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机械毕业设计全套

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GY01-239@车床变速箱中拔叉及专用夹具设计,机械毕业设计全套

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分类号 密级 无锡职业技术学院 毕业设计说明书 题 目 ： 车床变速箱中拔叉及专用夹具设计 英文并列题目 ： Electric Bicycle Speed Control System Design 学生姓名 : 袁鑫 专 业 : 机电一体化技术 指导教师 : 刘必柱 职 称 : 高级工程师 毕业设计说明书提交日期 2008.4.11 地址： 无锡职业技术学院 nts无锡职业技术学院 毕业设计（论文） 摘 要 本 次 设计是车 床 变速箱 中拔叉 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 此拔叉 零件的 结构较为复杂，其 加工 的地方主要 是孔 和 平面。本设计 先加工孔 后 加工面 。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证 它们的加工精度。基准选择以 拔叉右面的最大的平面 作为粗基准， 来加工中间的通孔，然后以此加工过的 孔作为精基准。主要加工工序安排是先以 中心 孔定位加工出顶平面 和右侧平面以及下面的大孔的两平面 ，再以 中心孔 定位加工出 下端的大孔 。加工时是用镗床 镗孔 。最后以这两个孔为基准，分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。 整个加工过程 选用了钻 床 、铣床和镗床 。 工件在机床上定位夹紧 选用专用夹具，夹紧方式 为手动 夹紧，夹紧可靠 ，操作方便 。因此生产效率较高 ， 适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词 加工 工艺 ， 定位 ， 夹紧 ， 专用夹具 nts无锡职业技术学院毕业设 （论文） ABSTRACT This design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request. Keywords Process the craft， Fixed position， Clip tight， Appropriation tongs nts 毕 业 设 计 任 务 书 2008 年 2 月 19 日 毕业设计题目 车床变速箱中拔叉及专用夹具设计 指导教师 刘必柱 职称 高级工程师 专业名称 机电一体化技术 班级 机电 50532 学生姓名 袁鑫 学号 5020053237 设计要求 1.完成资料翻译一份（ 3000 字以上） 2.完成毕业设计调研报 告一份； 3.完成相关程序设计； 4.完成毕业设计说明书一份； 5.完成相关图纸。 完成毕业课题的计划安排 序号 内容 时间安排 1 外文资料翻译 2008.2.20 至 2008.2.29 2 搜集相关资料并调研 ，完成调研报告 2008.3.1 至 2008.3.5 3 设计拨叉夹具设计 ，编写说明书，绘制相关图纸。 2008.3.6 至 2008.4.8 4 整理 毕业设计说明书 并定稿，准备答辩 2008.4.9 至 2008.4.10 5 答辩 2008.4.12 答辩提交资料 外文资料翻译，毕业设计调研报告 ， 毕业设计说明书， 相关图纸 计划答辩时间 2008.4.12 无锡职业技术学院 2008 年 2 月 19 日 nts无锡职业技术学院 1 调研报告 在机床上加工工件时 ,我们可以看到两种不同的情况 :一种是用划针或指示表等量具 ,按工件的某一表面 ,或者按工件表面上所划的线进行找正 ,使工件在机床上处于所需要的正确位置 ,然后夹紧工件进行加工 ;另一种是把工件安装字夹具上进行加工。为了在工件的某一部位上加工出符合规定技术要求的表面 ,一般都按工件的结构形状 ,加工方法和生产批量的不同 ,采用各种不同的装置将工件准确 ,方便的而可靠地安装在机床上 ,然后进行加工 .这种用来安装的工件以确定工件与切削刀具的相对位置并将工件夹紧的装置称为“机床夹具”。在实际的生产中 ,例如活 塞 ,连杆的生产线上 ,几乎每道工序中都采用了夹具。十分明显 ,如果不采用夹具 ,不但工件的加工精度难以保证 ,而且加工生产率也会大大降低 ,有时甚至会造成无法加工的情况。除了机床加工时需要使用夹具外 ,有时在检验 ,装配等的工序中也要用到夹具 ,因之在这种场合中用到的夹具可分别称为“检验夹具”和“装配夹具”。 机床夹具通常是指装夹工件用的装置 :至于装夹各种刀具用的装置 ,则一般称为“辅助工具 ” 。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围 ,一般可分为通用夹具 ,专用夹具和可调整式夹具等。 通用夹具是在普 通机床上一般都附有通用夹具 ,如车床上的卡盘 ,铣床上的回转工作台 ,分度头 ,顶尖座等。它们都一标准化了 ,具有一定的通用性 ,可以用来安装一定形状尺寸范围内的各种工件而不需要进行特殊的调整。但是 ,在实际生产中 ,通用夹具常常不能够满足各种零件加工的需要 ;或者因为生产率低而必须把通用夹具进行适当的改进 ;或者由于工件的形状 ,加工的要求等的不同须专门设计制造一种专用夹具 ,以解决生产实际的需要。 专用夹具是为了适应某一工件的某一工序加工的要求而专门设计制造的 ,其功用主要有下列几个方面 :1.保证工件被加工表面的位置精度 ,例如与 其他表面间的距离精度 ,平行度 ,同轴度等。对于外行比较复杂 ,位置精度要求比较高的工件 ,使用通用夹具进行加工往往难以达到精度要求。 2.缩短了工序时间 ,从而提高了劳动生产率。进行某一工序所需要的时间 ,其中主要包括加工工件所需要的机动时间和装卸工件等所需要的辅助时间两部分。采用专用夹具后 ,安装工件和转换工位的工作都可以大为简化 ,不再需要画线和找正 ,缩短了工序的辅助时间并且节省了画线这个工序 ,从而提高了劳动生产率 .在生产中由于采用了多工件平nts无锡职业技术学院 2 行加工的夹具 ,使同时加工的几个工件的机动时间将与加工一个工件的机动时间相同。采 用回转式多工位连续加工夹具 ,可以在进行切削加工某个工件的同时 ,进行其它工件的装卸工作 ,从而使辅助时间与机动时间相重合。总之 ,随着专用夹具的采用和进一步改善 ,可以有效地缩短工序时间 ,满足生产不断发展的需要。 3.采用专用夹具还能扩大机床的工艺范围。例如在普通车床上附加镗模夹具后 ,便可以代替镗床工作 ;装上专用夹具后可以车削成型表面等 ,以充分发挥通用机床的作用。 4.减轻劳动强度 ,保障安全生产。根据生产需要 ,采用一些气动 ,液压或其它机械化 ,自动化程度较高的专用夹具 ,对于减轻工人的劳动强度 ,保障生产安全和产品的稳质高产 都有很大作用。加工大型工件时 ,例如加工车床床身上 ,下两面上的螺孔 ,需要把床身工件翻转几次进行加工 ,劳动强度大而且不安全。采用电动回转式钻床家具后 ,就能够达到提高生产效率 ,减轻劳动强度 ,保障生产安全的目的。 专用夹具在生产上起着很大的作用 ,那么是不是在任何场合都要设计和采用呢 !这个问题就是具体问题具体的分析。上面说的关于专用夹具在生产中的作用 ,只是事物的一个方面。另一方面 ,由于夹具的设计 ,制造和所用的材料等须消耗一定的费用 ,增加了产品的成本。因之 ,在什么情况下采用什么样的夹具才是经济合算的 ,这是一个大问题 ,特 别对于重大的 ,设计制造工作量大的专用夹具需与工人师傅等三结合共同研究解决。事物总是一分为二的 ,专用夹具也存在缺点 ,即专用夹具的专用性和产品多样性的矛盾。由于专用夹具只适用于一个工件加工的某一个工序 ,因而随着产品品种的不断增多 ,夹具数量也不断上升 ,造成存放和管理上的困难 ;而当某产品不再进行生产时 ,原来的夹具一般都无法重新利用 ,造成浪费 .同时 ,专用夹具的设计生产时间周期长 ,与生产的迅速发展也有矛盾。但是在当前成批生产的机械工厂中 ,多数还是采用通用机床加上专用夹具进行工件的机械加工。 可调整夹具是为了扩大夹具的使 用范围 ,弥补专用夹具只适用与一个工件的某一特定工序的缺点 ,正在逐步推广使用可调整式的夹具。可调整式夹具一般可分为标准化夹具 ,成组夹具和组合夹具等。 1.标准化夹具 :标准化夹具就是利用本厂已规格化了的部分或全部标准零件装配成的专用夹具。专用夹具中的大件 ,如夹具体 ,以及定位元件 ,夹紧件和机械夹紧用的气缸部件等 ,经过标准化 ,尺寸规格化后有利于工厂成批准备配件 ,成批加工 ,这样可使夹具的设计 ,制造工作加快 ,节省费用。另外 ,当产品更改 ,夹具不再使用时可以拆开 ,把标准零件保存起来 ,nts无锡职业技术学院 3 备以后使用。 2.成组夹具 :多品种 ,小批量生 产的机械加工车间中 ,往往可以采用成组加工法。采用成组加工法 ,是把多种产品的零件按加工所用的机床和刀具 ,夹具等工艺装备的共性分组 ,同一组的零件能在同一台机床上用共同的工艺装备和调整方法进行加工。例如分成轴类 ,套类 ,盘类 ,齿轮 ,杠杆 ,支架类等各种零件。成组夹具就是根据一组安装方法相类似的零件而设计的 ,只要稍作调整或更换夹具上的某些定位 ,夹紧件 ,就可以从加工某一工件转为加工另一工件。 3.组合夹具 :组合夹具是有一套专门设计制造 ,便于组装和拆卸的有各种不同的形状 ,不同尺寸规格并且有完全互换性和耐磨性的标准元件和合件所 组成。利用这些元件和合件 ,根据加工工件的需要可以组装成车 ,磨 ,铣 ,刨 ,钻 ,镗等工序用的各种不同的机床夹具。夹具使用完毕 ,可以方便的拆开 ,洗净元件存放起来 ,留待以后组装新夹具时再用。因之组合夹具是具有高度标准化和系列化元件的新型工艺装备。关于组合夹具的问题 ,其设计原理基本相同。 在实际生产中应用的夹具很多 ,分类方法也有很多种。通常还可按使用夹具的工序不同分为车床夹具 ,铣床夹具等 ;还可以根据在机床上运动的特点归并成以下几类 ,(1)车床类夹具 :包括车床 ,内外圆磨床 ,螺纹磨床用夹具 ,其特点是夹具与工件一起作旋转运动。 (2)铣床类夹具 :包括铣床 ,刨床 ,平面磨床等机床用夹具 ,其特点是 夹具固定字工作台上 ,只作纵向或横向往复运动或回转运动。 (3)钻 ,镗床类夹具 :用于在钻床上钻 ,扩 ,铰等工序或在镗孔工序 ,其实就是夹具固定在机床上 ,刀具通过夹具上的导向装置进行送进运动。 上述的各种夹具都是固定在机床上的 ,但是在自动线加工中 ,有的夹具带着工件由生产线的输送装置 ,挨着每台机床逐步向前输送 ,这类夹具通常称为“随行夹具 ” 。自动线上的随行夹具除了完成工件的定位 ,支承和夹 紧外 ,还带着工件沿自动线的加工机床进行定位 (相对于每台机床的刀具位置 ),夹紧 ,待加工完了再自动送至下一台机床加工 ,以便通过自动线的各台机床 ,完成工件的全部工序加工。随行夹具主要适用于采用组合机床自动线加工 ,但又无良好的输送基面和定位基面的工件 ,以便将这种畸形工件先装夹于基面完整的随行夹具上 ,然后在通过自动线进行加工。对一些有色金属等软件性材料的工件 ,虽然具有良好的输送基面 ,但为了保护工件的基面不受划伤 ,有时也采用随行夹具。 通用可调夹具 ,若产品中有若干零件具有相似性 ,有选用通用可调整夹具的可能 ,应进一步探索 ,应用下面三方面分析判断 (1)工件结构要素的相似性 ,主要nts无锡职业技术学院 4 是被加工表面形式和部位的相似 ,工序内容和技术要求基本相似 ;能有相似或相同的定位基准和定位方式。 (2)有可能采用功能相同的定位方式和夹紧方式 (包括夹紧动力源 )。 (3)工件尺寸要素相似 ,如定位基准和外廓尺寸的近似程度 ,看能否使用 ,可调夹具结构紧凑 ,布局协调的夹具。 综上所述 ,机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展 ,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的 一项重要任务。 1.2 研究夹具的目的和意义 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 。 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nts无锡职业技术学院 5 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。 1.3 夹具的国内外现状和发展趋势 工业设计是人类社会发展和科学技术进步的产物，从英国莫里斯的 “ 工艺美术运动 ” ，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播与推广，工业设计经过了酝酿，探索，形成，发展百余年的历史沧桑。时至今日，工业设计已成为一门独立的专业学科，并且有一套完整的研究体系。 1980 年国际工业设计协会理事会（ ICSID）给工业作了明确定义： “ 就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术知识，经验及视觉感受，而预示材料 、 结构 、 构造 、 形态 、 色彩 、 表面 加工，装饰以新的品质和规格，叫做工业设计。根据当时的具体情况，工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个方面进行工作，而且需要工业 设计师对包装 、 宣传 、 展示，市场开发等问题的解决付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时，这也属于工业设计的范畴 ” 。 材料 、 结构 、 工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的 “ 功能 ” 作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在 产品中发挥技术潜在的 “ 功能 ” 。 任何设计都是时代的产物，它的不同的面貌，不同的特征反映着不同历史时期的科学技术水平。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 nts 1 目 录 摘 要 . Abstract . 1 绪论 . 1 1.1课题背景 . 1 1.2夹具的发展史 . 1 1.3小结 . 2 2 拨叉 80-08的加工工艺规程设计 . 3 2.1零件的分析 . 3 2.1.1 零件的作用 . 3 2.1.2 零件的工艺分析 . 3 2.2确定生产类型 . 3 2.3确定毛坯 . 3 2.3.1 确定毛坯种类 . 3 2.3.2 确定铸件加工余量及形状 . 3 2.3.3 绘制铸件零件图 . 4 2.4工艺规程设计 . 4 2.4.1 选择定位基准 . 4 2.4.2 制定工艺路线 . 4 2.4.3 选择加工设备和工艺设备 . 6 2.4.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 6 2.5确定切削用量及基 本工时 . 8 2.5.1 工序 1： 粗铣 25H7 的两侧面 . 8 2.5.2 工序 2： 粗铣平下端面孔侧面的工艺凸台 . 9 2.5.3 工序 3： 钻 25H7 的通孔 . 9 2.5.4 工序 4： 扩 25H7 的通孔 . 11 2.5.5 工序 5： 铰 25H7 的通孔 . 12 2.5.6 工序 6： 粗铣 a、 b 面 . 182 2.5.7 工序 7： 粗铣 60H12 孔的两面 . 14 2.5.8 工序 8： 精 铣 60H12 孔的两面 . 14 2.5.9 工序 9： 粗镗下端 60H12 的孔 . 15 2.5.10 工序 10： 半精镗下端孔到 60H12 . 16 2.5.11 工序 11： 粗铣 16H11 的槽 . 16 2.5.12 工序 12： 半精铣 16H11 的槽 . 17 2.5.13 工序 13： 钻 20.50 的孔 . 18 2.5.14 工序 14： 攻 M22 1.5 的螺纹 . 19 2.5.15 工序 15： 铣开 60H12的孔 . 20 2.6本章小结 . 21 3 专用夹具设计 . 22 3.1镗孔夹具设计 . 22 nts 2 3.1.1 问题的提出 . 22 3.1.2 夹具的设计 . 22 3.2铣槽夹具设计 . 25 3.2.1 问题的提出 . 25 3.2.2 夹具的设计 . 25 3.3钻孔夹具设计 . 29 3.3.1 问题的提出 . 29 3.3.2 夹具的设计 . 30 3.4本章小结 . 35 结 论 . 36 参考文献 . 37 致 谢 . 38 nts 1 1 绪 论 1.1 课题背景 随着科学技术的发展，各种新材料、 新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志 。 自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长 足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 1.2 夹具的发展史 夹具 在其发展的 200 多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用 。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐 步发展成为机床 工件 工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。 nts 2 1.3 小结 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50% 80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。 nts 3 2 拨叉 80-08 的加工工艺规程设计 2.1 零件的分析 2.1.1零件的作用 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。 2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁 属于脆性材料 ， 故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。 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) 中心 圆孔 0.021025。 (2) 22 1.5M 的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为 00.344。 (3) 键槽 0.11016与中心孔有 0.08的垂直度，深为 0.1508。 (4) 半孔 0.3060与 中心孔有 0.10.2127的位置关系， 其宽为 0.050.1612与中心孔有 0.1的垂直度 。 由上面分析可知，可以 先 加工拨叉 中心孔 ，然后以此作为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。 2.2 确定生产类型 已知此拨叉零件的生产类型为 大 批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序 应 当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 2.3 确定毛坯 2.3.1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 不是太复 杂 ，生产类型为 大 批生产，故选择 金属型 铸 造 毛坯。 2.3.2确定铸件加工余量及形状 查 机械零件切削加工工艺与技术标准实用 手册 125页表 1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量 均为 3mm。 nts 4 2.3.3绘制铸件零件图 图 2.1 零件毛坯图 2.4 工艺规程设计 2.4.1选择定位基准 粗基准的选择 以零件的 下端 孔 为主要的定位粗基准，以 较大 面 a面 为辅助粗基准。 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，以加工后的 通孔 为主要的定位精基准，以 下 端孔 为辅助的定位精基准。 2.4.2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 各种 机床配以专用 夹具 ,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nts 5 产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 表 2.1工艺路线 方案一 工序号 工序内容 工序一 钻、扩、铰 25H7的通孔 工序二 粗铣 a、 b面，使粗糙度达到 6.3， a面到 25H7的孔中心距为 00.344 ， b面到 25H7的中心距为 36 工序三 粗铣、半精铣 16H11的槽 工序四 粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 12d11 工序五 粗镗下端圆孔的内孔到 59半精镗此孔到 60H12 工序六 铣开下端圆孔 工序七 钻 20.50的孔，垂直于 25H7的通孔 工序八 攻 M22 1.5的螺纹 工序九 钳工打毛刺 工序十 检验 表 2.2工艺路线 方案二 工序号 工序内容 工序一 粗铣 25H7的两侧面，使两面间距为 80 工序二 粗铣 平 下端孔侧面的工艺凸台 工序三 钻 25H7的通孔 工序四 扩 25H7的通孔 工序五 铰 25H7的通孔 工序六 粗铣 a、 b面，使粗糙度达到 6.3， a面到 25H7的孔中心距为 00.344 ， b面到 25H7的中心距为 36 工序七 粗铣 60H12孔的两面，使两面的间距为 14 工序八 精铣 60H12孔的两面，使两面的间距为 12d11，粗糙度 3.2 工序九 粗镗下端孔 工序十 半精镗下端孔到 60H12，粗糙度达到 3.2 工序十一 粗铣 16H11的槽 nts 6 续表 2.2 工序十二 半精铣 16H11 的槽 工序十三 钻 20.50的孔，垂直于 25H7的通孔 工序十四 攻 22 1.5M 的螺纹 工序十五 铣开 60H12的孔 工序十六 钳工打毛刺 工序十七 检验 工艺立方案的比较与分析 ： 上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序 分散， 适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。 加工完前次的又可成为下次加工的基准， 这样 使工序非常清晰易提高加工精度，是 对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工 工序 分得很 紊乱 并且很集中 ， 基准得不到保证 ， 加工出来的精度低， 不 符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性， 及加工精度， 且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。 2.4.3选择加工设备和工艺设备 机床的选择 工序 1、 7、 8、 11、 12、 15采用 X6022型卧 式 铣 床 工序 2、 6采用 X5028立 式 铣 床 工序 3、 4、 5、 13、 14 采用 Z535立式 钻 床 工序 9、 10采用 T618卧 式 镗床 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。 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25 7H ，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。 选择量具 加工的 孔均采用极限量规。 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。 2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 根据 前面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： nts 7 表 2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度 工序号 工序内容 加工余量 经济 精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗铣 25H7 的两侧面 3 IT11 80 6.3 -0.1 0.1 2 粗铣 平 下端孔侧面的工艺凸台 3 IT11 0 6.3 -0.1 0.1 3 钻 25H7通孔 IT12 22 6.3 -1 1 4 扩 25H7通孔 2.0 IT12 0.05024.7 3.2 -0.05 0.05 5 铰 25H7通孔 0.2 IT8 0.021025 1.6 -0.006 0.006 6 粗铣a、 b面 粗铣 a面 3 IT12 00.344 (距中心孔 ) 6.3 -0.1 0.1 粗铣 b面 36(距中心孔 ) 7 粗铣 60H12 孔的两面 2 IT11 13 0.5 6.3 -0.1 0.1 8 精铣 60H12 孔的两面 1 IT9 0.050.16123.2 -0.05 0.05 9 粗镗下端孔 2.5 IT13 00.359.7 6.3 -0.2 0.2 10 半精镗下端孔 0.5 IT11 0.3060 3.2 -0.02 0.02 nts 8 续表 2.3 11 粗铣 16H11 的槽 IT11 14 0.5 6.3 -0.1 0.1 12 半精铣 16H11 的槽 1 IT10 0.110163.2 -0.02 0.02 13 钻 20.50的孔 IT13 20.50 0.5 6.3 -1 1 14 攻 22 1.5M 的螺纹 15 铣开 60H12 的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.05 2.5 确定切削用量及基本工时 2.5.1工序 1： 粗铣 25H7的两侧面 机床： X6022型卧 式 铣 床 刀具：两块镶齿套式面铣刀 (间距为 80)，材料： 15YT ， 200D mm ，齿数20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3mm 所以铣削深度pa： 3pa mm每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-73，取 0 .1 5 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-81，取 2.54 /V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i n3 . 1 4 2 0 0Vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1-74 2 4 5 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i nmff V m m s m m a：根据参考文献 3表 2.4-81, mma 60切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 42l mm ， nts 9 刀具切入长度 1l ： 221 0 . 5 ( ) (1 3 )l D D a 220 . 5 ( 2 0 0 2 0 0 6 0 ) ( 1 3 ) 7 . 6 mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀 次数为 1 机动时间1jt：121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i n735jml l lt f 查参考文献 1，表 2.5-45 工步辅助时间为： 1.23min 2.5.2工序 2：粗铣平下端孔侧面的工艺凸台 机床： X5028 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw 400齿数 14Z 粗铣 a 面 铣削深度 :3ppa a mm每齿进给量fa：根据机械加工工 艺手册表 2.4-73，取 0 .1 5 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取 6/V m s 机床主轴转速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m i n3 . 1 4 4 0 0Vnrd ，取 3 0 0 / m innr 实际铣削速度 V ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 进给量fV： 0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 0 . 5 / 6 3 0 / m i nmff V m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81, mma 240被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 16l mm 刀具切入长度 1l ： mmaDDl 42)31(5.0 221 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m i n630jml l lt f 查参考文献 1，表 2.5-45 工步辅助时间为： 1.52min 2.5.3工序 3： 钻 25H7的通孔 工件材料为 HT200 铁，硬度 200HBS。孔的直径为 25mm，公差为 H7，表面粗糙度 1.6aRm。加工机床为 Z535 立式钻床 。 钻 头为 22mm 标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃 。 确定钻削用量 nts 10 确定进给量 f 根据 参考文献 2， 表 28-10可查出 0 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，查 Z535 立式钻床说明书，取 0 .4 3 /f m m r 。 根据 参考文献 2表 28-8，钻头强度所允许是进给量 1 .7 5 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m ax 15690FN（由机床说明 书查出），根据 参考文献 2，表 28-9，允许的进给量 1 .8 /f mm r 。 由于所选进给量 f 远小于 f 及 f ，故所选 f 可用。 确定切削速度 v 、轴向力 F、转矩 T 及切削功率mP根据 参考文献 2，表 28-15，由插入法得 1 7 / m invm表， 4732FN表5 1 . 6 9T N M表， 1 .2 5mP kW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。 根据 参考文献 2， 由表 28-3， 0.88Mvk ， 0.75lvk ，故 1 7 / m i n 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 ( / m i n )v m m 表 01000 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n 1 6 2 / m i n22v mmnrd m m 表查 Z535 机床说明书，取 1 9 5 / m innr 。实际切削速度为 0 2 2 1 9 5 / m i n1 4 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dn m m rvm 由 参考文献 2， 表 28-5， 1 .0 6M F M Tkk，故 4 7 3 2 1 . 0 6 5 0 1 6 ( )F N N 5 1 . 6 9 1 . 0 6 5 4 . 8T N m N m 校验机床功率 切削功率mP为 /)m M MmP P n n k 表（1 . 2 5 ( 1 9 5 / 2 4 6 ) 1 . 0 6 1 . 0 5k W k W 机床有效功率 4 . 5 0 . 8 1 3 . 6 5E E mP P k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 22d mm， 0 .4 3 /f m m r ， 1 9 5 / m innr ， 1 4 / m invm 相应地 5016FN ， 5 4 .8T N m， 1.05mP kW 切削工时 被切削层长度 l ： 78l mm 刀具切入长度 1l ： nts 11 1 22( 1 2 ) 1 2 0 1 7 . 422rDl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间2jt：27 8 7 . 4 3 1 . 0 8 m i n0 . 4 3 1 9 5jLt nf 查参考文献 1，表 2.5-41 工步辅助时间为： 1.76min 2.5.4工序 4：扩 25H7的通孔 加工机床为 Z535 立式钻床 。 扩孔 钻为 24.7mm 标准高速钢扩孔钻； 确定扩孔切削用量 确定进给量 f 根据 参考文献 2， 表 28-31，有 f :表 （ 0 . 7 0 . 8 ） m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根据 Z535 机床说明书 ，取f =0.57mm/r。 确定切削速度 v 及 n 根据表 28-33，取 2 5 / m invm表。修正系数： 0.88mvk ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2p pRav paka 根 据 故 2 5 / m i n 0 . 8 8 1 . 0 2 1 1 . 2 2 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / )n v d 表 （ 1 0 0 0 1 1 . 2 2 / m i n / ( 2 4 . 7 ) 2 8 6 / m i nm m m m r 查机床说明书，取 2 7 5 / m innr 。实际切削速度为 30 10v d n 32 4 . 7 2 7 5 / m i n 1 0 2 1 . 3 / m i nm m r m 切削工时 被切削层长度 l ： 78l mm 刀具切入长度 1l ，有： 11 2 4 . 7 2 2( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322rDdl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间2jt：27 8 3 3 0 . 5 4 m i n0 . 5 7 2 7 5jLt fn 查参考文献 1，表 2.5-41 工步辅助时间为： 1.16min nts 12 2.5.5工序 5：铰 25H7的通孔 加工机床为 Z535 立式钻床 。 铰 刀为 25mm 标准高速铰刀。 确定铰孔切削用量 确定进给量 f 根据表 28-36， 1 .3 2 .6f m m表，按该表注 4，进给量取小植。查 Z535 说明书，取 1.6 /f mm r 。 确定切削速度 v 及 n 由表 28-39，取 8 .2 / m invm表。由表 28-3，得修正系数 0.88Mvk ， 0.99pavk 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2pRpaa根 据 故 8 . 2 / m i n 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i nv m m 表 01 0 0 0 / ( )n v d 表 1 0 0 0 7 . 1 4 ( / m i n ) / ( 2 5 ) 9 1 . 5 / m i nm m m r 查 Z535 说明书，取 1 0 0 / m innr ，实际铰孔速度 30 10v d n 32 5 1 0 0 / m i n 1 0 7 . 8 / m i nm m r m 切削工时 被切削层长度 l ： 78l mm 刀具切入长度 1l ， 01 2 5 2 4 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922rDdl c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间3jt：37 8 2 . 0 9 3 0 . 5 2 m i n1 . 6 1 0 0jLt nf 查参考文献 1，表 2.5-41 工步辅助时间为： 1.51min 该工序的加工机动时间的总和是jt： 1 . 0 8 0 . 5 4 0 . 5 2 2 . 1 4 m i njt 2.5.6工序 6： 粗铣 a、 b面 机床： X5028 刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） mmdw 400齿数 14Z 粗铣 a 面 铣削深度 :3ppa a mm每齿进给量fa：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取 0 .1 5 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取 6/V m s 机床主轴转速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m i n3 . 1 4 4 0 0Vnrd ，取 3 0 0 / m innr nts 13 实际铣削速度 V ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 进给量fV： 0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 0 . 5 / 6 3 0 / m i nmff V m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81, mma 240被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 90l mm 刀具切入长度 1l ： mmaDDl 42)31(5.0 221 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 9 0 4 2 2 0 . 2 1 m i n630jml l lt f 查参考文献 1，表 2.5-45 工步辅助时间为： 2.03min 粗铣 b 面 同样的铣削深度 mmap 3每齿进给量fa：根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取 0 .1 5 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取 6/V m s 机床主轴转速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 6 6 0 2 8 7 / m i n3 . 1 4 4 0 0Vnrd ， 取 3 0 0 / m innr 实际铣削速度 V ： 0 3 . 1 4 4 0 0 3 0 0 6 . 2 8 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 进 给量fV： 0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 0 . 5 / 6 3 0 / m i nmff V m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 2.4-81, mma 240被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 32l mm 刀具切入长度 1l ： mmaDDl 42)31(5.0 221 刀具切出长度 2l ：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 3 2 4 2 2 0 . 1 2 m i n630jml l lt f 查参考文献 1，表 2.5-45 工步辅助时间为： 1.52min nts 14 2.5.7工序 7：粗铣 60H12孔的两面 机床： X6022型卧 式 铣 床 刀具： 两块镶齿套式面 铣刀 (间距为 14)，材料： 15YT ， 200D mm ，齿数20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2mm 所以铣削深度pa： 2pa mm每齿进给量fa：根据参考文献 3表 2.4-73，取 0 .1 5 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 2.4-81，取 2.54 /V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 4 6 0 2 4 2 . 6 8 / m i n3 . 1 4 2 0 0Vnrd ， 按照参考文献 3表 3.1-74 2 4 5 / m innr 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 2 4 5 2 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 进给量fV： 0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 2 . 2