2022年拨叉的机械加工工艺规程及工艺装备 .docx

《2022年拨叉的机械加工工艺规程及工艺装备 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年拨叉的机械加工工艺规程及工艺装备 .docx（21页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 设计拨叉的机械加工工艺规程及工艺装备1 引言 机械制造技术基础是我们联系高校所学的专业学问的一门的综合的学科,也是让我们对所 学的课程的一次复习和综合的运用；使我们对各科的作用更加深刻的熟识与懂得,并为以后的实际工作奠定坚实的基础；因此在我们的高校学习中占有重要的位置；在此次设计中我们主要是设计 KCSJ-10 拨叉的铣床夹具；在此次课程设计过程中,我小组 成员齐心协力、共同努力完成了此项设计；在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了有关老师的指点,在此表示感谢！2 设计目的（1）在加工中的定位、夹紧及工艺路线支配；工艺尺寸的确定,保证零件的加工质

2、量；（2）提高结构设计的才能,使其设计高效、省力、经济合理；（3）课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学 生解决工程实际问题的独立工作才能；3 零件的分析 3.1 零件的作用 拨叉它位于 CA6140 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进行 +0.012 工作；宽度为 18 0mm的槽尺寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽的尺寸精 +0.012 度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度；所以宽度为 18 0mm的槽精度要求较 高 3.2 零件的工艺分析拨叉共有两组加工表面,他们之间有肯定的位置要求；现分述如下：+

3、0.28 铣 40 47mm的平面,保证长度尺寸 + 0.23 80mm,钻、扩花键底孔,保证尺寸 22 0 mm,拉花 键,保证尺寸 25 0 mm；0.03 0.012 倒 15 角,铣 28 40mm平面,铣宽度为 8 0 mm的槽,铣宽度为 18 0 mm的槽；由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用 夹具加工另一组表面,并且保证他们的表面质量要求；4 毛坯的挑选 题目给定的是拨叉零件,该零件年为中批或大批生产,设定产量为 4000 件,设其备品率 为 4%,机械加工废品率 为 1%,就该零件的年生产纲领为：N=Qn1+ %（ 1+ %=4200件

4、/ 年 ；查表可知该产品为批量生产；考虑到机床在运行中要常常地变速,以及实现正反转,零件 在工作工程中常常承担变载荷,又由于零件结构比较复杂,零件毛坯比较适合铸造成型；因 此,应选用 HT250,以保证足够的强度、硬度,从而保证零件的工作牢靠性；由于零件批量生产,已经达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采纳金属模机器造型砂型铸 造；这从提高生产率、保证加工精度上考虑,也是应当的；5 机械加工工艺路线的制定拨叉的工艺特点是：外形较复杂,尺寸精度、外形精度、和位置精度及表面粗糙度要求较 高；上诉工艺特点打算了拨叉在机械加工时存在肯定的困难,因此在确定拨叉的工艺过程时应 留意定位基准的挑

5、选,以削减定位误差；夹紧力方向和夹紧点的挑选要尽量削减夹紧变形；对于主要表面,应粗、精加工分阶段进行,以削减变形对加工精度的影响；5.1 定位基准的挑选基面挑选是工艺规程中的重要工作之一；基面挑选的正确与合理,可以使加工质量得到保 证,生产率得以提高；否就,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,仍会造成零件的大批报 废,使生产无法正常运行；5.1.1 粗基准的挑选 零件加工时粗基准是必需选用的；在选用时要考虑如何保证各个加工表面有足够的余量,如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度；因此,挑选粗基准时,应遵循以下几 个原就：以不加工表面为粗基准；挑选毛坯余量最小的表面作为粗基准；挑选零件

6、上重要的表 面作为粗基准；挑选零件上加工面积大,外形复杂的表面作为粗基准；粗基准在同一尺寸方向名师归纳总结 上通常只能使用一次,不应重复使用,以免产生不必要的定位误差；第 1 页,共 11 页依据有关粗基准的挑选原就 挑选零件的不加工平面为粗基准；如零件有如干个不加工平面时,就应以与加工表面面积较大的为粗基准 ,挑选 40 的端面为粗基准,利用一组一长一短两个 V 型块夹紧零件的圆柱轮廓部分作为定位面,以排除X 方向的移动, X 方向的转动, Y 方向的移动和转动,Z 方向的转动,以达到完全定位；5.1.2精基准的挑选精基准的挑选应使工件的定位误差较小,能保证工件的加工精度,同时仍应使加工过程

7、操作便利,夹具结构简洁；挑选时应遵循以下原就：基准重合；一次安装的原就；互为基准的原- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就；自为基准的原就；主要应当考虑基准重合的问题；当设计基准与工序基准不重合的时候,应当进行尺寸换算,这在以后仍要特地运算,此处不再重复；5.2 拟定工艺路线制订工艺路线的动身点,应当是使零件的几何外形、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证；在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工夹具,并尽量是工序集中来提高生产率；除此以外,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降；5.2.1 工艺路线的拟定工艺路

8、线方案一工序 10 铣 40 47mm的平面工序 20 铣 28 40mm平面+ 0.03工序 30 铣宽度为 8 0 + 0.012 mm的槽工序 40 铣宽度为 18 0 mm的槽工序 50 扩花键底孔工序 60 拉花键工序 70 锪 15工艺路线方案二工序 10 铣 40 47mm的平面工序 20 铣 28 40mm平面+ 0.03工序 30 铣宽度为 8 0 + 0.012 mm的槽工序 40 铣宽度为 18 0 mm的槽工序 50 扩花键底孔工序 60 拉花键工序 70 锪 15 角5.2.2 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先钻、扩花键底孔,保证尺寸 22

9、+0 0.28,然后铣28 40mm平面,以车削的方法来倒 15 角；方案二是先铣 28 40mm平面,然后再钻、扩花键底孔,并其以锪的方式倒 15 角；总体上来看,两个方案各有优缺点：方案一先钻、扩花键底孔、拉花键槽,然后以花键孔的中心为基准铣28 40mm平面,这样就能保证设计基准与工艺基准的重合,尺寸精度和位置精度都易于实现,且定位和装夹也易于实现；但是,方案一中倒角 采纳车削的方法,由于零件结构的不规章性,不易于定位与装夹,如要保证尺寸及位置精度仍 要设计专用夹具,这样不利于生产效率的提高和成本的降低；方案二刚好与方案一相反,先铣 28 40mm平面,然后铣宽度为 8 + 0 0.03

10、 mm的槽,再钻、扩花键底孔,这样设计基准与工艺基准就不 重合,简洁产生加工误差,如要尺寸精度和位置精度,仍需要基准的转换,这样就给设计与计算带来不便；但是,方案二实行锪的方式倒 个方案得出详细合理的工艺过程如下：工序 10 铣 40 47mm的平面 工序 20 钻、扩花键底孔 工序 30 拉花键 工序 40 锪 15 角15 角,这样的加工易于实现；因此,综合以上两工序 50 工序 60 工序 70 工序 80 铣 28 40mm平面铣宽度为 铣宽度为 检验+ 0.038 0 mm的槽18 0 0.012 mm的槽5.3 加工余量和工序尺寸的拟定“ 拨叉” 零件材料为铸铁HT250,生产类型

11、为中批量生产（300010000 件）采纳金属型铸造法铸造毛坯件；依据上述原始材料以及加工工艺,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：名师归纳总结 1.40 47mm端面第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 考虑零件加工长度并无要求,40 47 表面粗糙度要求为,参照机械制造工艺设计简明手册查表得知粗铣至精铣的工艺路线可以满意要求,需两次加工可达到精度；因此确定加工余量 Z=3mm可以满意加工要求；其中第一步粗铣要求达到长度 80.2mm；2钻扩孔 22 +0 0 . 28mm 毛坯为实心,不冲出孔；内孔精度粗糙

12、度要求；需要由钻孔,扩孔,铰孔的工艺路线可以达到要求；内孔尺寸为： 22 +0 0 . 28；参照机械制造工艺设计简明手册查表得知孔的加工余量安排如下：钻孔： 20mm 扩孔： 22mm 2Z=1.8mm 精镗： 22 +0 0 . 28mm 2Z=0.2mm 3花键孔 25 +0 0 . 03mm 花键要求外径定心,拉削时的加工余量参照工艺手册,应取2Z=2mm；但查刀具尺寸可知花键拉刀标准尺寸为 22mm、 25mm；此步骤不要求加工余量；4铣削 28 40mm 的平面铣削余量：铣削的公称余量（单边）为： Z=2.0-0.2=1.8mm 由于毛坯及以后每道工序（或工步）的加工都有加工公差,

13、因此所规定的加工余量只是名义上的加工余量；实际上,加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分；由于本设计规定零件为中批量生产,此加工表面要求达到粗糙度；因此在运算最大、最小加工余量时,应查表予以确定；查工艺手册,确定加工路线为粗铣到精铣的两步加工；查得单边铸造余量为Z=3mm；要求精铣铣削余量为 0.2mm,所以第一步粗铣余量为：铣削余量：Z= 3-0.2 = 2.8mm 0 . 035铣削槽 8 0 mm 单边铸造余量为 Z=3mm,槽两侧面精度要求达到,精铣可以达到此精度；查表取两边精铣加工余量为 0.5mm,槽底面加工余量为 1mm,粗铣单边加工余量为 Z=3-1=2mm；选用硬质合金三面

14、刃圆盘铣刀；.0 0126铣削槽 18 0 mm 由于平面没有精度要求,故铸造时平面无加工余量；槽内底面与两侧面要求达到表面粗糙度；参照机械制造工艺设计简明手册,查表取底面精铣加工余量为 1mm,两侧面留加工余量 0.5mm；粗铣分 4 次进刀达到精铣加工余量；5.4 切削用量的确定5.4.1 铣削 40 47mm端面；本工序采纳运算法确定切削用量；1. 加工条件2 工件材料： HT250铸铁 =200N/mm加工要求：铣 40 47mm平面达到,粗铣,精铣；机床： X63 卧式铣床刀具：高速钢圆柱铣刀2. 运算切削用量（1）粗铣 40 47mm平面,保证尺寸 80.2mm 铣削深度 由于切削

15、量较小,故可挑选 a p = 2 8. mm , 一次走刀即可完成所需长度；每齿进给量 查切削用量简明手册表 3-5 ,得f z = 0 . 2 0 . 3 mm / z, 由于是对称铣,选较小量 f=0.2 mm / z查后刀面最大磨损及寿命查切削用量简明手册表3.7 ,后刀面最大磨损为0.50.8mm；查切削用量简明手册表3.8 ,寿命 T=180min；切削速度：参考切削用量简明手册表3-11 ,查得 v=19m/min 名师归纳总结 采纳高速钢圆柱铣刀,d =80mm,齿数 Z=6 第 3 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ns

16、=1000v=100019=75.6 r/min dw3. 1480现采纳 X63 卧式铣床 , 依据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表 4.2-39 ）取 = 75r/min 故实际切削速度为：v= dwnw=3 .148075=18. 84m/min得, Pcc=1.1kw. 而机床所能供应的功率为10001000当 =75r/min时,工作台的进给量应为：fm=fzZn w=0 2.675=90 mm/min查机床使用说明书,选用 fm = 95mm / min；校验机床功率：查切削用量简明手册表3-19PcmPcc；故校验合格；=70切削工时：铣刀行程l+ l1+l2=48+

17、 18+4其中l1=a e dwae+13 2 =25 所以机加工工时为：名师归纳总结 tm=l+l1+l2=70=0 .74minZ由于是精第 4 页,共 11 页fm95（2）精铣 40 47mm平面,保证尺寸80mm 3-5 ,得f z=02.03. mm/每齿进给量 铣,选较小量查切削用量简明手册表 f=0.2 mm/ z查后刀面最大磨损及寿命查切削用量简明手册表3.7 ,后刀面最大磨损为0.30.5mm；查切削用量简明手册表3.8 ,寿命 T=180min；v =24.7m/min切削速度：由于是精加工,铣削速度放大 采纳高速钢圆柱铣刀,d w =80mm,齿数 Z=6 30%；故n

18、s=1000v=100024 .7=98r/min dw3.14804.2-现采纳X63 卧式铣床 , 依据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表39）取nw =95r/min故实际切削速度为：v= dwnw=3.148095=23.86m/min10001000当n =95r/min时,工作台的进给量fm应为：fm=fzZn w=.0 2695=114 mm /min查机床使用说明书,选用f m =118mm/min；切削工时：铣刀行程l+ l1+l2=48+ 18+4=70- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 其中l1=a e dw-a e+ 1

19、3 2 =25 所以机加工工时为：t m = l + l 1 + l 2 = 70= 0 . 59 minf m 1185.4.2 钻、扩 22mm花键孔1 钻孔 20mm 挑选机床：立式钻床 Z525 挑选钻头：高速钢麻花钻钻头 取 d 0= 20 mm按加工要求确定进给量,依据切削用量简明手册,当材料为 HT250 硬度 200HBS,d 0= 20 mm 时,f 取 0.700.86 mm/ r；由于本零件在加工 20 孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数 0.75 所以 f 应为 0 .5 25 0 .6 45 mm / r按钻头强度挑选 f = 1 . 75 mm / r按机床进给

20、机构强度挑选 f = 0 . 53 mm / r依据表 2-35 ,立式钻床 Z525,进给量范畴 0.10.81mm/r 故取 f = 0 . 62 mm / r 经校验 F f = 6090 N F max,校验胜利；钻头磨钝标准及寿命：查切削用量简明手册表 2.12 ,后刀面最大磨损限度为 0.50.8mm,寿命 T=60min；切削速度：依据切削用量简明手册,查得切削速度 v = 18m / min；所以,n s = 1000 v = 100018 = 286 6. r / min d w 3 . 1420依据机床说明书,取 nw = 272r / min；故实际切削速度为：v = d

21、 w n w = 3 . 1420272 = 17 m / min1000 1000校验扭矩功率：查切削用量简明手册表 2-20 M c = 60 N / m查表 2-35 ,Z525 钻床 M m = 144 . 2 N / m；所以 M M m查表 2-23 P = .1 7 2 . 0 kw Pcc；故校验合格；切削工时：铣刀行程 l + l 1 + l 2 = 48 + 18 + 4其中 l 1 = a e d w a e + 1 3 2 = 2 5 所以机加工工时为：t m = l + l 1 + l 2= 70 = 0 . 74 minf m 95得, Pcc=1.1kw. 而机床

22、所能供应的功 = 70名师归纳总结 （2）精铣 28 40 平面,保证尺寸27mm 3-5 ,得f z=02.0.3 mm/z由于是精铣,选第 7 页,共 11 页每齿进给量 较小量 f=0.2 mm /z查切削用量简明手册表查后刀面最大磨损及寿命查切削用量简明手册表3.7 ,后刀面最大磨损为0.30.5mm；查切削用量简明手册表3.8 ,寿命 T=180min；v =24.7m/min切削速度：由于是精加工,铣削速度放大 采纳高速钢圆柱铣刀,d =80mm,齿数 Z=6 30%；故ns=1000v=1000247.=98r/min dw3 .14804.2-39 ）现采纳 X63 卧式铣床

23、, 依据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表取 nw = 95r / min故实际切削速度为：v = d w n w = 3 . 1480951000 1000当 n =95r/min 时,工作台的进给量 f m 应为：f m = f z Zn w = 0 . 2695 = 114 mm / min查机床使用说明书,选用 f m = 118mm / min；切削工时：铣刀行程 l + l 1 + l 2 = 48 + 18 + 4其中 l 1 = a e d w-a e + 1 3 2 = 2 5 =23.86m/min=70所以机加工工时为：tm=l+l1+l2=70=0. 59mi

24、nfm1185.4.60 . 03铣宽为 8 0 mm的槽工件材料： HT250铸铁 =200N/mm 加工要求：铣28 40mm平面达到,粗铣,精铣；机床： X63 卧式铣床刀具：涂层硬质合金错齿三面刃铣刀（1）粗铣每齿进给量查切削用量简明手册表3-5 ,得f z = 0 . 2 0 . 3 mm / z查后刀面最大磨损及寿命选较小量 f=0.2mm /z查切削用量简明手册表3.7 ,后刀面最大磨损为0.50.8mm；查切削用量简明手册表3.8 ,寿命 T=120min；切削速度：参考切削用量简明手册表 3-17 ,查得 v=75m/min 采纳错齿三面刃盘铣刀,d =80mm,齿数 Z=1

25、6 ns=1000v=100075=299r/min dw3. 14804.2-39 ）取现采纳 X63 卧式铣床 , 依据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表 n = 300r/min w 故实际切削速度为：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - v= dwnw=3. 1480300=75. 36m/min3-19得, Pcc=1.1kw. 而机床所能供应的功10001000当 n =300r/min 时,工作台的进给量 f m 应为：f m = f z Zn w = 0 . 216300 = 960 mm / min查机床使用说明书,选用 f m

26、 = 950mm / min；校验机床功率：查切削用量简明手册表率为 PcmPcc；故校验合格；切削工时：铣刀行程 l + l 1 + l 2 = 48 + 18 + 4 = 70其中 l 1 = a e d w-a e + 1 3 2 = 2 5 所以机加工工时为：t m = l + l 1 + l 2 = 70= 0 . 74 minf m 95（2）精铣每齿进给量 查切削用量简明手册表 3-5 ,得 f z = 0 . 2 0 3. mm / z 由于是精铣,选较小量 f=0.2 mm / z查后刀面最大磨损及寿命查切削用量简明手册表 3.7 ,后刀面最大磨损为 0.30.5mm；查切削

27、用量简明手册表 3.8 ,寿命 T=120min；切削速度：由于是精加工,铣削速度放大 30%；故 v = 24 . 7 m / min采纳高速钢圆柱铣刀,d =80mm,齿数 Z=6 1000 v 100024 7.n s = = = 98 r / min d w 3 . 1480现采纳 X63 卧式铣床 , 依据机床使用说明书（见机械制造工艺设计简明手册表 4.2-39 ）取 nw = 95r / min故实际切削速度为：v = d w n w = 3 . 148095 = 23 . 86 m / min1000 1000当 n =95r/min 时,工作台的进给量 f m 应为：f m

28、= f z Zn w = 0 . 2695 = 114 mm / min查机床使用说明书,选用 f m = 118mm / min；切削工时：铣刀行程 l + l 1 + l 2 = 48 + 18 + 4 = 70（mm）其中 l 1 = a e d w-a e + 1 3 2 = 2 5 所以机加工工时为：t m = l + l 1 + l 2= 70 = 0 . 59 minf m 1185.4.7 加工下面的槽 18 0 .0 012（1）粗铣挑选细齿盘铣刀,d=100 L=16 Z=20 ap=16 ae=23 挑选 X63 型铣床,铣床功率为 7.5 kW查切削用量简明手册表 3-

29、3 得 f z = 0 . 2 .0 3 mm / Z,此时取 f z = 0 . 2 mm / Zv切削速度 v = C v dqpv K vT m a p X v f z y y a e u v Zap=16 ae=22 经运算, v=9.9m/min n=10009 .9=315.r/min d查表选： n=37.5r/min 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 实际切削速度：v = dn= 11 7. m /1000铣床实际进给量 f m = f z Zn = 0 . 2查机床使用说明书,fm = 150mm

30、 /（2）精铣：min37 5.=150 mm/min20min选高速钢错齿三面刃铣刀 d=80 D=27 L=8 Z=16 选用 X63 卧式铣床铣床功率为7.5Kw .03 mm/Z,此时取f z2.0 mm/Z查切削用量简明手册表3-3 得f z.02切削速度：v =T mapXCvv dqeu vZpvKvvfzyya0. 15 T=100min其中Cv35qv0 . 2u v0 5.pv0 . 1mXv0 . 1vy0 4.经运算, v=112/3 m/min =37.3m/min 1000 37 . 3n 148 r / mind查表 4.2-39 得 n 150r / min就实

31、际切削速度 v dn 37 . 17 m / min铣床实际进给量 f m 1000 f z Zn 0 . 2 16 150 480 mm / min查表 4.2-20 得 f m 475mm / min最终,将以上各工序切削用量、工时定额的运算结果,连同其他数据,一并填入机械加工工序卡片,见附表；6 夹具的设计机床夹具（简称夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备,它的主要功能是实现对被加工工件的定位和夹紧；通过定位,使各被加工工件在夹具中占有一个正确的加工位置；通过夹紧,克服加工中存在的各种作用力,使这一正确的位置得到保证,从而使加工过程得以顺当进行；专用夹具是针对某一种工件机械加工工艺过程

32、中的某一工序而特地设计的；由于不需要考虑通用性,因此夹具的结构紧凑,操作快速便利；按实际需要可采纳各种省力机构、动力装置、防护装置、分度装置等；因此,专用夹具可以保证较高的加工精度和劳动生产率；专用夹具通常由使用厂依据要求自行设计与制造,它的设计与制造周期较长；当生产的产品或工艺过程变更时,往往无法连续使用,故此类夹具只适合在产品固定工艺过程稳固的大批量生产中使用；夹具的设计是工艺设计与机械制造中的一项重要内容,它对机床性能的发挥与延长、生产率的高低、生产成本的掌握、工件的加工质量都有很大的影响,在其设计时应特殊留意以下几个问题；1. 所设计的专用夹具,应当既能保证工序的加工精度又能保证工序的

33、生产节拍；特殊对于大批量生产中使用的夹具,应设法缩短加工的基本时间和帮助时间；2. 夹具的操作要便利、省力和安全；如有条件,尽可能采纳气动、液压以及其它机械化自动化的夹紧机构,以减轻劳动强度；同时,为保证操作安全,必要时可设计和配备安全防护装置；3. 能保证夹具肯定的使用寿命和较低的制造成本；夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应,在大批量生产中应采纳气动、液压等高效夹紧机构；而小批量生产中、就宜采纳较简洁的夹具结果；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 适当提高夹具元件的通用化和标准化程度,选用标准化元件,特殊应选用商品化的标准元 件,以缩短夹具的制造周期,降低夹具成本；5. 应具有良好的结构工艺性,以便于夹具的制造和修理；6.1 问题的提出 本夹具主要用来铣宽度为 8 0 0.03 mm的槽,保证两侧的粗糙度等级为 1.6 ,底部的粗糙度等 级为 6.3 ；这一槽对 40 47mm的端面有肯定的位置与尺寸要求；加工本道工序时,40 47mm的 端面已经加工出来,这样就保证了设计基准与工艺基准的重合,保证了加工精度,防止了加工 误差；因此,在本道