拨叉（831007型号）零件的机械加工工艺规程及铣断叉口夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 学 课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 床拨叉（ 831007 型号） 的机械加工工艺规程及“铣断” 夹具设计 指导教师： 职称 : 职称 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20*年 12 月 5 日 目录 序言 . 3 第一章 零件的分析 . 4 零件的作用 . 4 零件的工艺分析 . 4 第二章 拨叉零件机械加工工艺规程设计 . 5 毛坯的选择 . 5 基准的 选择 . 5 工艺路线的拟定 . 5 加工余量毛坯尺寸 ,工序尺寸及其公差的确定 . 7 切削用量及工时定额的确定 . 8 第三章 铣断工序夹具设计 . 17 任务的提出 . 17 定位方案及定位装置的设计计算 . 17 夹紧方案及装置的设计计算 . 19 具体设计 . 21 设计总结 . 22 参考文献 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 序言 机械制造工艺学课程设计是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 习。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，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，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 零件的分析 零件的作用 题目所给的零件是 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。 零件的工艺分析 零件的材料为 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. 孔内表面以及与此孔相通的 8 的锥孔、 8M 螺纹孔 2. 55 孔内表面 3. 40 上 端面、 55 上下两 端面，上下两 73 孔的内表面， 55 孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 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。 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000件 /年，零件的质量是 ，查机械制造工艺及设备设计指导手册 321 页表 15确定该拨叉生产类型为大批生产，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 拨叉零件机械加工工艺规程设计 毛坯的选择 确定毛坯种类： 零件材料为 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查 机械制造工艺及设备设计指导手册 324页表 15 基准的选择 1 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以 22 孔外圆表面为辅助粗基准。 2 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，以精加工后的 40 端 面为主要的定位精基准，以 22 孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。 工艺路线的拟定 制 定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 1. 工艺路线方案一 工序 粗铣 、 半精铣 40上端面 ,以底面为粗基准 . 工序 钻、扩、铰 22孔 ,以 40上端面和 40外表面为精基准 . 工序 粗车、半精车 55 孔，粗车、半精车中间下端面 73 孔 , 以40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 粗车 、半精车中间上端面 73孔 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 钻 纹孔底孔，攻 纹 , 以 40 上端面和 22 内表面为精基准 . 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 工序 去毛刺 . 工序 按图样检查 . 2. 工艺路线方案二 工序 钻、扩、铰 22孔 ,以底面和 40外表面为粗基准 . 工序 粗车、半精车 55 孔，粗车、半精车中间下端面 73 孔 , 以40上端面和 22内表面为精基准 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序 粗铣 、 半精铣 40上端面 ,以底面为粗基准 . 工序 粗车、半精车中间上端面 73孔 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 工序 去毛刺 . 工序 按图样检查 . 3. 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案一考虑以 22为精加工基准，而方案二则是先加工孔后加工面 ,这样很难保证误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比 较合理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工余量毛坯尺寸 ,工序尺寸及其公差的确定 由于本零件材料为灰铸铁，则由机械加工工艺手册得： 拨叉工序尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的确定 加工面 工序名称 工序间余量/单边 ) 工 序 工序基本尺寸/济精度 /面粗糙度 /40端面 半精铣 )h 1 粗铣 )h 22铰 )h 2 扩 )h 8 )h 6 55 半精车 )h 3 粗车 2 )h 9 73 下端面 半精车 )h 1 粗车 )h 5 73 上端面 半精车 )h 0 粗车 )h 5 攻 8 钻 )h 8孔 钻 4 )h 铣断 铣 2 0 由以上资料得出毛坯尺寸图（见附图） ,毛坯的铸造公差等级为 11级 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切削用量及工时定额的确定 工序粗铣、半精铣 40上端面 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗铣 22孔上端面。 机床： 刀具： 质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 计算基本工时 L/ 32+40)/475= （ 2）半精铣 40上端面 铣削深度 ：因为切削量较小，故可以选择 次走刀即可完成所需长度。 计算切削速度 ：按简明手册， V c=98mm/s， n=439r/f=490mm/s 据 床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 校验机床功率 查简明手册 机床所能提供功率为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 计算基本工时 L/ 32+40)/475= 工序 以 40 上端面和外端面为基准，钻 、 扩 、 铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 的精度达到 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 的精度达到 机床： 2. 切削用量 （ 1）钻 16孔 具选择：查机械加工工艺手册选用 16速钢锥柄标准花钻，钻头采用双头刃磨法，后角 o 12 ，二重刃长度 刀长 b= l=3带长度 1202 100 30 择切削用量 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m a F f 校验成功。 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 m 2 1050 m 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。 (2) 扩 用 定切削用量：查切削用量手册得： f=r,再由机械加工工艺手册 f =r。扩孔时的切削速度，由公式：（ 1/21/3）查切削用量手册取 s= 1/21/3） 000d =93140r/机床选取 n =136r/m,故 1000= T=L/(f n) =(50+10)/(136)= (3) 铰 22孔 22速钢锥柄机用铰刀 吃刀 量 由切削用量手册得： f=r,取 f=mm/r 由切削用量手册得：0 .z vv v p yx fv c d 000d =125.8 r/机床选取36 r/以实际切削速度 1000=T=L/(f*n) =(50+10)/(136)=序 粗车、半精车 55孔，粗车、半精车中间下端面 73孔 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工要求：粗车、半精车 55孔，粗车、半精车中间下端面 73孔 机床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 6 1000 606005s 8r 0 5oe 刀尖圆弧半径 （ 1）粗车 55孔 查切削用量手册：取进给量为 mm/r。再根据 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 2) 半精车 55孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 床说明书进给量取 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 明书，选择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册 公式计算： T=3) 粗车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.9 mm/r。再根据 f =r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 接车刀耐买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 用度 T=60 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =43 m/000d = 明书，选择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 4) 半精车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T=序 粗车、半精车中间上端面 73孔 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗车、半精车中间上端面 73孔 机床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 6 1000 606005s 8r 0 5oe 刀尖圆弧半径 (1) 粗车 中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.9 mm/r。再根据 f =r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =43 m/000d = 明书，选择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 2) 半精车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T=序 钻 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：钻 机床： 2. 切削用量 (1) 钻 底孔 机械加工工艺手册选用 择切削用量 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m a F f 校买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 验成功。 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 m (2) 攻 机械加工工艺手册选用 查切削用量手册得： f=r,再由机械加工工艺手册床进给量取 f =r。查切削用量手册取 V =13m/000d =230r/机床选取 n =238r/ 1000=18m/T=（ L+2） /(f n)= 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22 内表面为精基准 . 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求： 钻 8孔一半 机床： 刀具 : 查机械加工工艺手册选用 速钢锥柄标准花钻 . 2. 切削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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m a F f 校验成功。 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 m 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：将毛坯从中间铣断 机床： 刀具： 锯片铣刀， d=200l=4齿， Z=40 查切削手册，选择进给量为： ,切削速度为：7 ，则： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m 5200 271 0 0 01 0 0 0 rd 根据简明手册表 0 rn w ，故实际切削速度为： m 02001000 此时工作 台每分钟进给量 m 0050401.0 查切削手册表 好有 00 。 计算切削基本工时： m 0 3072 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第三章 铣断 工序夹具设计 任务的提出 本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时 ，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。 定位方案及定位装置的设计计算 本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。 2. 定位方案及定位装置的设计计算 1）定位基准的选择 根据零件的结构特性，结合工件加工精度要求和便于装夹的原则等因素，工件采用一面两孔定位方式。如 图 1， 55上端面以平面做为定位基准，限制3个自由度，再用 22 的两个孔做为定位基准，分别限制剩下的 2个自由度和1个自由度。 2）定位元件及装置的设计： 由于工件采用一面两孔定位方式，所以定位元件采用一面两销定位机构，即定 位机构由一个平面、一个圆柱定位销和一个菱形定位销组成，如图 2。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 定位机构简图 图 3 定位尺寸计算 确定相关的定位配合尺寸，以确定定位元件的尺寸： 1确定两销中心距尺寸及公差 取工件上两孔中心距的基本尺寸为两销中心距的基本尺寸，其公差取工件孔中心距公差 的 1/4，及令：1 0 . 14 m m 。 取相应孔的最小直径作为圆柱销直径的基本尺寸，其公差取 以1 2 2 6d g m m。 径及公差 按有关标准选取菱形销的宽度， d=5后按式2 2 m i n1 m i T 计算菱形销与其配合孔的最小间隙 2；计算出菱形销直径的基本尺寸 ：2 2 2 m ； 按 定菱形销直径公差。最后让菱买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 形销的基本尺寸与圆柱销相同，得2 2 2 6d f m m。如下图 夹紧方案及装置的设计计算 1 夹紧方案的确定 由于是大批量生产，为提高生产效率及产量，本夹具采用气动加紧，方便拆卸工件。 2 夹紧力大小的分析计算： 铣削力计算： 由金属切削机床夹具设计手册表 得切削力公式 其中 0,4, 垂直分力 受力分析图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在计算切削力时必须把安全系数考虑在内， 安全系数 中， 所以， H 1 5 4 由上图列平衡方程21 11( 计算得 P=2980N 得所需的夹紧力最小为 2980N. 选用为气缸 双斜楔机构，结构使用型。 21 其中 51 ， 52 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 9 42 9 8 气 24 气 取 ， 算的 D=52气缸内径大于 52 由于回转气缸有以下缺点： 封比较复杂，工作时容易发热，影响使用寿命。 动惯量大，容易损坏机床主 轴轴承。 故使用车床用不动式气缸 。 根据估计夹紧力为 1543N，查金属切削机床夹具设计手册和以上的计算结果选择气缸内径为 80作压力为 气缸的压力为2135N，能够夹紧。活塞杆行程大于等于 35 构设计 具体设计 见夹具装配图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设计总结 夹具课程设计即将结束。回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造与自动化专业的重点，使理论与实践结合，对理论知识加深了理解，使生产实习中的理解和认识也到了强化。 本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计和专用夹具设计。机械加工工艺规程设计运用了基准选择等知识，夹具设计的运用了工件定位、夹紧机构等知识。通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次设计还存在很多不足之处。由于对知识的掌握不够扎实，在设计过程中不能全面地考虑问题。仍需要进一步研究和实践。 这次设计，让我对基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了思考、解决问题，创新设计的 能力。为以后的设计工作打下了较好基础。本设计存在很多不足之处，最后恳请各位老师、同学批评指正！ 参考文献 1 王先逵主编 机械制造工艺学 第版 北京：机械工业出版社， 2006 2 王先逵主编 机械加工艺手册 第版 北京：机械工业出版社， 2006 3 浦林祥主编 金属切削机床夹具设计手册 第版 北京：机械工业出版社， 1995 4 邵晓荣，曲恩主编 互换性与测量技术基础 北京：中国标准出版社， 2007 5 赵家齐主编 机械制造工艺学课程设计指导书 第 2 版 北京：机械 工业出版社，2000 6 林文焕 . 机床夹具设计 . 北京：国防工业出版社， 1987 7 艾兴，肖诗纲主编 切削用量手册 北京：机械工业出版社， 1985 8 陈宏均主编 实用机械加工工艺手册 北京：机械工业出版社， 2003 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 拨叉 8