机械拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计带CAD图纸
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机械拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计带CAD图纸,机械,零件,工艺,规程,编订,夹具,设计,cad,图纸
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）任务书系部：机械工程系专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：黄凯学 号：0501510122设计(论文)题目：拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计起 迄 日 期:2009年 3 月09日 6月14日设计(论文)地点:南京理工大学泰州科技学院指 导 教 师:武培军 吴 晟专业负责人:龚光容发任务书日期: 2009年 2 月 26 日毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 机械制造加工工艺的编制对机械产品的制造而言，具有重要的作用，直接影响着机械产品的加工质量和生产效益。通过对拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计，可以有效培养学生综合应用机械设计制造知识，并根据工程实际要求，进行问题的分析解决，从而提高独立工作的能力，适应社会需求。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：本设计要求学生根据拨叉零件的结构特点、机械制造加工工艺规程编制的原则，编制出拨叉零件的加工工艺规程，并设计出特定工序的专用铣夹具，绘出零件图和装配图，学习AutoCAD、Pro/Engineer等软件在机械设计中的应用，具体要求如下：1、查阅相关资料（不少于15篇），翻译一定量的外文资料（不少于3000汉字），撰写开题报告及文献综述（不少于2000字）；2、完成拨叉零件加工工艺规程的编制；3、选择合适的工件定位方式；4、确定恰当的夹紧方案；5、选择和设计相应的定位元件和夹紧装置；6、进行铣夹具总图及零件图的绘制；7、撰写设计说明书。相关的技术要求：1、被加工工件为45号钢；2、被加工工件为渗碳处理，表面硬度为HV650-800；3、表面无毛刺、划痕。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 1、相关资料的英文翻译与文献综述； 2、拨叉零件的加工工艺规程；3、铣夹具的零件图、装配图；4、毕业设计论文。毕业设计成果以设计图样和说明书形式提交。要求图样规范，符合国家标准；说明书层次分明、论据可靠、计算正确、图标规范、语句通顺。4主要参考文献： 1 濮良贵，纪名刚. 机械设计（第八版）M. 北京: 高等教育出版社, 2006. 2 王先逵. 机械制造工艺学 M. 北京：机械工业出版社，2004. 3 薛源顺. 机床夹具设计（第二版）M. 北京：机械工业出版社，2003. 4 王维模，管琪明. 机床夹具的误差及误差系统图 J. 贵州工业大学学报，1997，26(2): 7682.5 周海宝. 提高机床夹具精度的实用方法 J. 机床与液压，2000，4: 9697.6 王黎明. 适应现代机床要求的新型夹具J. 产品与技术，1999，11(4): 9293.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2009年 3 月 9 日 3月 23 日 3 月 24 日 4月 6 日4 月 7 日 5月 11日5 月 12 日 5月 31 日6 月 1 日 6月 9 日6月 10日 6月 14 日熟悉课题，准备相关资料，完成资料翻译完成文献综述，撰写开题报告，熟悉AutoCAD、Pro/Engineer等绘图软件掌握机械制造加工工艺编制的要点，分析拨叉零件的特点，完成拨叉零件制造加工工艺规程的编制掌握机床夹具设计特点，完成铣夹具的结构设计，画出相关零件图和装配图撰写并打印设计说明书，整理相关资料准备论文答辩所在专业审查意见：负责人： 2008年 月 日系部意见：系部主任： 2008年 月 日南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名:黄凯学 号：0501510122系部:机械系专 业:机械工程及自动化设计(论文)题目:拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计指导教师:武培军高工吴晟助教 材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表12毕业设计(论文)任务书13毕业设计(论文)开题报告含文献综述14毕业设计(论文)外文资料翻译含原文15毕业设计（论文）中期检查表12009年5月 南京理工大学泰州科技学院本科生毕业设计（论文）选题、审题表系部机械工程系指导教师姓 名武培军 吴 晟专业技术职 务高工 助 教课题名称拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计适用专业机械工程及自动化课题性质ABCDE课题来源ABCD课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难适中易课题简介拨叉零件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。本课题紧密结合学生所学的机械工程及自动化课程，它让学生在具备基本的机械制造工艺学、夹具设计与制造理论知识后，强化提高其所学知识和初步设计能力。通过独立完成对拨叉零件的加工工艺以及铣夹具设计，使学生掌握机械设计制造的基本过程。课题应完成的任务和对学生的要求本课题以CA6140车床拨叉零件为研究对象，对学生的任务为：1. 独立完成CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程制订；2. 特定铣夹具设计总装配图及全套零件图；3. 3000字以上的英文翻译；4. 设计说明书与夹具操作使用说明书。要求学生掌握机械制造的基本理论知识，能综合运用在实际生产制造之中。所在专业审定意见： 专业负责人(签名)： 年 月 日注：本课题由 黄 凯 同学选定，学号： 0501510122 注：1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）选题使用；2有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“”； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。毕业设计说明书（论文）中文摘要车类机床主要用于加工各种回转表面，如内外圆柱表面、圆锥表面、成型回转表面和回转体的端面等，有些车床还能加工螺纹面。由于多数机器零件具有回转表面，车床的通用性又较广，因此在机器制造厂中，车床的应用极为广泛，在金属切削床中所占的比重最大，约占机床总台数的20%35%。作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中，适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其它旋转面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。床身宽于一般车床，具有较高的刚度，导轨面经中频淬火，经久耐用。机床主轴孔径大，操作灵便集中，溜板设有快移机构。机床结构刚度与传动刚度均比较高，功率利用率也比较高，适于强力高速切削。卧式机床的加工对象，主要是轴类零件和直径不太大的盘类零件，故采用卧式布局。其主要部件有：主轴箱、刀架、尾座、进给箱、溜板箱以及床身。本设计主要针对CA6140机床的主轴箱进行设计。机床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。设计的内容主要包括确定机床的主要参数，拟定传动方案和传动系统图，计算和校核了主要零部件，并且利用专业制图软件进行了零件的设计和处理。关键词 CA6140机床 零件 传动毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Process Fork Parts to prepare and Milling Fixture Design AbstractThe lathe class machine tool mainly was used in to process each kind of rotation surface, like inside and outside periphery, the circular cone surface, take shape the rotation surface and the gyre end surface and so on, some lathes also can process whorl. Because the most machine part has the rotation surface, lathe versatility broader, therefore in machine shop, lathe application extremely widespread, accounts for the proportion in the metal cutting bed to be biggest, approximately composes the machine tool main station number 20% 35%.As the main turning processing machine tool, the CA6140 machine tool was widespread used in the machine-finishing profession, it is used in turning inside and outside the turning the round cylinder, taper and gyre, turning each kind of metric system, the British system, the modulus and the diameter festival thread, and can carry on the drill hole and pulls work and so on fuel tank. The lathe bed width to the common lathe , has a higher rigidity, the facade of the lead after middle frequency quenching, so it will be durable. The machine tool main axle aperture is big, the operation agile centralism, the apron is equipped with quickly moves the organization. machine tool structure rigidity and transmission rigidity quite high, the power use factor quite is also high, is suitable for the force high-speed cutting.The horizontal-type machine tool processing object, mainly is the axis class components and the diameter not too big plate class components, therefore uses the horizontal-type layout. Its major component includes: headstock, tool slide, tailstock, feedbox, apron and bed. This design mainly aims at the headstock of the CA6140 machine tool .The headstock of machine tool is a quite complex transmission part. The design content mainly includes determines the machine tools main parameter, Draws up the transmission plan and the transmission scheme, Calculated and examined the main spare part，And used specialized charting software to carry on the components design and processing.keywords CA6140machine tool Part Transmission 南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作 者:黄凯学 号：0501510122系部:机械工程系专 业:机械工程及自动化题 目:拨叉零件的工艺规程编订及铣夹具设计武培军高工工程师 吴晟助教指导者： 评阅者： 2009 年 6 月毕业设计说明书（论文）中文摘要本设计的内容可分为机械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先，通过分析B6065刨床推动架，了解到推动架在B6065刨床加工中的作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工质量。其次，依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。关键词 机械加工 工艺规程 专用夹具 推动架毕业设计说明书（论文）外文摘要Title B6065-planer Promote and Fixture Design Process AbstractThe design of the content can be divided into a point of order processing machinery and machine tools designed for the two most fixture design. First of all, through the promotion of B6065-planer, that promote the B6065 planer-processing role. Use of machinery manufacturing technology and related programmes of knowledge, promoting the solution-processing in the position to step up and the line of the arrangement, and so on related issues, establishing the process and choose a suitable size and machine tools, spare parts processing quality assurance . Secondly, the basis for promoting the rough-pieces and production and processing requirements of the Programme of the programme, to promote the development of a practical point of order-processing line. Finally, in accordance with the requirements of the processing parts processing, machine tool fixture design reference manual and related aspects of the books, use of fixture design of the basic principles and methods, the programme drawn up fixture design, design efficient, effort, economic and reasonable to ensure the quality of processing fixture.Keywords Machining process Planning Special fixture Planer 本科毕业设计说明书（论文） 第2页 共34页目 录1 引言11.1 机械制造业的发展11.2 机械制造业在国民经济中的地位11.3 我国机械行业面临的挑战和机遇21.4 机床的规格和用途22 零件工艺性分析42.1 零件的作用和结构42.2 零件的工艺分析42.3 确定生产类型53 机械加工工艺规程设计63.1 机械加工工艺过程概述63.2 毛坯的确定83.3 基准的选择83.4 制订工艺路线93.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6 确定切削用量及基本工时124 专用夹具设计234.1 提出问题234.2 机床夹具概述234.3 零件工艺性分析26结束语31致谢32参考文献33 本科毕业设计说明书（论文） 第 34 页 共 33 页1 引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“四化”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。1.1 机械制造业的发展人类文明的发展和制造业的进步紧密相关。18世纪70年代，以瓦特改进蒸汽机为代表，引发了第一个工业革命，产生可近代工业化的生产方式，手工劳动渐渐被机器生产多代替，机械制造业逐渐形成规模。到19世纪中叶，电磁理论的建立为发电机和电动机的产生奠定了基础，从而迎来了电气化时代。与此同时，互换性原理和公差制度应运而生。所有这些使机械制造业发生了重大变革，机械制造业进入了快速发展时期1。20世纪初，内燃机的发明，使汽车开始进入欧美家庭，引发了机械制造业的又一次革命。以汽车工业为代表的大批量自动化生产方式使得生产率获得极大的提高，机械制造业有了更迅速的发展，并开始成为国名经济的支柱产业。二次大战后，电子计算机和集成电路的出现，以及运筹学、现代控制论、系统工程等软件科学的产生和发展，使得机械制造业产生了一次新的飞跃。传统的大批量生产方式已难以满足市场多变的需要，多品种、中小批量生产日渐成为制造业的主流生产方式。20世纪80年代以来，信息产业的崛起和通讯技术的房展加速了市场的全球化进程，市场竞争更加激烈。为了适应新的形势，在机械制造领域提出了许多新的制造哲理和生产模式，如计算机集成制造、精良生产、并行工程、敏捷制造等。进入21世纪，机械制造业正向自动化、柔性化、集成化、智能化和清洁化的方向发展2。1.2 机械制造业在国民经济中的地位美国，68%的财富来源于制造业；日本，约占49%的国民经济总产值由制造业提供。在先进的工业化国家中，约有1/4的人口从业于制造业，在非制造业部门中，又约有半数人员的工作性质与制造业密切相关。据美国国家生产力构成中，制造技术的作用约占62%。在整个制造业中，机械制造业占有特别重要的地位。因为机械制造业是国民经济的装备部，国民经济各部门的生产水平和经济效益在很大程度上取决于机械制造业所提供的装备的技术性能、质量和可靠性。因而各发达国家都把发展机械制造业放在突出的位置4。1.3 我国机械行业面临的挑战和机遇面对越来越激烈的国际市场竞争，我国机械制造业面对着严峻的挑战。我们在技术上已经落后，加上资金不足，资源短缺，以及管理体制和周围环境也存在许多问题，需要改进和完善，这些都给我们迅速赶超世界先进水平带来极大的困难。但另一方面，我国改革的不断深入，对外开放的不断扩大，为我国机械制造业的振兴和发展提供了前所未有的良好条件。当今，制造业的世界格局已经和在正在发生重大的变化，欧、亚、美三分天下的局面已经形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中。多有这些又给我们带来了难得的机遇。挑战和机遇并存，我们应该在正视现实，面对挑战，抓住机遇，深化改革，以振兴和发展中国的机械制造业为己任，励精图治，奋发图强，以使我国的机械制造业在不太长的时间内，赶上世界先进水平。1.4 机床的规格和用途金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。我国的机床工业是在新中国成立以后建立起来的。在半封建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造工业。直至解放前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的少量机床。1949年机床年产量仅1500多台。解放后的几十年，我国机床工业获得高速发展。目前我国已经形成了布局比较合理，比较完整的机床工业体系。但是，我国的机床工业与世界先进水平仍有较大的差距。所以，我国的机床工业面临着光荣而艰巨的任务，必须不断学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，以便早日赶上世界先进水平。CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。通过对CA6140拔叉工艺的研究与应用，在机床、夹具、刀具、工艺流程等方面进行合理设计和选择，有效提高了加工效率和产品质量，扩大了加工适应范围，提高了可靠性，具备一定的先进性，取得了良好的经济效益和社会效益，为解决此类多孔同时加工问题举了一件实例2。2 零件工艺性分析2.1 零件的作用和结构题目所给的零件是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。 图2.1 拨叉零件图2.2 零件的工艺分析拨叉这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：(1)以25mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：25H7mm的六齿花键孔及倒角，尺寸为80与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。(2)与25mm花键孔平行的表面。这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距22的上表面，与上表面垂直的二个M8通孔和一个 5锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1)上表面与25mm花键孔中心线平行度为0.10；(2)18H11通槽两侧面与与25mm花键孔中心线的垂直度为0.08。由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。2.3 确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册321页表15-2，可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1。3 机械加工工艺规程设计3.1 机械加工工艺过程概述工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响，因此是生产中的关键工作。3.1.1 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状，尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的全过程。机械加工工艺过程直接决定零件及产品的质量和性能，对产品的成本、生产周期都有较大的影响，是整个工艺过程的重要组成部分3。组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又是由安装、工位、工步及走刀组成的。（1）工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是制定劳动定额、配备工人及机床设备、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。（2）安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。（3）当应用转位（或移位）加工的机床（或夹具）进行加工时，在一次装夹中，工件（或刀具）相对于机床要经过几个位置依次进行加工，在每一个工作位置上所完成的那一部分工序，称为工位。采用多工位加工可以减少装夹的次数，减少装夹误差，提高生产率。（4）工步是加工表面在切削刀具和切削用量（仅指主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程2。（5）在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切削，每切削一次就称为一次走刀。3.1.2 机械加工工艺规程的作用及内容（1）机械加工工艺规程的作用（a）机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。（b）机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。（c）机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。（2）机械加工工艺规程的内容机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件2。3.1.3 制订机械加工工艺规程的原则及步骤在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划加工出符合图纸要求的零件，是制订机械加工工艺规程的基本原则。制订机械加工工艺规程的步骤如下：（1）根据零件的生产纲领决定生产类型；（2）分析零件加工的工艺性；（3）选择毛坯的种类和制造方法；（4）拟订工艺过程；（5）工序设计；（6）编制工艺文件。3.1.4 制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：（1）产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。（2）毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。（3）车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。（4）各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等4。3.2 毛坯的确定零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm。图3.1 毛坯零件图3.3 基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度ap）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切屑深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度ap，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V5。在保证各加工方面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间。精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，为何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度ap和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。 粗基准的选择：以上下表面和两 侧面作为粗基准，以消除，三个自由度，用以消除，三个自由度，达到完全定位。 对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准2。3.4 制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 制定工艺路线 (1) 工艺路线方案一：工序：铸造毛坯工序：粗、半精铣左端面C面工序：钻孔并扩花键底孔22并锪275倒角工序：拉花键25H7工序：粗、半精铣底面D面工序：钻配作孔、螺纹孔，5锥孔工序：粗、半精铣槽工序：锉圆角工序：去毛刺工序：终检，入库(2) 工艺路线方案二工序 铸造毛坯工序：粗、半精铣左端面C面工序：钻孔并扩花键底孔22并锪275倒角工序：拉花键25H7工序：粗铣底面D面及18H11槽工序：半精铣底面D面及18H11槽工序：钻配作孔、螺纹孔工序：去毛刺工序：终检，入库工艺方案的比较与分析：比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，b=220MPa，HBS=157。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。 选取公差等级CT由机械制造技术基础课程设计指南中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8级-10级，取为9级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由机械制造技术基础课程设计指南中表5-3可查得尺寸公差为CT=2.2mm。 求机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指南表5-5查得机械加工余量等级范围为D-F，取为E级。 求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由机械制造技术基础课程设计指南表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm3。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和5锥孔较小铸成实心；C、面单侧加工，应由机械制造技术基础课程设计指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+2.2/2=81.8mm 右端面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=73+0.7+2.2/2=74.8mm为了简化铸件的形状取R75mm。表1 铸件毛坯尺寸公差与加工余量表项目C面D面公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量等级EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.375(1) C面(左端面)的单边总加工余量为Z2.3mm查机械制造技术基础课程设计指南表5-49精加工余量故粗加工余量Z1.3m(2) D面(右端面)精加工余量同C面Z1mm故D面粗加工余量Z2mm(3) 花键孔要求以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为由机械制造技术基础课程设计指南表5-42却定孔的加工余量分配：钻孔：20mm扩孔：22mm拉花键孔(6-25H7*6H9)(4) 铣18H11槽由机械制造技术基础课程设计指南表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z3mm粗铣后公差为+0.18+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）3.6 确定切削用量及基本工时工序 铸造毛坯工序 粗、半精铣左端面7540面(1) 粗铣7540面(a) 背吃刀量的确定因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。(b) 进给量的确定。选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10选用X5032立式升降台铣床，功率为7.5KW由实用机械加工工艺手册表1192可查得每齿进给量fz0.14mm0.24mm取fz0.22mm/z(c) 铣削速度的确定。由实用机械加工工艺手册表11-94可查得灰铸铁的硬度为150HBS225HBS查得Vc=60 m/min 10m/min则主轴转速为n1000Vc/D238.8 r/min437.9r/min VffzZn477.6 mm/min875.6mm/min故取n350r/min ，Vf500mm/min切削工时：由切削用量简明手册表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mmt 式(4.1) (75+12)/500 0.174min。(2) 精铣7540面(a) 背吃刀量的确定由实用机械加工工艺手册表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm 即ap1mm。(b) 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由实用机械加工工艺手册表11-92要求表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.5 mm/r1.0 mm/r故取0.8mm/r(c) 铣削速度的确定由实用机械加工工艺手册查得铣削速度为60 m/min110m/min则机床主轴转速n1000Vc/D=238.8 r/min437.9r/min取n350r/min，则Vf150mm/min。(d) 计算切削工时由切削用量简明手册表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。则 t (81.8+12)/150 0.63min工序 钻22花键底孔，扩花键底孔22倒275o倒角(1) 钻20的孔。(a) 决定进给量由切削用量简明手册表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do20mm铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f=0.43 mm/r0.53mm/r由于Yd80/204查得修正系数Ktf0.95则f0.41 mm/r0.50mm/r。由切削用量简明手册表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f1.75mm/r由切削用量简明手册表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax8830N do20.5，查f0.93mm/s故取f0.48由切削用量简明手册表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F5510N小于Fmax，故可用。(b) 确定钻头的磨钝标准及寿命。由切削用量简明手册表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。 (c) 确定切削速度 286.6r/min 由切削用量简明手册表2.35取n272r/min则实际切削速度Vc17.1 m/min。 式(4.2)(d) 检验机床扭矩及功率 由切削用量简明手册表2.20可查得f0.5 mm/rMc76.81Nm当nc272r/min时由切削用量简明手册表2.35可查得Mm144.2Nm由切削用量简明手册表2.23查得Pc1.1 kwPe2.60.817.76 kw。 因为McMm，PcPe，故所选切削用量可用f0.48mm/r ，nnc272r/minVc17m/min计算基本工时： tm由切削用量简明手册表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故： tm0.69 mim 式(4.3)(2) 扩20孔。(a) 确定背吃刀量由切削用量简明手册查得背吃刀量为2mm(b) 确定进给量由切削用量简明手册查的f0.6 mm/r0.7mm/r根据机床说明书取f0.62mm/r(c) 计算切削速度 5.7 m/min8.5 m/min由此可知主轴的的转速为： n82.5r/min根据机床说明书取n140r/min，则实际切削速度v9.67 m/min (d) 计算切削工时由切削用量简明手册表2.5可查得Kv3060取Kv45。 由机械加工工艺手册表3.5.1查得tm 式(4.4)式中各参数：L=80mm，L11.7072.107取L12mm。故tm0.8min 工序 拉花键孔由机械加工工艺手册表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀工件材料铸铁的齿开量为0.04 mm0.1mm取齿开量为0.06mm拉削速度由机械加工工艺手册表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5拉削速度为级的花键拉削速度为 Vc4.5 m/min3.5 m/min 取Vc3 m/min拉削级别由机械加工工艺手册表4.166查得拉削加工工时 t式中Zb为单面余量Zb 1.5 mmL为拉削表明长度 L80 mm为拉削系数，取1.2K考虑机床返回行程系数取 k1.4V为拉削速度fz为拉刀单面齿开量z为拉刀同时工作齿数zL/PP为拉刀齿距 P（1.251.5）1.3512 mm所以拉刀同时工作齿数为 zL/P=80/127所以 t 0.16 min 工序 粗、精铣8030面 (1) 粗铣8030面 (a) 加工余量的确定由前面可知粗加工加工余量为2 mm加工余量较小故采用一次切削故ap2 mm (b) 切削用量的确定 由机械加工工艺手册表2.120选择高速钢立铣刀铣刀直径为16 mm齿数为3 由机械加工工艺手册表2.196查得加工材料为灰铸铁铣削宽度为awdo/4铣刀的铣削速度为v18.29m/min每齿进给量为0.063 mm/z0.102 mm/z则主轴转速为 n=358.3 r/min577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.093460 124.2 mm/min (c) 铣削加工工时的计算 由机械加工工艺手册表2.194可查得 t 式(4.5) 式中i为次给次数i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 1mm2 mm取2 mm则 t5.86 min(2) 精铣 8030面 (a) 加工背吃刀量ap的确定由前面可知道精铣的加工余量为1 mm故ap1 mm (b) 进给量的确定由精铣加工工艺手册表2.172查得高速钢立铣刀直径为16 mm选用与粗铣时同一铣刀和机床铣削宽度为aw3 mm是的每齿进给量为0.08 mm/z0.05 mm/z因为表精度要求较高故fz0.06 mm/z (c) 切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.175查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.2 mm0.25 mm由机械加工工艺手册表2.176限度寿命查得限度寿命T=60min由机械加工工艺手册表2.1-92查得Vc22 m/min则铣床的主轴转速： 437.9 r/min取n460 r/min 则Vffzzn0.063460 =82.8 mm/min (d) 计算铣削加工工时由上面可知 t式中 、与上述所相同 30/310将各参数代入上式可得： t10 11 min工序 钻两M8底孔及攻螺纹(1) 钻两M8底孔 (a) 选择切削用量 选择高速钢直柄麻花钻直径为7钻头形状为双锥修磨横刃由切削用量简明手册表2.7查得进给量f0.36 mm/r0.44mm/r由切削用量简明手册表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f0.86mm/r由切削用量简明手册表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f1.6mm/r故由Z525型立式钻创说明书取f0.36mm/r (b) 确定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表2.12查得磨钝标准为0.5 mm0.8 mm寿命为T35min (c) 确定切削速度由切削用量简明手册表2.15查得切削速度为V18m/min则主轴转速为 n818.9 r/min。由Z525钻床说明书由就近原则取n680 r/min故实际切削速度为v14.9 m/min (d) 校核机床扭矩及功率由切削用量简明手册表2.20查得 式(4.6) =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420720.360.81 1298.3 N Mc0.206720.360.814.5 Nm Pc0.32 KW根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 NmPe=2.8*0.81=2.26 KWFmax=8830 N 由于上面所算出的数据都小于机床的各个相应的参数故机床符合要求(e) 计算钻削加工工时 由切削用量简明手册表2.29查得入切量和超切量y的值为6 mm故 t 式(4.7) 0.07 min 因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t0.14 min(2) 攻M8螺纹 由机械加工工艺手册表7.2-4选用M8细柄机用丝锥在普通钻床上攻丝 由机械加工工艺手册表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc11 m/min12 m/min故钻床主轴的转速为： n437.9 r/min477.7 r/min 由Z525的说明书的参数可取n392 r/min故实际切削速度为 Vc9.8 mm/min攻螺纹机动实际的计算 tm 式(4.8) 其中：工件螺纹的长度10 mm ：丝锥切削长度22 mm ：攻螺纹是的超切量（23）P取3 ：攻螺纹是的转速392 r/min ：丝锥退出时的转速680 r/min P ：螺距工序 铣18H11的槽 (1) 粗铣18H11槽(a) 选择与加工8030平面同一规格的铣刀，同一铣床。 因为槽深为35 mm 故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap30 mm (b) 切削用量的确定 由机械加工工艺手册表2.1-96查得切削速度为 V18 m/min29 m/min 每齿进给量为fz0.063mm/z0.102 mm/z取fz0.09 mm/z则铣床主轴转速为 n=358.3 r/min577.2 r/min根据机床说明书可取n460 r/min则实际转速为 Vffznz0.093460 124.2 mm/min (c) 切削加工工时 由机械加工工艺手册表2.1-99查得 0.82 min(2) 半精铣18H11槽 (a) 选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀背吃刀量ap5 mm。 (b) 确定进给量由机械加工工艺手册表2.1-72查得每齿进给量为fz0.05 mm/z0.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由机械加工工艺手册表2.1-75查得后刀面最大磨损限度为0.22 mm0.25 mm由表2.1-76查得铣刀寿命为T60 min (c) 切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.1-92查得V22 m/min则主轴转速 n=437.9 r/min根据机床的说明书确定主轴转速为n460 r/min则Vffznz82.8 mm/min (d) 计算切削工时由机械加工工艺手册表2.1-99查得 1.2 min工序 锉圆角 工序 去毛刺 工序 终检，入库4 专用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。4.1 提出问题本夹具用来铣18H11槽，该槽相对于花键孔中心有一定需要的技术要求。因此在本道工序加工时，在考虑零件的技术要求的前提下降低劳动强度提高劳动生产率。4.2 机床夹具概述4.2.1 机床夹具的作用及其组成机械制造厂中，各个生产部门使用各种不同的夹具，如用于机械加工、装配、检验、热处理、焊接、运输等方面。在机床加工工件时，为了在工件的某一部位加工出符合工艺规程要求的表面，在加工前需要使工件在机床上占有正确的位置称为定位；由于在加工过程中受到切削力、重力、振动、离心力、惯性力等作用，所以还要采用一定的机构，将工件在加工时保持在原先确定的位置上称为夹紧。这种使工件占有正确位置并使其在加工过程中保持不变的过程称为工件的装夹。用于装夹工件时的工艺装备就称为机床夹具。就是说，在机床上用以正确确定工件的位置，并可靠而迅速的将工件夹紧的机床附加装置被称为机床夹具。（1）易于保证工件的加工精度使用夹具的作用之一就是保证工件加工表面的尺寸与位置精度。如在摇臂钻床上使用钻床上使用钻夹具加工平行孔系时，位置精度可达到0.10mm0.20mm。而按划线找正法加工时，位置精度仅能控制在0.4mm1.0mm，同时由于受操作者技术的影响，同批生产零件的质量也稳定。因此在成批生产中使用夹具就显示的非常必要2。（2）扩大机床的工艺范围使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。（3）缩短辅助时间，提高生产效率使用夹具后，可避免每个工件在加工前进行找正、对刀和测量，并且有时还可采用高效率的多件、多位、快速等夹紧装置，缩短辅助时间，从而提高劳动生产率。4.2.2 夹具的目的和意义随着我国改革开放的不断深入，市场经济体系的不断完善，我国工业逐渐向成熟化发展。在整个机械工业中，设计在其中占有的地位日益显现出来。工业设计主要包括三个方面的内容。第一是产品设计,第二是与产品有关的视觉传达设计，如产品的包装、商业广告等平面设计。第三是由产品设计扩展的环境设计如产品的展示与陈列，商品橱窗设计以及室内设计等。产品设计作为工业设计的核心，它涉及的面广，从人们的衣食住行，到社会的各行各业，产品设计无时不有，无时不在。产品设计的对象既包括一般的日用生活制品，也包括工业生产的机床，加工工具；既包括家用小电器产品，也包括专业的仪器，仪表；既包括私有的自行车，摩托车，也包括大型的汽车，飞机等交通工具；“从口红到宇宙飞船”都是属于产品的设计的范畴，本论文主要针对加工工具设计，在一定范围内又称“加工辅助设计”，即机床夹具体的设计4。机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，是保证产品质量和提高劳动生产率的一项重要技术措施。在设计过程中应深人实际，进行调查研究，吸取国内外的先进技术，制定出合理的设计方案，再进行具体的设计。而深入生产实际调查研究中，应当掌握下面的一些资料：(1) 工件图纸；详细阅读工件的图纸，了解工件被加工表面是技术要求，该件在机器中的位置和作用，以及装置中的特殊要求。(2) 工艺文件：了解工件的工艺过程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面状况，基准面选择的情况，可用机床设备的主要规格，与夹具连接部分的尺寸及切削用量等。(3) 生产纲领：夹具的结构形式应与工件的批量大小相适应，做到经济合理。(4) 制造与使用夹具的情况，有无通用零部件可供选用。工厂有无压缩空气站；制造和使用夹具的工人的技术状况等。夹具的出现可靠地保证加工精度，提高整体工作效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能5。4.2.3 夹具的安装当夹具的各个零件生产出来后，就要对它进行安装。安装夹具看起来是非常简单的事情，但是不同的人安装同样的夹具，其安装的夹具误差都不一样。(从瑞士手表的安装准确度，其秒针走时误差一年相隔一秒与一星期相隔一秒的例子得启示)公司有专人安装夹具的队伍，在某些程度上提高了安装精度。在安装夹具的过程中要注意一些事项：(1) 先以平衡的方式把钻模板和夹具体以两个锥销定位，接着依次上固定螺钉。(2) 垫铁留有余量，在安装上去后，等检验精度的时候再磨削部分余量至达到要求。按照磨损规则是尽量的初次磨削最少的余量，可以使使用时间加长,减少成本。(3) 衬套用专用的夹钳装入，实际装入时应有一定的阻力，最佳效果是一次性装入。钻套以旋转的方式逐渐装入，当装入大约2/3时候旋出，再完全装入。(4) 定位柱套入后即旋紧螺母，当需要调整精度时再作更换，一般情况是不需要调整和更换的2。(5) 安装夹紧座时，需同时上两个固定螺钉。如果螺孔已经回孔，就有一次性装入，未回孔的先独立旋进1/2后旋出，然后整体旋进即可。(6) 装支板对照总装图的形式装入，其中有一反向螺栓，装在第2支板上即可(支板序号以总装图从左往右为序) 。(7) 最后,以总装图的标准配上夹紧螺钉。4.2.4 夹具在操作时应注意的事项现代化生产要想有好的经济效益，必须提高劳动生产率而影响生产率的因素很多,金属加工中一个重要的影响因素就是工件在夹具上的装夹。夹具设计依据的原则是简捷、实用、快速、可靠.这里的“快速”指的就是快速装夹。根据工件的种类、结构特征的不同，可采用不同的形式。合理的装夹形式不但能达到快速、高效的目的而且能减轻工人的劳动强度，一般夹具设计出来成为产品后,就有一个装夹模式。装夹模式在快速装夹的过程中，应该注意一些事项：(1) 分别松开支板1和2的上下螺栓(只需要稍微松一点，约2毫米3毫米)，依次旋转扳开支板1和2，逆时针松动夹紧座的的夹紧螺钉。(2) 把工件以1015度倾斜角靠定位柱放入夹具内，同时旋转支板2并相应的拧紧螺栓和轻微的拧夹紧螺钉至与工件接触水平。回位支板1及其上的夹紧螺钉，一次性旋紧夹紧座上的夹紧螺钉，最后依次拧紧支板1和2的夹紧螺钉5。(3) 工件加工过程中不要手去接触铁屑，让其自动排屑.按规定是每间隔1小时有工人清除铁屑。(4) 取工件时是先松支板1和2的夹紧螺钉，再松螺栓后旋转支板至水平，一手扶工件，一手松夹紧座的夹紧螺钉,方可取出工件。(5) 定位柱有明显的磨损后，更换新定位柱或调整定位柱 (原则上该公司每隔一段时间就检验一次精度，不需要操作工负责) 。4.3 零件工艺性分析 图4.1 夹具体图4.3.1 定位基准的选择由零件图知，18H11槽的两边相对于花键孔中心线有垂直度要求，其设计基准是花键孔中心线，为了使定位误差为零，故选择以花键孔中心线为主要定位基准，所以由定位其准不重合引起的误差为零3。4.3.2 定位元件的选择常用的定位方法和定位元件：(1) 工件以平面定位平面定位的主要形式是支乘定位。夹具上常用的支承元件有固定支承、可调支承、自位支承、辅助支承。(2) 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位通常属于定心定位（定位基准为空的轴线），夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。(3) 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位有两种形式：定心定位和支承定位。(4) 工件以其他表面定位工件除了以平面、圆柱孔和外面表面定位外，有时也以其他形式表面定位。(5) 定位表面的组合实际生产中经常遇到的不是单一表面定位，而是几个定位表面的组合。常见的定位表面组合和平面的组合，平面和孔的组合，平面和外圆表面的组合，平面和其他表面的组合等。(6) 一面两孔定位在加工箱体类零件时常采用以面两孔组合定位，夹具上相应的定位元件是一面两销。为了避免由于过定位引起的工件安装时的干涉，两销中的一个应采用菱形销4。4.3.3 切削力及夹紧力计算 (1) 夹紧装置的基本要求在加工过程中工件必须夹紧，因为在加工过程中工件受到切削力、重力和惯性力等的作用，若不夹紧就会产生移动和振动。轻则影响加工精度，重则会损坏刀具、机床，甚至发生人身事故。夹紧装置的选择是否合理，对工件的加工精度与加工效率影响很大。因此，对机床夹具的夹紧元件、夹紧装置有以下主要要求：(a) 夹紧时不应改变工件在定位时所得到的位置；(b) 夹紧应可靠和适当，既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不使工件产生过大的变形和损伤；(c) 夹紧装置因使操作安全、方便、省力、迅速；(d) 夹紧装置必须保证不因毛坯或半成品的制造公差而使工件夹不紧或产生过度的变形；(e) 夹紧装置的自动化程度及复杂程度与产品的生产类型相适应。(2) 夹紧力的计算零件加工过程中所受的夹紧力较大，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧力的位置3。计算如下：工件材料：灰铸铁 HB=210则： 切屑扭矩 M=10 式（5.1） =225.63200.711.05910 =53.86 Nm轴向力 F=588.60200.711.059 =9478.8 N 其中 K=K=()=()=1.059切削功率 P=2Mn10 =23.1453.865.6310 =1.90 KW由零件定位、装夹方式可知，只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。所以由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式： P=KF式中，安全系数为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.2；为断续切削系数1.2。所以 N所需的实际夹紧力为22521.6N是比较大的，为了使得整个夹具结构紧凑，决定选用铰链夹紧机构。结构形式：型单臂铰链夹紧机构夹紧时，臂的最小允许倾斜角：=15扩力比：i=3.14所以活塞杆的最大拉力为： F=22521.6/3.14=7172.5N计算驱动气缸直径： F=p=7172.5式中：p压缩空气单位压力，取p=0.4MPa 所以 D=151按标准，取气缸直径D=150.此时，当压缩空气压力p=0.4MPa时，驱动气缸的拉力 F=7068N,则铰链机构的放大倍数i可降至： i=3.19此时
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