各加工方法的经济精度及机床所 能达到的位置精度,并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以依据上述技术 要求采纳常规的加工工艺均可保证；二、 工 艺 规 程 设 计 一）确定毛坯的制

5、造形式 零件材料为 HT200；考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结 构又比较简洁,生产类型为大批生产,故挑选铸件毛坯；选用铸件尺寸公差等级 CT9 级,已知此拨叉零件的生产纲领为4000 件/ 年,零件的质量是1.0Kg/个,可确定该拨叉生产类型为大批生产,所以初步确定工艺支配为：加工过程 工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主,大量采纳专用工 装；二）基面的挑选 基面的挑选是工艺规程设计中的重要工作之一；基面挑选得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高；否就,加工工艺过程中会问题 百出,更有甚者,仍会造成大批报废,使生产无法正常进行；1） 粗基准的挑选：

6、以零件的底面为主要的定位粗基准,以两个小头孔 外圆表面为帮助粗基准；这样就可以达到限制五个自由度,再加上垂直的一个1 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械加紧,就可以达到完全定位； 2） 精基准的挑选：考虑要保证零件的加工精度和装夹精确便利,依据“ 基 准重合” 原就和“ 基准统一” 原就,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,以两个小头孔内圆柱表面为帮助的定位精基准；当设计基准和工序基准不重合 时,应当进行尺寸换算,这在以后仍要特地的运算,此处不再重复；三） 制定工艺路线 制定工艺路线的动身点,应当是使

7、零件的几何外形、尺寸精度及位置精度 等技术要求能得到合理的保证；再生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以 考虑采纳万能性机床配以专用的夹具,并尽量使工序集中来提高生产率；处此 之外,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降；1. 工艺路线方案一 工序 粗铣 40mm 孔的两头的端面, 73mm 孔的上下端面；工序 精铣 40mm 孔的两头的端面, 73mm 孔的上下端面；工序 粗镗、半精镗、精镗55mm 孔至图样尺寸；工序 钻、扩、铰两端 22mm 孔至图样尺寸；工序 钻 M8 的螺纹孔,钻 8 的锥销孔钻到一半,攻 工序 铣断保证图样尺寸；M8 的螺纹；工序 去毛刺,检查；2. 工艺路线方

8、案二 工序 粗铣 40mm 孔的两头的端面；工序 钻、铰两端 22mm 孔之图样尺寸；工序粗铣中间孔上端面至 25mm,周径至 71mm；粗铣中间孔下端面 50mm；精铣中 至 22mm,周径至 71mm；精铣两头孔的端面至 间孔上端面至 25mm,周径至 73mm；精铣中间孔下端面至周径 至 73mm；工序 粗镗、半精镗、精镗55mm 孔至图样尺寸；M8x1mm工序钻 8mm 的锥销孔钻到一半,然后与轴配做钻通,再钻的螺纹孔,攻 M8x1mm 的螺纹；工序 铣断保证图样尺寸 工序 去毛刺,检查；3. 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与 度要求的面再加工孔；而方

9、案二静静相反,先是加工完22mm 的孔有垂直 22mm 的孔,再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面；方案一的装夹次数少,但在加工 22mm 的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求；其他 两个面很难保证；因此,此方案有很大的弊端；方案二在加工三个面时都是用 22mm 孔的中心轴线来定位这样很简洁就可以保证其与三个面的位置度要求；这样也表达了基准重合的原就；很是审美！其他的工序尤为平常简洁无需再 议；这样一比较最终的工艺方案为：工序 粗铣 40mm 孔的两头的端面；2 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 27 页精选学习资料 - - - - -

10、 - - - - 工序 钻、铰两端 22mm 孔之图样尺寸；工序粗铣中间孔上端面至 25mm,周径至71mm；粗铣中间孔下端面至 22mm,周径至 71mm；精铣两头孔的端面至 50mm；精铣中间孔上端面至 25mm,周径至 73mm；精铣中间孔下端面至周径至 73mm；工序 粗镗、半精镗、精镗55mm 孔至图样尺寸；工序钻 8mm 的锥销孔钻到一半,然后与轴配做钻通,再钻M8x1mm的螺纹孔,攻 M8x1mm 的螺纹；工序 铣断保证图样尺寸 工序 去毛刺,检查；以上工艺过程详见“ 机械加工工艺过程综合卡片” ；四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.6 , 生产类型为“ CA6140

11、 车床拨叉” 零件材料为HT200,毛坯重量约为大批生产,采纳砂型铸造毛坯；依据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面 40mm 及 73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面,其精度为铸造精度CT9 即可；又因它们是对称的两个零件最终仍需铣断,故对40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120 1.25的范畴内；2.两小孔毛坯为实心,两内孔精度要求界于IT7IT8 之间,参照切屑加工简明实用手册表 8-21 确定工序尺寸及余量：钻孔： 21.8mm 2Z=21.8mm 铰孔：mm 2Z=0.2mm 3.中间孔 55mm 及 73mm）中间孔尺

12、寸相对较大可以铸造,依据机械制造工艺设计手册表 1-13 得：孔的铸造毛坯为 49. 73 的孔是在 55 孔的基础之上铣削加工得到,其轴向尺寸上下表面距离为 30mm,由于其对轴向的尺寸要求不高,直接铸造得到；参照切屑加工简明有用手册表8-95 确定 73mm 工序尺寸及余量：粗铣： 71mm Z=4mm 精铣： 73mm Z=1mm 参照切屑加工简明有用手册表8-95 确定 55mm 工序尺寸及余量：粗 镗： 53mm 2Z=4mm 半精镗： 54mm 精 镗： 55mm 4.螺纹孔及销孔 无可非议此销尺寸铸造为实体；参照切屑加工简明有用手册表8-70 确定钻 8 螺纹孔和 8 圆柱销孔

13、3 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 及螺纹孔的攻丝；5.铣断=0.16mm/z；3校 验 机 床 功 率 查 简 明 手 册 Pcc=1.5kw,而 机 床 所 能 提 供 功 率 为PcmPcc；故校验合格；c=1.06m/s , f 最 终 确 定ap=2mm , nc=475r/min,V fc=475mm/s , V z=0.15mm/z；4）运算基本工时 tmL/ V f=9.4s；工序 钻、铰两端 22mm 孔之图样尺寸；1. 加工条件 工件材料： HT200,硬度 190260HBS, b

14、 =0.16Gpa,铸造；加 工 要 求 ： 钻 孔 至 21.8mm , 精 铰 至 Ra=1.6m；机床： Z512台式钻床；22mm , 保 证 孔 壁 粗 糙 度刀具： YG8 硬质合金麻花钻 21.8mm,钻头采纳双头刃磨法,后角12 、 二 重 刃 长 度 =2.5mm、 横 刀 长 b=1.5mm、 宽 l=3mm、 棱 带 长 度4 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 、 、 ；YG8硬质合金铰刀 22mm；2. 运算切削用量1）查切削用量简明手册；,按钻头强度挑选按机床强度挑选最终打算挑选

15、机床已有的进给量；2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度 =0.25mm/z；3 校 验 机 床 功 率查 简 明 手 册 Pcc=2kw,而 机 床 所 能 提 供 功 率 为PcmPcc；故校验合格；f 最 终 确 定ap=1mm , nc=750r/min,V fc=475mm/s, V c=1.78m/s,z=0.15mm/z；4）运算基本工时粗铣中间孔上端面至 25 mm,周径至 71mm；tm1=L/ V f=13s 粗铣中间孔下端面至 22mm,周径至 71mm；tm2=L/ V f=13s 精铣小孔上端面至 50mm,tm3=L/ V f=8s；精铣中间孔上端面至周径至 精铣

16、中间孔下端面至周径至工序 粗镗、半精镗、精镗 1. 加工条件73mm,tm4= L/ V f=10s；73mm,tm5= L/ V f=10s；55mm 孔至图样尺寸；工件材料： HT200,硬度 190260HBS, b =0.16Gpa,铸造；加工要求：粗镗中间孔至53mm、半精镗中间孔至54mm、精镗中间孔至 55mm；机床： T616卧式镗床；刀具： YG8硬质合金镗刀；2. 运算切削用量单边余量分三次切除,就第一次；依据简明手册6 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2-20 查 得 , 取；

17、 根 据 简 明 手 册 4.2-21 查 得 , 取 ：3. 运算切削基本工时：同理,当其次次,第三次时,进给量和,机床主轴转速都取64r/min,切削基本工时分别为100s 和80s；工序钻 8mm 的锥销孔钻到一半,然后与轴配做钻通,再钻M8x1mm的螺纹孔,攻 M8x1mm 的螺纹；1. 加工条件 工件材料： HT200,硬度 190260HBS, b =0.16Gpa,铸造；加工要求：先钻 8mm 的锥销孔,钻到一半后将与该孔协作的轴安装进 去,把两者配做加工,为的使保证孔与轴的同轴度,同时在尺寸上保证距上端 面 10mm；再钻 M8x1mm 的螺纹孔,攻 M8x1mm 的螺纹；机床

18、：组合机床；刀具： 8mm 麻花钻、 7.5mm 麻花钻、 8mm 的丝锥；2. 运算切削用量1）钻 8mm 的锥销孔依据切削手册查得,进给量为 v=5m/min,就：0.18 0.33mm/z,现取 f=0.3mm/z,查简明手册表4.2-15,取；所以实际切削速度为：运算切削基本工时：7 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2）钻 M8 的螺纹孔刀具： 7.5mm 麻花钻；依据切削手册查得,进给量为 v=5m/min,就：0.18 0.33mm/z,现取 f=0.3mm/z,查简明手册表4.2-15,取

19、；所以实际切削速度为：运算切削基本工时：问题的提出 本夹具是用来粗铣40mm 孔的两头的端面 ,包括后面工序的精铣,该工序完成后此端面主要作为后道工序的精基准,所以主要考虑如何提高劳动生产率 , 降低劳动强度和表面粗糙度要求；二夹具设计 1定位基准挑选 由于是第一道工序,只能是以底面为粗基准；由于底面是粗基准,所以采纳 四个球头支撑钉；2切削力及夹紧力运算 1）.切削力查表得其中： 修正系数9 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在运算切削力时,须把安全系数考

20、虑在内；安全系数 K=其中：为基本安全系数 1.5 为加工性质系数 1.1 为刀具钝化系数 1.1 为断续切削系数 1.1 所以 2 夹紧力 采纳 V 型块夹紧 防止转动=K=2.5 =0.16 R=18 得出=11.2 防止移动=K=2.5 =0.2 得出=8686.1N 由于工件所受夹紧力大于工件所受的切削力,而且实际夹紧力大于所需夹紧力；故本夹具安全牢靠；3.详细夹具的装配图见附图4.夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,应当留意提高劳动生产率防止干涉；应使夹具结构简洁,便于操作,降低成本；提高夹具性价比；本道工序为镗床夹具挑选了压紧螺钉夹紧方式；本工序为精镗切削余量小,切削

21、力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求；本夹具的最大优点就是结构简洁紧凑；夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧；为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构；10 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参考文献 : 1.黄如林 .切屑加工简明有用手册北京：化学工业出版社 ,2004.7. 2.王绍俊 .机械制造工艺手册 . 北京 :机械工业出版社 ,1985. 3.孟少农 .机械加工工艺手册 .北京:机械工业出版社 ,1991. 4. 杨叔子 . 机械加工工艺师手册 . 北京 : 机械工业出版社, 2001. 5

22、. 王光斗、王春福机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社,2001. 6.吴宗泽、罗圣国 .机械设计课程设计手册 . 北京 : 高等训练出版社 2006.11 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 附件图纸0 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 毛坯图1 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - V 形块2 / 27 名师归纳总结 -

23、 - - - - - -第 16 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对中块3 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 滑块4 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 螺杆5 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 夹详细零件图6 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 27 页精选

24、学习资料 - - - - - - - - - 装配图7 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工艺卡片理工高校T3至零件号 7 辅 助 工 具 或 夹 具材料量 具HT200 编制老师主 轴 转 速切 削 速 度工作定额 时 务 间工机械加工工艺过程综合卡片零件名称拨叉毛胚重量.KG 指导工 序安 装 工 位）工 步工 序 说 明生产类型大批量毛胚种类铸件审核进 给 量机 床刀 具走 刀 次 数走 刀 长 度切 削 深 度工序简图基 本 时 间辅 助 时 间作的服粗 铣 两 小 头 孔 端 面X614专 用

25、YG8千 分 . . . . 0卧 .夹 具硬 制 合 金 刀 具表式 铣 . . 床； .X614专 用 夹 具YG8千 分 表 . . . . 0卧硬 制 合 金 刀 具式 铣床；粗铣中间孔上端面T2 至0 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 030 1 1 粗铣中间孔下端面至X6140专 用铣 刀1 35 9 0.4135 7.6 1.8 1 35 0.5 68 4.2 0.75 9 0.8 夹 具卧 式 铣 床0 1 精铣两小头上端面至摇 臂 钻 床专 用 夹 具铣 刀1 20 2 0.7 68

26、10.0.54 1 35 0.0.8 68 3 0.75 88 10.6 041 2 精铣中间孔上端面至Z3025B 专铣1 15 2.0.2 960 15. . . 摇050 1 1 1 35 5 0.2 960 1 臂 钻 床用 夹 具刀4 24.1 Z3025B 1 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 精 铣 中 间 孔 下 端 面 至攻 丝 机专 用 夹 具铣 刀. . . 070 1 1 扩两端小头孔至21.88 立 式 升 降 台 铣 床专 用 夹 具YG8千 分 表 . . 硬 质 合 金刀

27、 片XQ5025A 080 1 1 精铰两端小头孔至立 式 升 降 台 铣 床专 用 夹 具YG8千 分 表 . . . 硬 质 合 金刀 片XQ5025A 2 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 090 1 1 粗镗中间孔至55.8 立 式专 用硬 质千 分 . . . . . . 升 降 台 铣 床夹 具合 金 刀 片表XQ5025A 100 1 1 半精镗中间孔至螺摇 臂 钻 床专 用 夹 具硬 质 合 金 刀 片塞 规 . . . . Z3025B 110 1 1 钻 2-锥销孔、组 合 机 床专 用 夹 具麻 花 钻 刀 具塞 规 . . . . 纹孔、功螺纹3 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 120 1 1 铣断组 合专 用圆 盘塞 规 . 0.3956.02.11机 床夹 具铣 刀130 1 1 专 用 铣 断专 用 夹 具机 床去毛刺140 1 1 检查4 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5 / 27 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页,共 27 页