2022年拨叉零件的工艺规程与夹具设计方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要拨叉行业是我们通用机械重要分支,随着时代的进展,拨叉的类型也进展 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,加工工艺的挑选问题进行探讨；进行整套的工艺分析与 运算,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纳专用夹具,特殊的对于加工 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 简洁的手动夹紧方式夹紧,其机构

2、设计简洁,便利且能满意要求；关键词 拨叉,加工工艺,专用夹具,设计1 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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

3、dials the technologywhich 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 proces

4、s, when formulation technological 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

5、working procedure, Chooses 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 2 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 2

6、 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 基准面的挑选 -8 2.4 制定工艺路线 -9 1 2.5挑选加工设备和工艺设备-0 1 2.5.1机床的挑选 -0 1 2.5.2挑选夹具 -0 3 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.5.3 挑选刀具 -1 2.5.4挑

7、选量具 -0 1 2.5.5其他-0 1 2.6机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-0 1 2.6.1圆柱表面工序尺寸 -0 1 2.6.2平面工序尺寸 -0 1 2.7确定切削用量准时间定额-1 11 3 绘制零件图和编制工艺文件-21 2 3.1绘制零件图 -1 3.2编制工艺文件 -22 4 夹具设计 -2 4.1问题提出 -3 24 2 4.2夹具设计 -4 2 4.2.1定位基准挑选 -4 4.2.2切削力及夹紧力运算-4 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 4 2 4.2.3定位误差分析 -

8、4 2 4.3钻床夹具装配图 -5 终止语 -26 参考文献 -27 5 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前言自己的设计达到抱负的水平,通过独立的查找资料,分析,运算完成方案毕 业设计是同学在学校完成了高校四年的全部课程,并在进行了生产实习的基础 上进行的一个教案环节,也是同学在校学习阶段的最终一个重要的教案环节,是完成工程师基本训练的一个必不行少的过程；通过毕业设计培育同学综合运 用机械设计基础以及其他先修课程的理论学问和生产实际学问去分析和解决工 程实际问题的才能,可以巩固、加深有关机械课设方面的理

9、论学问；也可以学 习和把握一般机械设计的基本方法和步骤；培育独立设计才能,为以后的专业 课程及毕业设计打好基础,做好预备；同时使同学具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的才能是在毕业实习的基础上进行的,依据自己的设 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 机制专业的几乎全部的专业基础学问；是一次全面地,系统地检查自己在高校 期间对专业学问学习的情形,在整个设计过程中做到严谨仔细,一丝不苟的精 神,

10、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 识；由于时间短促,体会不足以及水平有限,本次设计难免很多不妥和错误之 处,敬请批判指正,以便准时改正；1、零件分析 1.1 零件的作用 6 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 55 半孔就是用于与所掌握齿

11、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,灰铸铁生产工艺简洁,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；这两组表面有肯定的位置要求：1） 55mm的孔的上、下表面与 22 的孔的中心线垂直度误差

12、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；7 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 28 页精选学习资料 - - -

13、- - - - - - 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,要有较具体的工艺过程卡,重要零件的关键工序需有具体说明的工序操作卡；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,零件结构又比较简洁,生产类型为中批生产,故挑选铸件毛坯；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 基准面的挑选粗基准的挑选原就：1）为保证零件的某重要表面的加工余量匀称,就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8 / 28 名师归纳总结 - -

14、 - - - - -第 8 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 时,就应以该非加工面为粗基准；3）同一尺寸方向上的粗基准一般只能使用一次,重复使用粗基准就会引起相应加工面上显现较大的位置误差,对于那些大批量生产中采纳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答应再次使用；精基准的挑选原就：1）基准重合原就；尽可能挑选设计基准为定位基准、测量基准和工序基准；2）基准统一原就；不同工序尽可能选用同一表面做定位基准；3）自为基准原就；某些精加工或光整加工工序中,要求加工余量小而匀称的工件,可挑选加工表面本身作为定位基准；4）互为基准原就；在精加工中,几个加工

15、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,挑选定位精基准的表面时,应留意使工件定位稳固、精确,便于工件安装和夹紧,并使夹具结构简洁；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9 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 070 扩两端小头孔080 精铰两端小头

16、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 如某道工序有误返工2.4 制定工艺路线依据零件的几何外形、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形下, 可以考虑采纳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,仍应当考虑经济效 果,以便使生产成本尽量下降；查指导手册,挑选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

17、080 以 T1 及小头孔外圆为基准,扩、精铰 差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7 ； 22 孔,保证垂直度误工序 090 和 100 T1 及小头孔外圆为基准,扩、半精镗 55 孔；2.5 挑选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；10 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工序120采用铣断机床；2.5.2 挑

18、选夹具 ：该拨叉的生产纲领为中批生产,所以采纳专用夹具；2.5.3 挑选刀具 ：在铣床上加工的各工序,采纳硬质合金铣刀即可保证加工质 量；在铰孔,由于精度不高,可采纳硬质合金铰刀；2.5.4 挑选量具 ：两小头孔、中间孔均采纳极限量规；2.5.5 其他：对垂直度 误差采纳千分表进行检测,对角度尺寸利用专用夹具保证,其他尺寸采纳通用 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 ： 前面依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：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.55 孔扩孔最小最大IT12 6.3

19、 2.0 5.8 6.25 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 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 寸工序余量偏差010 粗 铣 两 端2 50.5 12 1.6 3.6 下 头 孔 上 端面020 粗 铣 中 间2.5 27 12 1.65 6.5 孔上端面030 粗 铣 中 间2.5 21 12 1.75 6.5 孔下端面040 精 铣 两 端0.5 50 11 0.35 1.16 小 头 孔 上 端面050 精 铣 中 间0.5

20、20.5 10 0.47 1.12 孔上端面060 精 铣 中 间0.5 20 20 0.47 孔下端面 11 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.7 确定切削用量准时间定额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

21、明手册）取刀具直径do=80mm；挑选刀具前角 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；=0.16mm/z ；c 校验机床功率查简明手册 Pcc=1.1kw, 而机床所能供应功率为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 运算基本工时 12 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - -

22、tmL/ Vf=32+80/475=0.09min 为基准 55 孔上下端面 ；1 加工条件；B工序 020 和工序 030 以 T1 及小头孔外圆工件材料： HT200, b =0.16GPa 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 铣削深度由于切削量较小,故可以挑选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

23、 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 运算切削速度按简明手册,查得 Vc 98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s 13 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 据 XA5032立式铣床参数,挑选nc=475r/min,Vfc=475mm/s, 就实际切削速度 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/

24、z ；e 校验机床功率查简明手册 Pcc=1.1kw, 而机床所能供应功率为PcmPcc；故校验合格；最终确定 ap=1.0mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s ,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z ；f 运算基本工时tmL/ Vf=32+80/475=0.09min；C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 ；1 挑选钻头挑选高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=18mm,钻头采纳双头刃磨法,后角 o12 ,二重刃长度 b =2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3

25、mm 2挑选切削用量 a 进给量 f 1按加工要求打算进给量 : 依据表 2.7 当加工要求为 H12精度 铸铁 HBS200 d0=18mm f=0.470.57mm/r 由于 L/d=30/18=1.67 故应乘以孔深修正系数 kcf=1 f= 0.0561.8 mm/r 2按钻头强度打算进给量 依据表 2-8 当 HBS=200 d=23mm 钻头强度答应的进给量 f=1.6mm/r 3按机床进给机构强度打算进给量14 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据表 2.9 当 HBS210 d0=20

26、.5 机床进给机构答应的轴向力为 6960N Z3025 钻床答应的轴向力为7848N 见设计手册表4.2-11 进给量为0.6mm/r 从以上三个进给量比较可看出, 受限制的进给量是工艺要求, 其值为f=0.430.53mm/r 依据 Z3025钻床 , 挑选 f=0.48mm/r b 打算钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=23 时, 钻头后刀面最大磨损量取为 c 切削进度0.6mm,寿命 T=75min 由表 2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d20 Vc=16m/min n =1000V/ d0=1000 16/3.14 20=254.7r/min d 检验

27、机床扭矩及功率 依据表 2.20 当 f=0.5mm/r d019 时 mt=64.45 N*M 依据 Z3025 钻床说明书当 nc=250r/min 时 Mm=80 N*M 依据表 2.23 当 HBS200 d0=25 f=0.53mm/r Vc=16m/min 时 Pc=1.1KW 查设计手册表 4.2-11 PE=2.2KW 由于 MCMm PC / 250 0.5=0.32min 两孔 tm=0.32 0.2=0.64min 3 挑选扩刀挑选硬质合金扩孔钻 d0=24.8mm 钻头几何外形为 r0=5 0=8 kr=30 kr =30 =10 b 1=1mm a 挑选进给量及切削进

28、度查简明机械加工工艺手册表 11-15 V=1/2-1/3V 钻=1/2-1/3 16 =85.3 m/min 取 V=6 m/min n =1000V/ d0 =1000 6 / 3.14 20 =95.5 r/min 查表 2.10 d0=24.8 HB=200 时, f=0.7-0.8 依据 Z3025 钻床说明书挑选 f=1.0 mm/r b 钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=25mm 时 , 扩孔钻后刀面最大磨损限度为 0.6mm 寿命 T=80 min tm =L / nf= L+Y+ / nf=80+12/0.75 1000=0.12min 两孔 tm=2 0.32=0

29、.64 min c 查设计手册表3.1-19 选用硬质合金锥柄机用绞刀GB4252-64 d=25mm d 挑选进给量 f 4 绞刀磨纯标准及寿命16 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由表 2.12, 当 d0=25 mm 时 , 绞刀后刀面最大磨损取为 0.5 mm 寿命 T=45 min a 切削速度 V 进给量 f 查切削手册表 2.25 铸铁硬度 HBS200 d0=1025 mm ap=0.060.15 mm 精绞为 ap=0.03mm 均在此范畴 f=0.20.4 mm/r Vc=1015

30、 m/min 无切削液 依据钻床进给量查设计手册表4.2-13 取 f=0.3mm/r n=1000V/ d0=1000 15/3.14 20=239 r/min 查表 4.2-12 取 nc=250 r/min b 运算工时 tm =L / nf= L+Y+ / nf=80+12/1.3 1000 2=1.12 min D工序 090 和 100 T1 及小头孔外圆为基准,粗、精镗 55 孔； / nf =12+3+4 /250 0.52=0.15min / nf=12+3+4 / 3.5 0.2=0.3min E工序 110 钻 2- .8 锥销孔、 M8螺纹孔、攻 M8螺纹1钻锥孔 8

31、1锥柄麻花钻 GB1436-85 d=7.8 mm 钻头几何外形为 表 2.1 及表 2.2双锥修磨横刃 =30 2 =118 be=3.5mm 0=12 =5518 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2挑选切削用量 a 按加工要求打算进给量 依据表 2.7 当加工要求为 H12HB精度铸铁硬度 HBS200 d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于 L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数 kcf=0.95 就 f =0.360.44 0.95=0.34 0.42 mm/r 由

32、钻床 Z3025 手册取 f=0.4mm/r b 打算钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 , 当 d0=8时, 钻头后刀面最大磨损量取为 c 打算切削速度0.6mm 寿命 T=35min 由表 2.15 硬度 HBS200219 f=0.9mm/r d0=350 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min d 运算工时tm =L / nf= L+Y+ / nf=32+10/400 0.4=0.26min 2钻 M6底孔 1锥柄麻花钻 GB1436-85 d=7.2mm 钻头几何外形为 表 2.1 及表 2.2双锥修磨横刃 =30 2 =118 be=3.5mm 0=12 =552挑选切削用量 a 按加工要求打算进给量 依据表 2.7 当加工要求为 H12HB精度铸铁硬度 HBS200 19 / 28 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 28 页精选学习资料 - - - - - - - - - d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于 L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数 kcf=0.95 就f =0.360.44 0.95=0.34 0.42 mm/r 由钻床 Z3025 手册取 f=0.4mm/r b 打算钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 , 当 d0=8时, 钻头后刀面最大磨损量取为 c 打算切削速度0.6mm