拨叉[831008]工艺及钻2-φ8锥销孔夹具设计
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工艺
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成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 010 工序 名称 铣削 设备 型号 X6140 铣床 夹具 名称 通用夹具 定位 原件 V 形块 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 paf cvn min 1 以 32外圆为粗基准，粗铣 20孔上端面，使其长度至 39mm 端铣刀 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 1.5mm 0.16 mm/z 119.3 m/min 475r/min 0.09 2 以 32外圆为粗基准，粗铣 20孔下端面，使其长度至 37mm，以及 54的下端面 端铣刀 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 1.5mm 0.16 mm/z 119.3 m/min 475r/min 0.09 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 020 工序 名称 铣削 设备 型号 X6140 铣床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 V 形块 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 paf cvn min 2 精铣 20上表面，使其长度至 36mm 端铣刀 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 1.0mm 0.16 mm/z 119.3 m/min 475r/min 0.09 3 精铣 20下表面，使其长度至 35mm 端铣刀 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 1.0mm 0.16 mm/z 119.3 m/min 475r/min 0.09 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件 编号 831008 工序号 030 工序 名称 铣削 设备 型号 钻床 夹具 名称 通用夹具 定位 元件 V 形块 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 0d f cvn min 1 以 20孔的 下 端面为精基准，钻 ,扩 ,铰 ,精铰20孔，保证垂直精度达到 IT7（扩钻） 麻花钻头 高速钢 0d =19 2mm 0.48mm/r 15.4mm/r 272r/min 0.10 2 铰孔 铰刀 高速钢 0d =20 0.5mm 0.48mm/r 15.4mm/r 272r/min 0.10 3 精铰 铰刀 高速钢 d0=20 IT7 0.48mm/z 15.4mm/r 272r/min 0.10 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 040 工序 名称 铣削 设备 型号 钻床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 一面两销、 压板 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 0d f cvn min 1 以 20 内孔为精基准， 钻 ，扩 ,铰，精铰， 54的 孔，保证孔的精度达到 IT13。 (扩钻 ) 麻花钻头 高速钢 =53mm 2mm 0.40 mm/r 19.5m/min 125r/min 2 铰孔 铰刀 高速钢 =54 mm 0.5mm 0.40 mm/r 19.6m/min 125r/min 3 精铰 铰刀 高速钢 =54mm IT7 0.40 mm/r 19.6m/min 125r/min nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 050 工序 名称 铣削 设备 型号 组合 机床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 V 形 压板 材料 HT200 班级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 0d f cvn min 1 铣断 圆盘铣刀 40mm、宽 4mm 18mm 0.4mm/r 211m/min 475r/min nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 060 工序 名称 铣 削 设备 型号 XA5032 卧式铣床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 一销一面 一挡块 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 0d f cvn min 1 以 20孔的 下 端面为精基准，粗铣 54孔的上表面 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 =40mm 2.5mm 0.10mm/r 117.8m/min 300r/min 0.216 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 070 工序 名称 铣削 设备 型号 XA5032 卧式铣床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 一销一面 一挡块 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 0d f cvn min 1 以 20孔的 下 端面为精基准，精铣 54孔的上下表面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.07 W18Cr4V硬质合金钢 YG6 =40mm 1.5mm 0.21mm/r 600.4mm/r 235r/min 0.216 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编 号 831008 工序号 080 工序 名称 铣削 设备 型号 钻床 夹 具 名称 通用 夹具 定位 元件 一销一挡板 钻套 材料 HT200 班级 2005 级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 f cvn min 1 以 20孔的上端面为精基准，钻一个 8的孔 麻花钻头 高速钢 =4 0.22 mm/r 17.1 mm/r 1360r/min 0.02 nts成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名 称 拨叉 零件 编号 831008 工序号 090 工序 名称 铣削 设备 型号 X6140 铣床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 一销一挡板 钻套 材料 HT200 班级 2005级 数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 f cvn min 1 以 20 孔的上端面为精基准，钻一个 4的孔 麻花钻头 高速钢 =4 0.22mm/r 17.1mm/r 1360r/min 2 以 20 孔的上端面为精基准，攻 M6的螺纹 丝锥 高速钢 =4 1.5mm/r / 100 r/min nts 成都理工大学 机 械 加 工 工 序 卡 零件名称 拨叉 零件编号 831008 工序号 100 工序 名称 铣削 设备 型号 X6140铣床 夹具 名称 通用 夹具 定位 元件 螺钉 压板 材料 HT200 班级 2005级数控技术 姓名 张家辉 日期 2008.1 序号 工 步 内 容 刀具及辅具 切削用量 机动时间 辅助时间 名称 规格 f cvn min pa1 以 20孔的上端面为精基准，铣 47o的凸 台 端铣刀 W18Cr4V 硬质合金钢 YG6 0.16 mm/z 119.3m/min 475r/min 0.09 1.5mm nts nts 1 机械制造工艺学 制造工艺学课程设计 课程设计说明书 指导教师 ： 设 计 者： 成都理工大学 nts 2 机械制造工艺学课程设计任务书 题目 : 设计 ”CA6140 车床拨叉 ”零件的机械加工工艺规则及工艺装备 内容 ： 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3.机械加工工艺过程综合卡片 1 张 4.结构设计装配图 1 张 5.结构设计零件图 1 张 6.课程设计说明书 1 份 原始资料：拨叉零件图 831008生产纲领 10000 件 /年。 一 零件的分析 nts 3 （一） 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 20 021.00 孔与操纵机构相连，二下方的 54 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。 （二） 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 ： 小头孔 20 以及 与此孔相通的 8 的锥孔、 M6 螺纹孔 以 54 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 54 0.460 的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求 ,即 54 0.460 的孔上下两个端面与 20 021.00 的孔有垂直度要求。 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。 二 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。 三 确定毛坯 1 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nts 4 手册 324 页表 15-5 选用铸件尺寸公差等级 CT9 级。 2 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 15-7，选用加工余量为 MA-G 级，并查表 15-8 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 D1 20mm G 3.0 2 孔降一级双侧加工 D2 54mm G 3.0 2 孔降一级双侧加工 T2 70mm 6.5 单侧加工 T3 32mm G 2.5 单侧加工 T4 70mm 6.5 单侧加工 3 绘制铸件零件图 四 工艺规程设计 (一 ) 选择定位基准 1 粗基准的选择： 粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 20 021.00 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这两个 32 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位 ,然后进行铣削。 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nts 5 位精基准。 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。 查机械制造工艺及设备设计指导手册 346 页表15-32、 15-33、 15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如 下： 工序 工序内容 定位基准 001 粗铣两端小头孔上端面 T1 及小头孔外圆 002 粗铣中间孔上端面 T1 及小头孔外圆 003 粗铣中间孔下端面 T3 及小头孔外圆 004 精铣两端小头孔上端面 T1 及小头孔外圆 005 精铣中间孔上端面 T1 及小头孔外圆 006 精铣中间孔下端面 T3 及小头孔外圆 007 扩两端小头孔 T1 及小头孔外圆 008 精铰两端小头孔 T1 及小头孔外圆 009 扩中间孔 半精镗中间孔 T1 及小头孔外圆 nts 6 （ 三 ） 选择加工设备和工艺设备 1 机床的选择： 工序 001 006 均为铣平面，可采用 X6140 卧式铣床 工序 007 008 采用 钻床 。 工序 009 010 采用镗床。 工序 011 采用钻床。 多刀具组合机床。 工序 012 采用铣断机床。 2 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 3 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 54H13，由于精度不高，可采用硬质 合金铰刀。 4 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。 5 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。 （ 四 ） 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 1 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 孔 加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 表面粗糙度()Ra m 工序余量 最小 最大 010 钻2- 8锥销孔、 M6螺纹孔、功M6 螺纹 T1 及小头孔 011 铣断 T1、 D1 012 去毛刺 013 检查 014 若某道工序有误返工 nts 7 54H13（ D2） 铸件 6 CT9 49 2.0 扩孔 5.8 IT12 53 6.3 2.0 6.25 半精镗 0.2 IT10 54 3.2 0.05 0.25 20 扩孔 5.84 IT12 18 6.3 2.0 6.25 精铰孔 0.06 IT7 20 021.00 1.6 0.05 0.25 2 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 2.5 CT9 001 粗铣两端小头孔上端面 2 58.5 12 00.25 1.60 3.60 002 粗铣中间孔上端面 6 27 12 00.25 1.65 6.5 003 粗铣中间孔下端面 6 21 12 00.25 1.75 6.5 004 精铣两端小 头孔上端面 0.5 58 11 00.16 0. 35 1.16 005 精铣中间孔上端面 0.5 20.5 10 0.060.06 0.47 1.12 nts 8 006 精铣中间孔下端面 0.5 20 10 0.060.06 0.47 1.12 3 确定切削用量及时间定额： 工序 001 至 003 以 T1 为粗基准，粗铣 20 孔上 下 端面。 加工条件 工件材料： HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣 20 孔上端面。 机床： X6140 卧式铣床 。 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 ap=1.5mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 计算基本工时 tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序 004 到 工序 006 以 T1 及小头孔外圆 为 基准 精铣 54孔上 下端面。 1. 加工条件 工件材料： HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求： 精铣 54 上端面。 机床： X6140 卧式铣床。 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 ap=1.0mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序 007 和 008 以 T1 及小头孔外圆 为基准，扩 、 精铰 20 孔，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头 ，粗钻时 do=18mm，钻头采用 双头刃磨法，后角 o 12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 mml 5.11 1202 100 30 2.选择切削用量 （ 1）决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 所以， rmmf /70.0 按 钻 头 强 度 选 择 rmmf /75.1 按 机 床 强 度 选 择rmmf /53.0 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /48.0 经校验nts 10 max6090 FF f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查 简明手册 ）为 0.5 . mm，寿命 min60T （ 3） 切削速度 查 切 rmmvc /18 修 正 系 数 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查 简明手册 机床实际转速为 min/272 rn c 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.1510000 .计算工时 m in10.045.1272 1030 nfLt 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。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mv c mmd 8.190 精铰： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mv c 7200 ITd 工序 009 和 010 T1 及小头孔外圆为基准 ，扩 、 半 精 镗 54 孔。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o 11，二重刃长度 b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长 l=9mm,棱带长度 mml 31 1202 100 nts 11 30 2.选择切 削用量 （ 1）决定进给量 查 简明手册 rmmf /2.10.1 按 钻 头 强 度 选 择 rmmf /2 按 机 床 强 度 选 择rmmf /53.0 最终决定选择 Z550 机床已有的进给量 rmmf /40.0 经校验 m a x2 4 5 2 01 2 2 6 0 FF f 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查 简明手册 ）为 0.8 1.2mm，寿命 min140T 扩孔后刀面最大磨损限度（查 简明手册 ）为 0.9 . mm，寿命 min60T 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查 简明手册 ）为 . . mm，寿命 min120T （ 3） 切削速度 查切 rmmvc /20 修正系数 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /20 。 m in/6.13210000rd vn s 查 简明手册 机床实际转速为 min/125 rn c 故实际的切削速度 rmmndv sc /8.1810000 扩铰和 半 精铰的切削用量同理如下： nts 12 扩钻： min/125 rn rmmf /40.0 min/5.19 mv c mmd 75.490 半 精铰： min/125 rn rmmf /40.0 min/6.19 mv c 7500 ITd .计算工时 m in52.053.0125 1817 nfLt m 所有工步工时相同。 五 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 011 钻 2- 8 锥销孔
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