拨叉零件的工艺规程及夹具设计说明书

拨叉零件的工艺规程及夹具设计1前言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。2零件的分析21零件的作用题目所给的零件是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。22零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，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221小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔222大头半圆孔223拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为007MM，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为005MM。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。3确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。4确定毛坯41确定毛坯种类零件材料为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。42确定铸件加工余量及形状机械制造工艺及设备设计指导手册325页表157，选用加工余量为MAG级，并查表158确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D122MMG302孔降一级双侧加工D255MMG302孔降一级双侧加工T273MM3单侧加工T350MMG25单侧加工T473MM3单侧加工表143绘制铸件零件图5工艺规程设计51选择定位基准工序工序内容定位基准工序工序内容定位基准010粗铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆090扩中间孔T1及小头孔外圆020粗铣中间孔上端面T1及小头孔外圆100半精镗中间孔T1及小头孔外圆030粗铣中间孔下端面T3及小头孔外圆110钻2锥销孔、螺纹孔、功螺纹T1及小头孔040精铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆120铣断T1、D1050精铣中间孔上端面T1及小头孔外圆130去毛刺060精铣中间孔下端面T3及小头孔外圆140检查070扩两端小头孔T1及小头孔外圆150若某道工序有误返工080精铰两端小头孔T1及小头孔外圆表2511粗基准的选择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辅助粗基准。512精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。52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53选择加工设备和工艺设备531机床的选择工序010060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。工序120采用铣断机床。532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。533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，可采用硬质合金铰刀。534选择量具两小头孔、中间孔均采用极限量规。535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。54机械加工余量、工序尺寸及公差的确定541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加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大（D2）铸件6CT9扩孔58IT126320625半精镗02IT1032005025扩孔584IT126320625精铰孔006IT716005025表3542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最小最大铸件25CT9010粗铣两端小头孔上端面250512160360020粗铣中间孔上端面25271216565030粗铣中间孔下端面25211217565040精铣两端小头孔上端面055011035116050精铣中间孔上端面0520510047112060精铣中间孔下端面052010047112表4543确定切削用量及时间定额工序010以T1为粗基准，粗铣22孔上端面。544加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,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AEPCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。547计算基本工时TML/VF3280/475009MIN。55工序020和工序030以T1及小头孔外圆为基准55孔上下端面。551加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,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AEPCC。故校验合格。最终确定AP10MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。5526计算基本工时TML/VF3280/475009MIN。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005MM,孔的精度达到IT7。553选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO18MM，钻头采用双头刃磨法，后角O12，二重刃长度B25MM,横刀长B15MM,宽L3MM,棱带长度554选择切削用量5541）决定进给量查切所以，按钻头强度选择按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。5542）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为05MM，寿命5543）切削速度查切修正系数故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度555计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下扩钻精铰56工序090和100T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗55孔。561选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO48MM，钻头采用双头刃磨法，后角O11，二重刃长度B11MM,横刀长B5MM,弧面长L9MM,棱带长度562选择切削用量5621）决定进给量查简明手册按钻头强度选择按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量经校验校验成功。5622钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0812MM，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为09MM，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为MM，寿命5623切削速度查切修正系数故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度扩铰和半精铰的切削用量同理如下扩钻半精铰563计算工时所有工步工时相同。6夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序110钻2锥销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花钻，对两个孔同时加工。61问题的提出本夹具是用来钻两个22MM的小头孔,零件图中大小孔的中心距有公差要求,因此这两个小头孔的中心距也有一定的公差要求另外,此中心线为三个侧平面的设计基准,有一定的垂直公差要求但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题62夹具设计621定位基准选择底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以地面为主要定位基准由于铸件的公差要求较大,利用小头孔的外圆表面作为辅助定位基准时,只有采用自动对中夹具才能同时保证对称的两个零件的大小孔的中心距的公差要求为了提高加工效率,现决定采用两把麻花钻同时加工出两个8MM的通孔622切削力及夹紧力计算由于实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于第一定位基准面,在两侧只需要采用两个V型块适当夹紧后本夹具即可安全工作因此,无须再对切削力进行计算623定位误差分析零件图规定大孔与小孔的中心距为65MM采用自动对中夹具后,定位误差取决于对中块螺杆以及滑块的制造误差同时,对对中块利用调整螺钉进行调整并加装钻套后,钻孔后的误差只有008MM在后续的铣断工序中,利用中间大孔定位,孔壁与定位销的配合间隙为005MM因此加工完成后大孔与小孔的中心距的最大误差为00800501302MM所以能满足精度要求624该夹具用于加工位置在同一中心线上的非回转零件上半径R520的孔，被加工孔中