2022年拨叉零件的工艺规程与夹具设计方案 .pdf
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1、1 / 28 摘要拨叉行业是我们通用机械重要分支,随着时代的发展,拨叉的类型也发展的越来越全面,制造拨叉的技术也越来越先进。本文一例拨叉零件数控车床加工的程序编制与步骤,加工工艺的选择问题进行探讨。进行整套的工艺分析与计算,按工艺程序卡进行编程与加工。此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计,其零件为锻件,具有体积小,零件复杂的特点,由于面比孔易加工,在制定工艺规程时,就先加工面,再以面为基准来加工其它,其中各工序夹具都采用专用夹具,特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中,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,方便且能满足要求。关键词拨叉,加工工艺,
2、专用夹具,设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 28 页2 / 28 ABSTRACT Dials forks the profession is our general machinery important branch,but alongwith the time development, dials the type which forks also to developmore and more comprehensively, the manufacture dials the technologywhich
3、forks more and more to be also advanced. This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation techno
4、logical process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses
5、 locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words :Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 28
6、页3 / 28 目录摘要-1目录-3 前言-5 1. 零件的分析 -5 1.1零件的作用 -6 1.2零件的工艺分析 -6 2. 工艺规程的设计 -7 2.1确定生产类型 -7 2.2确定毛坯的种类和尺寸 -7 2.3基准面的选择 -8 2.4制定工艺路线 -9 2.5选择加工设备和工艺设备-10 2.5.1机床的选择 -10 2.5.2选择夹具 -10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 28 页4 / 28 2.5.3选择刀具 -10 2.5.4选择量具 -10 2.5.5其他-10 2.6机械加工余量、工序尺寸及公差的
7、确定-10 2.6.1圆柱表面工序尺寸 -10 2.6.2平面工序尺寸 -11 2.7确定切削用量及时间定额-11 3 绘制零件图和编制工艺文件-21 3.1绘制零件图 -21 3.2编制工艺文件 -22 4 夹具设计 -23 4.1问题提出 -24 4.2夹具设计 -24 4.2.1定位基准选择 -24 4.2.2切削力及夹紧力计算-精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 28 页5 / 28 24 4.2.3定位误差分析 -24 4.3钻床夹具装配图 -25 结束语 -26 参考文献 -27 精选学习资料 - - - - -
8、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 28 页6 / 28 前言自己的设计达到理想的水平,通过独立的查找资料,分析,计算完成方案毕业设计是学生在学校完成了大学四年的全部课程,并在进行了生产实习的基础上进行的一个教案环节,也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教案环节,是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。通过毕业设计培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。也可以学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力,为以后的专业课程及毕业设计打好基础,做
9、好准备。同时使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力是在毕业实习的基础上进行的,根据自己的设计 课 题 , 在 毕 业 实 习 期 间 认 真 调 查 研 究 、 搜 索 资 料 。本次设计是提高CA6140 车床上拨叉的加工效率,设计正确的加工工艺路线,以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床,机械加工工艺,工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地,系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况,在整个设计过程中做到严谨认真,一丝不苟的精神,尽量使设计,图纸设计和编写技术文件等,设计了这套比较完整的加工工艺 路 线, 使 自己 对 机制 专业 有了更 深 刻的认
10、 识。由于时间短促,经验不足以及水平有限,本次设计难免许多不妥和错误之处,敬请批评指正,以便及时改正。1、零件分析1.1 零件的作用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 28 页7 / 28 题目所给的零件是CA6140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 22孔与操纵机构相连,二下方的55 半孔则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 。1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200 ,灰
11、铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,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:1.2.1 以22mm 为中心的加工表面 这一组加工表面包括: 22mm 的孔,以及其上下表面,孔壁上有一个装配时要钻铰的8mm 的锥孔,一个 M8的螺纹孔。1.2.2 以55mm 为中心的加工表面 这一组加工表面包括: 55mm 的孔,以及其上、下端面;这两组表面有一定的位置要求:1)55mm 的孔的上、下表面与 22 的孔的中心线垂直度误差为0.07mm 2)22mm 的孔的上、下表面与 22 的孔中心线的垂直度误差为0.05mm 。3)50mm 、20mm 的孔的上、下
12、表面以及 50mm 的孔的内表面的粗糙度误差3.2um。4)20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um,精度为 IT7。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用专用夹具进行加工,并且保证位置精度要求。再根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,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 28 页8 / 28 2、工艺规程的设计2.1 确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产,要有较详细的工艺过程卡,重要零件的关键工
13、序需有详细说明的工序操作卡。2.2 确定毛坯的种类和尺寸零件材料为 HT200 。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 后称指导手册)选用铸件尺寸公差等级CT9级2.3 基准面的选择粗基准的选择原则:1)为保证零件的某重要表面的加工余量均匀,则应以该重要表面为粗基准。2)当零件上存在非加工面,而且加工面与该非加工面之间又有相对位置要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 28 页9 / 28 时,则应以该非加工面为粗基准。3)同一尺寸方向
14、上的粗基准一般只能使用一次,重复使用粗基准则会引起相应加工面上出现较大的位置误差,对于那些大批量生产中采用精铸等先进工艺制造的毛坯其精度较高,粗基准在粗加工阶段允许再次使用。精基准的选择原则:1)基准重合原则。尽可能选择设计基准为定位基准、测量基准和工序基准。2)基准统一原则。不同工序尽可能选用同一表面做定位基准。3)自为基准原则。某些精加工或光整加工工序中,要求加工余量小而均匀的工件,可选择加工表面本身作为定位基准。4)互为基准原则。在精加工中,几个加工表面相互位置精度要求较高时,可互作精度基准反复加工。由于在反复加工中,定位基准的精度逐步提高,所以可以达到很高的相互位置精度。此外,选择定位
15、精基准的表面时,应注意使工件定位稳定、准确,便于工件安装和夹紧,并使夹具结构简单。工序工序内容定位基准010 粗铣两端小头孔上端面小头孔外圆020 粗铣中间孔上端面小头孔外圆030 粗铣中间孔下端面小头孔040 精铣两端小头孔上端面小头孔上端面050 精铣中间孔上端面060 精铣中间孔下端面精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 28 页10 / 28 070 扩两端小头孔080 精铰两端小头孔090 粗镗中间孔100 精镗中间孔110 钻 2- 锥销孔、螺纹孔、攻螺纹120 铣断130 去毛刺140 检查150 若某道工序有误
16、返工2.4 制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,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,以便使生产成本尽量下降。查指导手册,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:工序 010 以 T1为粗基准,粗铣 22 孔上端面。工序 020 和工序 030 以 T1及小头孔外圆为基准 55 孔上下端面。工序 070 和 080 以 T1及小头孔外圆为基准,扩、精铰22 孔,保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。工序 090 和 100 T1
17、 及小头孔外圆为基准,扩、半精镗55 孔。2.5 选择加工设备和工艺设备2.5.1机床的选择:工 序010 060 均 为 铣 平 面 , 可 采 用XA5032 立 式 铣 床 。工序070080采用Z550钻床。工序090100采用镗床。工序110采用钻床。多刀具组合机床。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 28 页11 / 28 工序120采用铣断机床。2.5.2 选择夹具:该拨叉的生产纲领为中批生产,所以采用专用夹具。2.5.3 选择刀具:在铣床上加工的各工序,采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔,由于精度不高
18、,可采用硬质合金铰刀。2.5.4 选择量具:两小头孔、中间孔均采用极限量规。2.5.5 其他:对垂直度误差采用千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采用通用量具即可。2.6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定2.6.1 圆柱表面工序尺寸:前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:2.6.2 平面工序尺寸:工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工 序 尺 寸偏差工序余量010 粗 铣 两 端下 头 孔 上端面2 50.5 12 1.6 3.6 020 粗 铣 中 间孔上端面2.5 27 12 1.65 6.5 030 粗 铣 中 间孔下
19、端面2.5 21 12 1.75 6.5 040 精 铣 两 端小 头 孔 上端面0.5 50 11 0.35 1.16 050 精 铣 中 间孔上端面0.5 20.5 10 0.47 1.12 060 精 铣 中 间孔下端面0.5 20 20 0.47 加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度工序余量最小最大?55 孔扩孔5.8 6.25 IT12 6.3 2.0 半精镗0.2 0.25 IT10 3.2 0.05 扩孔5.84 6.25 IT12 6.3 2.0 精铰孔0.06 0.25 IT7 1.6 0.05 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
20、 - - - -第 11 页,共 28 页12 / 28 2.7 确定切削用量及时间定额A工序 010 粗铣22 孔上端面。1)加工条件工件材料: HT200,b =0.16GPa HB=190241, 铸造。加工要求:粗铣 22 孔上端面。机床: XA5032立式铣床。刀具: W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 , 牌号 YG6 。铣削宽度 ae=60,深度 ap=4,齿数 z=10, 故据切削用量简明手册后简称简明手册)取刀具直径do=80mm 。选择刀具前角 o5后角 o8,副后角 o=8,刀齿斜角s=10, 主刃 Kr=60, 过渡刃 Kr=30, 副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1mm 。
21、=0.16mm/z 。c 校验机床功率查简明手册 Pcc=1.1kw, 而机床所能提供功率为PcmPcc 。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s ,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z 。d 计算基本工时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 28 页13 / 28 tmL/ Vf=(32+80/475=0.09min。B工序 020 和工序 030 以 T1 及小头孔外圆为基准 55 孔上下端面 。(1 加工条件工件材料: HT200,b =0.16GPa
22、HB=190241,铸造。加工要求:精铣 55 上端面。机床: XA5032立式铣床。刀具: W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 , 牌号 YG6 。铣削宽度 ae=60,深度 ap 切削用量a 铣削深度因为切削量较小,故可以选择ap=1.0mm ,一次走刀即可完成所需长度。b 每齿进给量机床功率为 7.5kw。查简明手册 f=0.140.24mm/z 。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z 。c 查后刀面最大磨损及寿命查简明手册表3.7 ,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查简明手册表3.8 ,寿命 T=180min d 计算切削速度按简明手册,查得 Vc98mm/s ,n=439r/
23、min,Vf=490mm/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 28 页14 / 28 据 XA5032立式铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10=0.16mm/z 。e 校验机床功率查简明手册 Pcc=1.1kw, 而机床所能提供功率为PcmPcc 。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s ,V c=11
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