拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计【钻φ25H7孔夹具】（全套含CAD图纸）
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钻φ25H7孔夹具
机械
加工
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规程
装备
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25
H7
夹具
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机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称CA6140车床零件名称拔叉共1页第1页材 料 牌 号HT200毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸27512050每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件铸造铸造铸时效时效处理热1粗车粗车顶、底端面金工卧式车床2半精车半精车顶、底端面120金工卧式车床4车粗车和半精车12孔的下端面28金工卧式车床5钻钻孔23.0半精镗（精扩）24.8精镗（铰）25H7的孔金工钻床6钻钻孔11.0粗铰11.95精铰12H7的孔金工钻床7钻钻9.8粗铰9.96精铰10H8的孔金工钻床8去毛刺9中检金工钳工台10校正拔叉脚金工钳工台11清洗金工清洗机12终检金工 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（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 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称车床（CA6140）零件名称拔叉共1页第1页 车间工序号工序名称材 料 牌 号5精铰25的孔HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件2751205011设备名称设备型号设备编号同时加工件数摇臂钻床30401夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minmm/minmm/rmm机动辅助1钻莫氏锥柄麻花钻，专用钻夹具5001.2512粗铰铰刀，专用钻夹具6300.4精铰铰刀，专用钻夹具12500.2 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（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 期辽宁工程技术大学课程设计1 课 程 设 计题 目：拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师 : 完成日期：一、设计题目一、设计题目拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计二、二、原始资料原始资料(1) 被加工零件的零件图 1 张(2) 生产类型 :大批生产三、上交材料三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1 张(2) 毛坯图 1 张(3) 机械加工工艺过程综合卡片 1 张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张(5) 夹具装配图 1 张(6) 夹具体零件图 1 张(7) 课程设计说明书四、进度安排四、进度安排(1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天(3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图) 9 天(4) 编写说明书 3 天(5) 准备及答辩 2 天说说明明书书主主要要包包括括以以下下内内容容（章章节节）目录摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计指定工序的专用机床夹具设计方案综合评价与结论体会与展望参考文献列出参考文献 (包括书、期刊、报告等，10 条以上 )课程设计说明书一律用A4 纸、纵向打印五、指导教师评语五、指导教师评语成成 绩：绩： 指导教师指导教师日日期期 成成绩绩评评定定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘摘要要本次课程设计的题目是拨叉25mm 孔夹具设计，通过此次设计，使课本上学到的理论知识在这次课程设计中得到实践，机械制造基础课本上学到的知识，诸如，定位误差的计算，机床类型的选择，加工方式的选择，夹具体设计应注意的问题等，在这次课程设计中都得到了应用，增加了自己理论联系实际的能力:1运用所学基本理论知识，正确解决了工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的方案，进行必要的计算，根据题意设计出符合 要求的 低成本夹具。 2收集有关资料，掌握正确的夹具设计思想、方法和手段，学会 了正确使用有关手册及其它技术资料。 3分析研究结构工艺性问题，提高结构设计能力。 4进一步了解 了有关机床、刀具和量具等 的工装知识。AbstractThe course design is the subject of Bocha 16 mm hole for fixture design, through the design, so that school textbooks to the theoretical knowledge in this practice be in the curriculum design, machinery manufacturing base of knowledge to go to school textbooks, such as , Positioning errors, machine types of choice, the choice of processing methods, the folder should pay attention to the specific design issues, in the course design have been applied to increase its ability to integrate theory with practice: 1. By the use of basic theoretical knowledge, the correct solution in the processing of the workpiece positioning and clamping problem, a reasonable choice of programmes, carry out the necessary calculations, based on that design intended to meet the requirements of low-cost fixture. 2. To collect relevant information, have the right fixture design ideas, ways and means to learn the correct use of the manuals and other technical information. 3. Analysis of the structure of issues, enhance structural design capacity. 4. Learn more about machine tools, cutting tools and measuring tools, such as the tooling knowledge.目目 录录1 拔叉零件的工艺分析 .12 机械加工工艺设计.22.1 确定生产类型 .22.2 确定毛坯 .2 2.2.1 确定毛坯种类 .2 2.2.2 确定铸件加工余量及形状.22.3 绘制拔叉铸造毛坯简图.33 拟定拔叉工艺路线.33.1 定位基准的选择 .3 3.1.1 精基准的选择 .4 3.1.2 粗基准的选择 .43.2 制定工艺路线 .43.3 表面加工方法的确定 .53.4 加工阶段的划分 .53.5 工序的集中与分散.63.6 工序顺序的安排 .6 3.7 确定工艺路线.64 加工余量、工序尺寸和公差的确定.74.1 钻25 孔的工序尺 寸 .74.2 钻孔工步 .74.3 时间定额的计算 .84.4 其它时间计 算.85 夹具设计 .85.1 夹具选择 .8 5.1.1 问题的提出 .10 5.1.2 夹具设计 .105.2 夹具设计及操作的简要说明.106 机床夹具设计体会与展望 .117 7 参考文献 .13辽宁工程技术大学课程设计1序序言言本课程实践是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其他专业课程之后进行的。我们通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。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1 1 拔拔叉叉零零件件的的工工艺艺分分析析零件的材料为 HB200， 是铸件， 铸件锻造机械 性能差，铸造方法可生产形状复杂的工件，适应性广，为此以下是 拨叉 需要加工的 孔和面 以及位置要求：1、 拨叉的上下端面2、25120 内孔3、1228 的内孔4、10 内孔5、12 内圆相对 25 平行度为 0.16，25 垂直度为 100：1.由上面分析可知，可以先上四爪卡盘粗车两端面，然后 上弯板 采用专用夹具 压紧、找正 进行加工，并且保证 形位公差 精度要求 。并且此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。2 2 机机械械加加工工工工艺艺设设计计2 2. .1 1 确确定定生生产产类类型型 已知此 拨叉 零件的生产纲领为5000 件/年，查机械制造工艺设计简明手册 第 2 页表 1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，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2 2. .2 2 确确定定毛毛坯坯2 2. .2 2. .1 1 确确定定毛毛坯坯种种类类 零件结构又比较 复杂 ，生产类型为中批生产，故选择铸造 毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-10。2.2.2 确确定定铸铸件件加加工工余余量量及及形形状状 查机械制造技术基础课程设计指导书第 23 页表 2-1，第 24页表 2-3，表 2-4 和表 2-5，选用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a120F4.2双侧加工b25F1.8 钻孔c12F1.5钻孔d10F1.5钻孔2 2. .3 3 绘绘制制拔拔叉叉铸铸造造毛毛坯坯简简图图3 3 拟拟定定拔拔叉叉工工艺艺路路线线3 3. .1 1 定定位位基基准准的的选选择择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准3 3. .1 1. .1 1 精精基基准准的的选选择择选择精基准时应重点考虑入户减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。依据 “基准重合 ”原则和 “基准统一 ”原则 ，以粗加工后 上端面 为主要的定位精基准。3 3. .1 1. .2 2 粗粗基基准准的的选选择择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均与分配和加工面与非加工面的位置关系具有重要影响。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。该工件选择上端面作为粗基准。采用底端面作基准加工上端面，可以为后续工序准备好精基准。3 3. .2 2 制制定定工工艺艺路路线线 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的准备、运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，毛坯经过加工、热处理而成为零件，零件、部件经装配成为产品，机械的质量检查及其运行试验、调试，机械的油漆与包装等。 工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等，称为辅助生产过。 由于零件加工表面的多样性、生产设备和加工手段的加工范围的局限性、零件精度要求及产量的不同，通常零件的加工过程是由若干个顺次排列的工序组成的。工序是加工过程的基本组成单元。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步或走刀。毛坯依次通过这些工序而变成零件。 工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元。一个零件的加工过程需要包括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定3 3. .3 3 表表面面加加工工方方法法的的确确定定 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。查机械制造课程设计指导书 10 页表 1-6、1-7、1-8， 选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 拔插零件加工方案加工项目尺寸公差等级粗糙度加工方案备注上下端面 IT9 3.2粗车 -半精车表 1-612 下端面 IT93.2粗车 -半精车表 1-625 内圆 IT80.8钻孔 半精镗（精扩） 精镗（铰）表 1-712 圆孔IT80.8钻孔 粗铰 精铰表 1-7 10 圆孔IT91.6钻 粗铰 精铰表 1-7、3 3. .4 4 加加工工阶阶段段的的划划分分在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；首先25 内圆面上端面为粗基准粗车下端面，然后以此端面为精基准加工上端面。在采用小弯板加工 另一部分，以保证其形位公差之要求。选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该零件的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3 3. .4 4 工工序序的的集集中中与与分分散散 选用工序集中原则安排端盖的加工工序。该端盖的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3 3. .5 5 工工序序顺顺序序的的安安排排机械加工工序：（1）遵循 “先基准后其他 ”原则，首先加工基准。（2）遵循 “先粗后精 ”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循 “先主后次 ”原则，先加工主要表面（4）遵循 “先面后孔 ”原则，先加工外圆面、端面，再加工孔，确定工艺路。3 3. .6 6 确确定定工工艺艺路路线线工序号工序名称机床装备刀具量具1粗 -半精车上下端面 车床车刀游标卡尺2粗 -半精车 12 孔的下端面车床车刀游标卡尺3钻孔 半精镗（精扩） 精镗（铰） 25 的孔车床车刀塞规 .卡尺4钻孔 粗铰 精铰12 孔车床车刀塞规 .卡尺5钻孔 粗铰 精铰10 的孔车床钻头铰刀塞规 .卡尺6中检 游标卡尺7热处理淬火机等8终检塞规、百分表、卡尺等加工设备和工艺设备 ： 1 机床的选择：采用CA6140 普通车床、钻床。 2 选择夹具：该零件的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 3 选择量具：采用塞规 .双用游标卡尺。 4 4 加加工工余余量量、工工序序尺尺寸寸和和公公差差的的确确定定4 4. .1 1 钻钻 2 25 5 孔孔的的工工序序尺尺寸寸由表 2-28 课查得，精铰余量Z=0.2mm，加工等级为IT8，公差为0.015 钻孔余量为 Z 钻=4.8mm，加工等级为IT12，公差为 0.15。钻铰 25 孔加工工序的加工余量项目内容精度等级工序尺寸粗糙度工序余量公差钻IT127.812.54.80.1525 孔铰IT883.20.20.0154 4. .2 2 钻钻孔孔工工步步 背刀吃量 p 的选择粗加工时根据加工余量和工艺系统刚度确定p=9.8mm。 进给量的确定 由表 5-22，选取该工步得进量f=0.1mm/r。 切削速度的计算 由表 5-31，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度v=20m/min选取。由公式n=1000v/d 可求得该工序钻头钻速n=1326r/min,参照表 4-9所列摇臂钻床3025 得主轴转速，取转速n=1360r/min。再将此转速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。4 4. .3 3 时时间间定定额额的的计计算算：工序 5：钻 25 孔根据表 5-51，钻孔的基本时间可由公式 求12t= /()/L fnl llfn 得。,;f=0.1mm/r;n=1360r/min。则110;cot/2(12)2.4rlmm lDk22l 该工步的基本时间t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 根据表 5-41，铰孔基本时间可由公式t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15，l1=1mm，f=1mm/r，n=195r/min 则该工步的基本时间 t=20s。辅助时间的计算tf辅助时间 tf 基本时间 t 之间的关系为tf=（0.15-0.2）t钻孔辅助时间tf=0.210.8=2.2s铰孔辅助时间tf=0.220=4s4 4. .4 4 其其它它时时间间计计算算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该设计的生产类型为大批量生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。布置工作地时间 tb 是作业时间的2%-7%，休息与生理时间tx 是作业时间的2%-4%，本设计均取3%，则工序的其他时间（tb +tx）可按关系式（3%+3%）（tf+t）计算。工序 5 的其他时间： tb +tx=6%（10.8s+20s）=1.8s单件计算时间td=2s+10.8s+20s+=32.8s5 5 夹夹具具设设计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。5 5. .1 1 夹夹具具选选择择夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。5 5. .1 1. .1 1 问问题题的的提提出出 本夹具主要用来加工25H7 孔，没有精度要求和公差要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。怎样限制零件的自由度；V 形块限制 4 个自由度，压板限制1 个自由度，螺钉限制1 个自由度。怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V 形块夹紧工件，安装地板起支撑工件的作用。 本夹具主要用来钻25 孔，该孔为通孔，没有技术要求，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。5 5. .1 1. .2 2 夹夹具具设设计计1)定位基准选择由零件图可知， 25 孔没有位置技术要求 ，为使定位误差为零，应该 选择上端面 为定位基准保证该 精度，所以采用圆柱销-销边销 -平面进行定位 。为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置， 2)切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金麻花钻，d=22.8mm。由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,即垂直于工作台 ,查切削手册 表 2.3，切削力计算公式为： FFFkfdCFyZFf0其中：， d=22.8mm。，410CF2 . 1ZF75. 0yF22. 0f，与加工材料有关 ,取 0.94；与刀具刃磨形状kkkkhFxFMFFkMFkxF有关 ,取 1.33；与刀具磨钝标准有关 ,取 1.0，则：khF F=6988.2N 5 5. .2 2 夹夹具具设设计计及及操操作作的的简简要要说说明明 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺钉，把零件放上，使其两个空与定位销配合上，然后用手扭夹紧螺钉，是零件固定住，加工完事后，松螺钉，把零件拿下来。6 6 机机床床夹夹具具设设计计体体会会与与展展望望 通过此次课程设计， 能运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的方案，进行必要的计算，根据题意设计出符合优质、高效、低成本的夹具。学习正确的调查研究方法，收集国内外有关资料，掌握正确的夹具设计思想、方法和手段，学会正确使用有关手册及其它技术资料。分析研究结构工艺性问题，提高结构设计能力。进一步了解有关机床、刀具和量具等工装知识。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 一、高精，随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。为了适应
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