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倒挡拨叉工艺及钻φ8.7斜孔夹具设计[含CAD图纸，工艺工序卡，说明书等资料全套]

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关键词：: 含CAD图纸，工艺工序卡，说明书等资料全套 [含CAD图纸工艺及夹具设计全套设计cad图纸工艺工序卡说明书全套含cad图纸倒挡拨叉设计图工艺工序卡工序卡工艺夹具设计说明书

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一、序言············································2

二、零件的工艺分析及生产类型的确定··················2

三、毛坯的选择与设计································4

四、加工方法和工艺路线的设计························6

五、工序设计········································9

六、确定切削用量及基本时间··························12

七、夹具设计········································16

八、设计小节········································17

九、参考文献········································17

一、序言

　　　机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

在结束了《机械制造基础》及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力

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内容简介：: 江南大学机械工程学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 1 页车间工序号工序名称材料牌号机加工3铣端面ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X621夹具编号夹具名称冷却液1专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1铣右端面镶齿三面刃铣刀，游标卡尺、粗糙块15047.120.2212铣左端面15047.120.221描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 2 页车间工序号工序名称材料牌号机加工4钻孔扩孔ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液2专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1钻13mm孔游标卡尺、塞规莫氏锥柄麻花钻54522.260.2813121.9s2扩14H9孔96042.20.451215.8s描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 3 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 6 页车间工序号工序名称材料牌号倒角5倒角ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1倒角145锪钻2720.2280.1323描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 4 页车间工序号工序名称材料牌号铣6铣脚面开挡ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称冷却液专用夹具回转工作台工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/z)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1铣R15面镶齿三面刃铣刀，游标卡尺、粗糙块15047.10.2212铣R19面20062.830.2213铣圆环面25078.50.241描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 5 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间7铣ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/z)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1铣槽底面镶齿三面刃铣刀、游标卡尺、粗糙块15047.10.2 212铣槽镶齿三面刃铣刀、游标卡尺、粗糙块22069.10.241描图描校底图号装订号*a编制(日期)审核(日期)会签(日期)*标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217江南大学机械学院课程设计机械加工工序卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 6 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称倒挡拨叉第 6 页车间工序号工序名称材料牌号机加工车间8钻孔ZG310-570毛坯种类毛坯外形尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称冷却液专用夹具工序时间准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/(r/min)切削速度/(m/min)进给量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次数工时定额基本辅助1钻8.7直柄麻花钻、,游标卡尺、塞规96026.240.498.712去毛刺描图描校底图号装订号*编制(日期)审核(日期)会签(日期)*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机自0802 洪立星 0401080217机械加工工艺过程卡片文件编号(厂名全称)机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号共 1 页产品名称倒挡拨叉零(部)件名称第 1 页材料牌号ZG310-570毛坯种类铸钢毛坯外形尺寸66*67*91每坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工序时间准终单件1铸造2热处理退火 3铣端面铣端面24机加工X62专用夹具4钻孔扩孔钻13内孔、扩14H13孔机加工Z525专用夹具5倒角两端145机加工Z525专用夹具6铣脚面开挡粗铣R15、铣R19、铣开挡机加工X62专用夹具7铣槽铣槽14H13 底面及拨叉机加工X62专用夹具8钻孔钻8.7机加工Z525专用夹具9去毛刺10检验描校底图号装订号*a标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字编制 (日期)审核会签(日期)*日期江南大学机械工程学院课程设计目录一、序言2二、零件的工艺分析及生产类型的确定2三、毛坯的选择与设计4四、加工方法和工艺路线的设计6五、工序设计9六、确定切削用量及基本时间12七、夹具设计16八、设计小节17九、参考文献17一、序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在结束了机械制造基础及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1 零件的作用题目所给的零件为倒挡拨叉，是与操纵机构零件结合用与拨动滑动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面、14H13槽以及下拨叉有精度要求。2 零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有14H9表面粗糙度为Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级0.03；斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um并保证与14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为4853HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为0.2；孔8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔8.7还需锪平直径为12；孔24端面、开挡内R15面、孔8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。3 零件的生产类型依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。三、毛坯的选择与设计1 选择毛坯该零件材料为ZG310-570，属于批量生产，而且零件的结构复杂，采用铸件成型。2 确定机械加工余量铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件，所以毛坯选择砂型铸造。根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为FH。所以，可取CT=9级。查表（GB/T6414）查出各表面的公差数值。零件尺寸公差CT端面462脚面圆柱面151.6脚面圆柱面191.7两脚面尺寸61.514H13槽面尺寸141.6槽底面141.6叉脚开挡尺寸231.73 设计毛坯图拨叉毛坯图尺寸（单位：mm）零件表面总余量毛坯尺寸公差CT端面462502脚面圆柱面152131.6脚面圆柱面192171.7两脚面尺寸62101.514H13槽面尺寸142101.6槽底面142121.6叉脚开挡尺寸232191.7下图为该零件的毛坯图（具体尺寸请看毛坯图）：四、加工方法和工艺路线的设计1 定位基准的选择（1）粗基准的选择工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用肋板6的左端面作为粗基准来加工14H9孔。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，以及当零件有不加工表面应该以这些不加工表面做粗基准的原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，加工14H9孔，保证其轴线的直线度，并作为以后工序的定位基准，这个基准就是精基准。（2）精基准的选择在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。2 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为ZG310-570。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。（1）24端面:表面粗糙度为Ra25um，可选粗铣即可满足要求。（2）14H9孔：公差等级为9级，表面粗糙度为Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。（3）开挡15内圆柱面：表面粗糙度为Ra25um，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。（4）脚面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（4）开挡：表面粗糙度为Ra12.5um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（5）槽14H13：表面粗糙度为Ra12.5um，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（6）槽14H13底面：表面粗糙度为Ra25um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（7）孔：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸为0到0.1，根据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。3 制订工艺路线工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状，尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具，并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。现有工艺路线如下：- 23 -机自0802 洪立星 0401080217工艺路线一工艺路线二精铸退火精铸退火工序工序1. 铣端面1. 钻孔2. 钻孔2. 粗铣脚面3. 扩孔3. 铣端面4. 倒角4. 扩孔5. 粗铣脚面5. 倒角6. 铣开挡6. 铣开挡7. 铣槽7. 铣槽8. 钻孔8. 钻孔9. 精铣脚面方案的比较选择：方案2先铣脚面虽然满足了先面后孔的原则，但是对于后面工序的基准选定却不够方便，所以不合理，根据根据经济性级工序内容的简便性可选择方案一，并制定出详细的工序内容。毛坯为精铸件，拿到毛坯后应该先退火处理下，消除掉铸件在铸造过程中产生的内应力及误差。并在毛坯车间调整好毛坯的机械性能以达到技术要求，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下：1. 铸造2. 热处理3. 铣端面4. 钻13孔、扩14H9孔5. 倒角6. 铣脚面、开挡7. 铣槽8. 钻8.79. 去毛刺10. 检验根据工序安排编出机械加工工序卡，共6张。五、工序设计1 选择加工设备与工艺装备（1）选择机床1-1工序4钻13孔、扩14H9孔、工序5倒角及工序8钻8.7，工步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用Z525立式钻床。1-2工序3、6、7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用X62卧式铣床即可。（2）选择刀具（参考指南） 1-1工序3铣端面1-2工序4钻13孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438.1-1996。其直径为13mm，工作长度101mm，莫氏锥度为1号，总长182mm。1-3工序4扩14H9孔。选择14 GB/T 1141-1984。其直径为14mm，工作长度108mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。1-4工序5倒角。1-5工序3、6、7都是铣。铣刀按表5-105选镶齿三面刃铣刀，直径为100，孔径d=27，齿数z=12。1-6工序8钻8.7孔。孔径为8.7mm无通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。（3）选择量具本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：工序工序名称量具3铣端面游标卡尺、粗糙块4钻13孔扩、14H9孔游标卡尺、塞规5倒角游标卡尺6铣脚面、开挡游标卡尺、粗糙块7铣槽游标卡尺、粗糙块8钻8.7游标卡尺、塞规2 确定工序尺寸（1）24端面加工余量加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣粗铣粗铣端面50446Ra25（2）钻13、扩14H9孔加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度钻扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔131Ra6.3（3）面加工余量加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣精铣粗铣精铣粗铣精铣R15圆柱面2 15Ra25R19圆柱面2Ra12.5脚面1.60.4Ra12.5Ra6.314H13槽底面210Ra2514H13槽1.60.414.4Ra25Ra12.5（3）钻孔加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度孔8.7Ra25六、确定切削用量及基本时间1工序3切削用量：本工序为粗车端面，已知加工材料为ZG310-570，表面淬火处理后HRC40-50。确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求不高，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。2 工序4切削用量：本工序为钻13mm、扩14H9。2.1确定钻13mm孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻，其直径为13mm，工作长度101mm，莫氏锥度为1号，总长182mm。确定切削用量=13/2=6.5mm，查表得进给量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。则主轴转速n=514.19r/min,故取n=545r/min，此时v=22.26m/min。2.2确定扩14H9孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T 1141-1984，其直径为14mm，工作长度108mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。确定切削用量=1/2=0.5mm，查表得进给量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。则主轴转速n=1364.19r/min,故取n=960r/min，此时v=42.2m/min。 2.3基本时间确定钻13mm孔的基本时间=确定扩14H9孔的基本时间=3工序6 切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。3.1确定铣开挡底面圆柱面R15的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。3.2 确定铣开挡底面圆柱面R19的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），选择n=200r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 3.3确定开挡脚面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求较高（Ra=6.3um及有垂直度要求），选择n=250r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4工序7本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。4.1确定槽底面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4.2确定槽的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求较高（Ra=12.5um且对称度为0.4），选择n=220r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率：参考公式其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。5 、工序8 本工序为钻8.7，并锪平12。确定钻8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为8.7mm，工作长度80mm，总长122mm。确定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得进给量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。则主轴转速n=987.8r/min,故取n=960r/min，此时v=26.24m/min。第5章钻孔夹具设计5.1研究原始质料利用本夹具主要用来钻8.7孔，加工时要满足粗糙度要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。5.2定位基准的选择由零件图可知：在对钻8.7孔进行加工前，外圆平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工，因此，定位、夹紧方案有：方案：选外圆平面V块、工艺孔和大头孔定位，即外圆面、大孔侧面和支撑圆柱销定位，夹紧方式选用螺母在压板上夹紧。方案：选一面两销定位方式，工艺孔用短圆柱销，用棱形销定位，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的，孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。心轴上的开孔也不利于排销。通过比较分析只有方案满足要求，孔其加工与孔的轴线间有尺寸公差，选择外圆平面V块和支撑销来定位，从而保证其尺寸公差要求。图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择外圆平面V块和支撑销为定位基准来设计钻模，从而满足孔的加工要求。工件定位用底面和两孔定位限制5个自由度。5.3 切削力及夹紧力的计算钻该孔时选用：钻床Z525，刀具用高速钢刀具。由参考文献5查表可得：切削力公式：式中d=8.7MM 查表得：其中：即：实际所需夹紧力：由参考文献5表得：有：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献5表可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。取，查参考文献51226可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：式中参数由参考文献5可查得：其中：螺旋夹紧力：由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。5.4误差分析与计算该夹具以外圆平面V块和支撑销为定位基准，要求保证被

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