CA6140车床拨叉”加工工艺及工装设计(钻2-M8螺纹底孔的夹具).doc

目录目录 序言 1 零件的分析 2 拨叉的工艺分析及工艺要求 3 工艺规程设计 5 确定定位基准 6 工艺路线的拟定 7 加工工艺路线的比较 11 拨叉的偏差 12 确定切削用量及基本工时 15 时间定额计算及其生产安排 23 专用夹具设计 28 夹具设计方案的选择及其误差计算 29 参考文献 31 序言序言 机械制造技术基础课程设计是我们完成了基础课程和部分技 术基础课程之后进行的 它一方面要求我们通过设计能够获得综 合运用过去学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力 也 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 同时也是我们一次理论联系实际的实际训练 因此 他 在我们的大学生活中占据在相当重要的地位 通过设计 我们学会了熟悉运用机械制造工艺学课程中的基 本理论实际知识 解决了一个零件在加工中的定位 夹紧 以及 工艺路线安排 工艺尺寸确定等问题保证加工质量 由于能力有限 设计尚有很多不足之处 恳请老师能给予批 评和指正 一 零件的分析一 零件的分析 零件的作用 该拨叉用在 CA6140 的主轴上 和其他零件 配合 在改变转速的时候承受轻微的载荷 所以应该保证本零 件的重要工作表面符合技术要求 2 2 拨叉的工艺分析 拨叉是一个很重要的零件 因为其零件尺寸比较小 结构 形状较复杂 其加工内花键的精度要求较高 此外还有上端面 要求加工 对精度要求也很高 其底槽侧面与花键孔中心轴有 垂直度公差要求 上端面与花键孔轴线有平行度要求 因为其 尺寸精度 几何形状精度和相互位置精度 以及各表面的表面 质量均影响机器或部件的装配质量 进而影响其性能与工作寿 命 因此它们的加工是非常关键和重要的 2 3 拨叉的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求 而且要有好的机 械加工工艺性 也就是要有加工的可能性 要便于加工 要能 够保证加工质量 同时使加工的劳动量最小 而设计和工艺是 密切相关的 又是相辅相成的 设计者要考虑加工工艺问题 工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求 其余 未注明圆角半径R3 5mm 5锥孔配作 2 M8通孔 图 1 1 拨叉零件图 其加工有五组加工 铣侧面 拉内花键孔 粗精铣上257H 端面 粗精铣 18H11 底槽 钻 铰 2 M8 通孔 并攻丝 1 侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面 确保后续加工所要求的精度 粗糙度在 6 3 即可 2 以为主要加工面 拉内花键槽 槽数为2212H 257H 6 个 其粗糙度要求是底边 侧边 内孔粗6 1 Ra3 2Ra 2212H 糙度 6 3Ra 3 另一组加工是粗精铣上端面 表面粗糙度要求为 3 2Ra 4 第三组为粗精铣 18H11 底槽 该槽的表面粗糙度要 求是两槽边 槽底的表面粗糙度要求是 3 2Ra 3 6 Ra 5 钻并攻丝 2 M8 保证两螺纹孔中心距为 25mm 2 4 毛坯的选择 拨叉毛坯选择金属模浇铸 因为生产率很高 所以可以免 去每次造型 工件尺寸较小单边余量一般在 结构细密 1 2mm 能承受较大的压力 占用生产的面积较小 因其年产量是 5000 件 查参考文献 5 表 2 1 3 生产类型为中批量生产 2 5 本章总结 通过对拨叉的工艺分析 为以后工序的设计安排 夹具的 设计打下理论基础 在对拨叉进行工艺分析时 要充分考虑工 件的材料 形状尺寸 保证工件加工时的良好工艺性 通过对 拨叉的分析 确定毛坯为铸件 在后续设计中以此分析为前提 优化夹具方案 3 工艺规程设计 3 1 加工工艺过程 由以上分析可知 该拨叉零件的主要加工表面是平面 内 花键和槽系 一般来说 保证平面的加工精度要比保证内花键 的加工精度容易 因此 对于拨叉来说 加工过程中的主要问 题是保证内花键的尺寸精度及位置精度 处理好内花键和平面 之间的相互关系以及槽的各尺寸精度 由上工艺分析知 上端面与槽边均与花键轴有位置度公差 所以 保证内花键高精度是本次设计的重点 难点 3 2 确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求 而且要有好的机械 加工工艺性 也就是要有加工的可能性 要便于加工 要能保 证加工的质量 同时是加工的劳动量最小 设计和工艺是密切 相关的 又是相辅相成的 对于设计拨叉的加工工艺来说 应 选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备 除了从 加工精度和加工效率两方面考虑以外 也要适当考虑经济因素 在满足精度要求及生产率的条件下 应选择价格较底的机床 3 2 1 选择加工方法时 需考虑的因素 1 要考虑加工表面的精度和表面质量要求 根据各加 工表面的技术要求 选择加工方法及分几次加工 2 根据生产类型选择 在大批量生产中可专用的高效 率的设备 在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工 方法 3 考虑被加工材料的性质 4 考虑工厂或车间的实际情况 同时也应考虑不断改 进现有加工方法和设备 推广新技术 提高工艺水平 5 此外 还要考虑一些其它因素 如加工表面物理机 械性能的特殊要求 工件形状和重量等 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定 最终加工方法 再选择前面各工序的加工方法 3 2 2 面的加工 侧面的加工主要是为后续加工做准备 因此 在选择加工 方法上可以选用一次性铣面 表面粗糙度为 6 3 上端面的查参 考文献 5 表 2 1 12 可以确定 上端面的加工方案为 粗铣 精铣 粗糙度为6 3 0 8 一般不淬硬的平面 7 9ITITRa 精铣的粗糙度可以较小 3 2 3 孔的加工 1 加工内花键前的预制孔加工2212H 查参考文献 5 表 2 3 47 由于预制孔的精度为 H12 所以 确定预制孔的加工方案为 一次钻孔 由于在拉削过程中才能 保证预制孔表面精度 所以 在加工内花键前预制孔的精度可 适当降低 2 内花键的加工 通过拉刀实现花键的加工 由于拉削的精度高 所以能满 足花键表面精度 同时也能保证预制孔表面精度 3 2 M8 螺纹孔的加工 加工方案定为 钻孔 攻丝 3 2 4 槽的加工 查参考文献 5 表 2 1 12 可以确定 槽的加工方案为 粗铣 精铣 粗糙度为6 3 0 8 设计要求为 6 3 和7 9ITITRa 3 2 粗铣时 精度可适当降低 3 3 确定定位基准 3 3 1 粗基准的选择 选择粗基准时 考虑的重点是如何保证各加工表面有足够 的余量 使不加工表面与加工表面间的尺寸 位子符合图纸要 求 粗基准选择应当满足以下要求 1 粗基准的选择应以加工表面为粗基准 目的是为了保 证加工面与不加工面的相互位置关系精度 如果工件上表面上 有好几个不需加工的表面 则应选择其中与加工表面的相互位 置精度要求较高的表面作为粗基准 以求壁厚均匀 外形对称 少装夹等 2 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准 例如 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面 因而在加工时 选择导轨面作为粗基准 加工床身的底面 再以底面作为精基 准加工导轨面 这样就能保证均匀地去掉较少的余量 使表层 保留而细致的组织 以增加耐磨性 3 应选择加工余量最小的表面作为粗基准 这样可以保 证该面有足够的加工余量 4 应尽可能选择平整 光洁 面积足够大的表面作为粗 基准 以保证定位准确夹紧可靠 有浇口 冒口 飞边 毛刺 的表面不宜选作粗基准 必要时需经初加工 5 粗基准应避免重复使用 因为粗基准的表面大多数是 粗糙不规则的 多次使用难以保证表面间的位置精度 要从保证孔与孔 孔与平面 平面与平面之间的位置 能 保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位 从 拨叉零件图分析可知 选择作为拨叉加工粗基准 3 3 2 精基准选择的原则 1 基准重合原则 即尽可能选择设计基准作为定位基准 这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合 误差 2 基准统一原则 应尽可能选用统一的定位基准 基准 的统一有利于保证各表面间的位置精度 避免基准转换所带来 的误差 并且各工序所采用的夹具比较统一 从而可减少夹具 设计和制造工作 例如 轴类零件常用顶针孔作为定位基准 车削 磨削都以顶针孔定位 这样不但在一次装夹中能加工大 多书表面 而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的 垂直度 3 互为基准的原则 选择精基准时 有时两个被加工面 可以互为基准反复加工 例如 对淬火后的齿轮磨齿 是以齿 面为基准磨内孔 再以孔为基准磨齿面 这样能保证齿面余量 均匀 自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀 可以选择加工表面本身为基准 例如 磨削机床导轨面时 是 以导轨面找正定位的 此外 像拉孔在无心磨床上磨外圆等 都是自为基准的例子 此外 还应选择工件上精度高 尺寸较大的表面为精基准 以保证定位稳固可靠 并考虑工件装夹和加工方便 夹具设计 简单等 要从保证孔与孔 孔与平面 平面与平面之间的位置 能 保证拨叉 C 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位 从拨叉 C 零件图分析可知 它的内花键槽 适于作精基准257H 使用 选择精基准的原则时 考虑的重点是有利于保证工件的加 工精度并使装夹准 3 4 工艺路线的拟订 对于大批量生产的零件 一般总是首先加工出统一的基准 拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准 具体安排是 先加工预制孔 再加工花键槽 最后以花键槽定位粗 精加工 拨叉上端面和底槽及 M8 螺纹孔 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则 3 4 1 工序的合理组合 确定加工方法以后 就按生产类型 零件的结构特点 技 术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数 确 定工序数的基本原则 1 工序分散原则 工序内容简单 有利选择最合理的切削用量 便于采用通 用设备 简单的机床工艺装备 生产准备工作量少 产品更换 容易 对工人的技术要求水平不高 但需要设备和工人数量多 生产面积大 工艺路线长 生产管理复杂 2 工序集中原则 工序数目少 工件装 夹次数少 缩短了工艺路线 相应 减少了操作工人数和生产面积 也简化了生产管理 在一次装 夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度 使用设备少 大量生产可采用高效率的专用机床 以提高生产 率 但采用复杂的专用设备和工艺装备 使成本增高 调整维 修费事 生产准备工作量大 一般情况下 单件小批生产中 为简化生产管理 多将工 序适当集中 但由于不采用专用设备 工序集中程序受到限制 结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产 加工工序完成以后 将工件清洗干净 清洗是在的80 90 c 含 0 4 1 1 苏打及 0 25 0 5 亚硝酸钠溶液中进行的 清洗 后用压缩空气吹干净 保证零件内部基本无杂质 铁屑 毛刺 砂粒等的残留物 3 4 2 工序的集中与分散 制订工艺路线时 应考虑工序的数目 采用工序集中或工 序分散是其两个不同的原则 所谓工序集中 就是以较少的工 序完成零件的加工 反之为工序分散 1 工序集中的特点 工序数目少 工件装 夹次数少 缩短了工艺路线 相应减少 了操作工人数和生产面积 也简化了生产管理 在一次装夹中 同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度 使用 设备少 大量生产可采用高效率的专用机床 以提高生产率 但采用复杂的专用设备和工艺装备 使成本增高 调整维修费 事 生产准备工作量大 2 工序分散的特点 工序内容简单 有利选择最合理的切削用量 便于采用通 用设备 简单的机床工艺装备 生产准备工作量少 产品更换 容易 对工人的技术要求水平不高 但需要设备和工人数量多 生产面积大 工艺路线长 生产管理复杂 工序集中与工序分散各有特点 必须根据生产类型 加工 要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则 一般情况下 单件小批生产中 为简化生产管理 多将工 序适当集中 但由于不采用专用设备 工序集中程序受到限制 结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现 使得工序集 中的优点更为突出 即使在单件小批生产中仍可将工序集中而 不致花费过多的生产准备工作量 从而可取的良好的经济效果 3 4 3 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时 常把整个加工过程划分为几 个阶段 1 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属 为以后的精加 工创造较好的条件 并为半精加工 精加工提供定位基准 粗 加工时能及早发现毛坯的缺陷 予以报废或修补 以免浪费工 时 粗加工可采用功率大 刚性好 精度低的机床 选用大的 切前用量 以提高生产率 粗加工时 切削力大 切削热量多 所需夹紧力大 使得工件产生的内应力和变形大 所以加工精 度低 粗糙度值大 一般粗加工的公差等级为 IT11 IT12 粗糙 度为 Ra 80 100 m 2 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精 加工做好准备 保证合适的加工余量 半精加工的公差等级为 IT9 IT10 表面粗糙度为 Ra 10 1 25 m 3 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 主要目的是保证零件 的形状位置几精度 尺寸精度及表面粗糙度 使各主要表面达到图 纸要求 另外精加工工序安排在最后 可防止或减少工件精加工表 面损伤 精加工应采用高精度的机床小的切前用量 工序变形小 有利于提高加工精度 精加工的加工精度一般为 IT6 IT7 表面 粗糙度为 Ra10 1 25 m 4 光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工 主要用于改善表面 质量 对尺度精度改善很少 一般不能纠正各表面相互位置误 差 其精度等级一般为 IT5 IT6 表面粗糙度为 Ra1 25 0 32 m 此外 加工阶段划分后 还便于合理的安排热处理工序 由于热处理性质的不同 有的需安排于粗加工之前 有的需插 入粗精加工之间 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的 在实际生活中 对于刚性好 精度要求不高或批量小的工件 以及运输装夹费 事的重型零件往往不严格划分阶段 在满足加工质量要求的前 提下 通常只分为粗 精加工两个阶段 甚至不把粗精加工分 开 必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的 不能以某一 表面的加工或某一工序的性质区分 例如工序的定位精基准面 在粗加工阶段就要加工的很准确 而在精加工阶段可以安排钻 小空之类的粗加工 3 4 4 加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差 形位公差及表面粗糙度等技术条件 下 成批量生产可以考虑采用专用机床 以便提高生产率 但 同时考虑到经济效果 降低生产成本 拟订两个加工工艺路线 方案 见表 3 1 表 3 1 加工工艺路线方案比较表 方案 方案 工序号 工序内容定位基准工序内容定位基准 010 铣左侧面右侧面和 上端面 铣左侧面右侧面和 上端面 020 钻预制孔底面和侧 面 钻预制孔底面和侧 面 030 粗 精铣 上端面 已加工预 制孔和侧 面 拉内花键 25H7 已加工预 制孔和侧 面 040 粗 精铣 18H11 底槽 已加工预 制孔和侧 面 粗 精铣 18H11 底槽 内花键和 侧面 050 钻 2 M8 通 孔 攻丝 已加工预 制孔和侧 面 粗 精铣 上端面 内花键和 侧面 060 拉内花键 25H7 已加工预 制孔和侧 面 钻 2 M8 通 孔 攻丝 内花键和 侧面 070 去毛刺 清洗 去毛刺 清洗 080 检验检验 加工工艺路线方案的论证 方案 主要区别在于在加工上端面及以下工序时 所 选定位基准不同 方案 选用预制孔为主要定位基准 方案 选用花键作主要定位基准 很显然选用内花键做定位基准更符 合设计要求 因为其表面精度更高 且和某些需加工面有位置 精度要求 由以上分析 方案 为合理 经济的加工工艺路线方案 具体的工艺过程见表 3 2 表 3 2 加工工艺过程表 工序号工 种工作内容说 明 010铸造金属型浇铸铸件毛坯尺寸 长 宽 80mm40mm 高 75mm 预制孔 底槽不铸出 020热处 理 退火 030铣铣侧面专用铣夹具装夹 卧式铣床 X52K 040钻钻预制孔2212H 专用夹具装夹 轻型 圆柱立式钻床 5035 ZQ 050拉拉内花键257H 专用夹具装夹 卧式拉床 L6120 060铣铣底槽 18H11 深 35mm专用夹具装夹 卧式铣床 52XK 070铣粗 精铣上端面专用夹具装夹 卧式铣床 52XK 080钻 攻丝 钻通孔 6 7mm 攻 M8 螺纹 专用夹具装夹 摇臂钻床 3025 Z 090去毛 刺 清洗 100检验 入库 按照零件图纸要求检验 涂油入库 3 5 拨叉的偏差 加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 拨叉其材料是 HT200 采用的是金属型铸造 生产类型为 中批量生产 3 5 1 毛坯的结构工艺要求 1 拨叉为铸造件 对毛坯的结构工艺有一定要求 铸件的壁厚应合适 均匀 不得有突然变化 铸造圆角要适当 的得有尖棱 尖角 铸件的结构要尽量简化 加强肋的厚度和分布要合理 以免冷却时铸件变形或产 生裂纹 铸件的选材要合理 应有较好的可铸性 2 设计毛坯形状 尺寸还应考虑到 各加工面的几何形状应尽量简单 工艺基准以设计基准相一致 便于装夹 加工和检查 结构要统一 尽量使用普通设备和标准刀具进行加工 在确定毛坯时 要考虑经济性 虽然毛坯的形状尺寸与零 件接近 可以减少加工余量 提高材料的利用率 降低加工成 本 但这样可能导致毛坯制造困难 需要采用昂贵的毛坯制造 设备 增加毛坯的制造成本 因此 毛坯的种类形状及尺寸的 确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能 在 毛坯的种类形状及尺寸确定后 必要时可据此绘出毛坯图 3 5 2 拨叉的偏差计算 1 侧面加工的偏差及加工余量计算 本次加工面用于以后加工中的定位面 一次性铣削到尺寸 80mm 查参考文献 12 表 1 25 得侧面加工偏差为 0 3mm 2 预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算 加工预制孔时 由于铸造是没铸出 且为一次钻出 通过 拉削后保证花键尺寸 预制孔尺寸 查参考257H mm 2212Hmm 文献 5 表 2 3 54 得花键拉削余量为 0 7 0 8mm 取 0 8mm 即预制孔加工到 一次拉削到设计要求 查参考文献 5 21 2mm 表 1 12 11 得花键偏差为 0 045 0 mm 3 拨叉上端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求 其加工分粗 精铣加工 各工步余量如下 粗铣 参照参考文献 5 表 3 2 23 其余量值规定为 现取 表 3 2 27 粗铣平面时厚度偏差取mm4 3 7 2mm0 3 mm 0 28 0 精铣 参照参考文献 5 表 2 3 59 其余量值规定为 1mm 铸造毛坯的基本尺寸为根据参考文献 5 表723 0 176mm 2 3 11 铸件尺寸公差等级选用 IT7 再查表 2 3 9 可得铸件尺寸 公差为1 1mm 毛坯的名义尺寸为 723 0 176mm 毛坯最小尺寸为 760 5575 45mm 毛坯最大尺寸为 760 5576 55mm 粗铣后最大尺寸为 72 173mm 粗铣后最小尺寸为 730 2872 72mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同 即保证尺寸 72mm 表面 与花键轴的平行度公差为 0 1mm 4 18H11 槽偏差及加工余量 0 018 0 18 铸造时槽没铸出 参照参考文献 8 表 21 5 得粗铣其槽边 双边机加工余量 2Z 2 0mm 槽深机加工余量为 2 0mm 再由 参照参考文献 3 表 21 5 的刀具选择可得其极限偏差 粗加工为 精加工为 0 110 0 0 013 0 粗铣两边工序尺寸为 18216mm 粗铣后毛坯最大尺寸为 160 1116 11mm 粗铣后毛坯最小尺寸为 16 0 16mm 粗铣槽底工序尺寸为 33mm 精铣两边工序尺寸为 已达到其加工要求 0 013 0 18 0 018 0 18 5 2 M8 螺纹偏差及加工余量 参照参考文献 5 表 2 2 2 2 2 25 2 3 13 和参考文献 12 表 1 8 可以查得 钻孔的精度等级 表面粗糙度 尺寸偏12 IT12 5Raum 差是0 15mm 查参考文献 5 表 2 3 47 表 2 3 48 表 2 3 71 确定工序尺 寸及加工余量为 加工该组孔的工艺是 钻 攻丝 钻孔 6 7mm 攻丝 攻 2 M8 螺纹孔 3 6 确定切削用量及基本工时 机动时间 工序 1 铣侧面 机床 卧式铣床 刀具 根据参考文献 4 表 10 231 选用高速钢错齿三面刃 铣刀 规格为 齿数为 12 齿 160 40 32Dmm dmm Lmm 铣削深度 p a1 p amm 每齿进给量 查参考文献 5 表 2 4 75 f a0 2 0 3 f mm a z 取 0 33 6 f mmmm a zr 铣削速度 查参考文献 4 表 11 94 得V 取15 200 25 0 33 min mm V s 0 3mV s 机床主轴转速 n 10001000 0 3 60 35 83 min 3 14 160 V nr D 查参考文献 5 表 3 1 74 取37 5 minnr 实际切削速度 v 3 14 160 37 5 0 31 10001000 60 Dn vm s 进给量 f V3 6 12 37 5 6027 ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f27 1620 min mf fVmm smm 被切削层长度 由毛坯尺寸可知 l75lmm 刀具切入长度 1 l 1 0 5 1 2 lD 82mm 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t 12 1 75822 0 1min 1620 j m lll t f 工序 2 钻预制孔 机床 轻型圆柱立式钻床 5035 ZQ 刀具 查参考文献 4 表 10 175 选高速钢直柄麻花钻 钻 预制孔到 21 2mm 所以 21 2dmm 进给量 根据参考文献 5 表 2 4 38 取f0 5 fmm r 切削速度 参照参考文献 5 表 2 4 41 取V0 45 Vm s 机床主轴转速 有 n 10001000 0 45 60 405 6 min 3 14 21 2 v nr d 按照参考文献 5 表 3 1 36 取475 minnr 所以实际切削速度 v 3 14 21 2 475 0 52 10001000 60 dn vm s 切削工时 被切削层长度 l80lmm 刀具切入长度 1 l 1 21 2 1 2 12015 96 22 r d lctgkctgmmmm 刀具切出长度 取 2 lmml4 1 2 mml3 2 走刀次数为 1 机动时间 2j t 2 8063 0 37min 0 5 475 j L t fn 工序 3 拉内花键257H 机床 卧式拉床 L6120 刀具 查参考文献 9 表 1 3 1 选择拉刀类型为矩形花键拉 刀第三型号 该刀具特点 拉削长度大于 30mm 同时加工齿 数不小于 5 材料 W18Cr4V 做拉刀材料 柄部采用 40Cr 材料 具体刀具设计见拉刀设计 拉削过程中 刀具进给方向和拉削方向一致 拉刀各齿齿 升量详见拉刀设计 拉削的进给量即为单面的齿升量 查参考 文献 5 表 2 4 118 和 2 4 119 确定拉削速度 0 116 0 08 取 v mm s 0 10mmv s 拉削工件长度 l80lmm 拉刀长度 见拉刀设计 1 l 1 995lmm 拉刀切出长度 5 10mm 取 2 l 2 10lmm 走刀次数一次 根据以上数据代入公式 计算公式由参考文献 5 表 2 5 20 获得 得机动时间 j t 12 80995 10 10 850 18min 10001000 0 1 j lll tss v 工序 4 粗 精铣 18H11 底槽 机床 立式升降台铣床 52XK 刀具 根据参考文献 4 表 21 5 选用高速钢镶齿三面刃铣刀 外径 160mm 内径 40mm 刀宽粗铣 16mm 精铣 18mm 齿 数为 24 齿 1 粗铣 16 槽 铣削深度 p a33 p amm 每齿进给量 查参考文献 5 表 2 4 75 得 f a0 2 0 3 f amm z 取 0 2 f amm z 铣削速度 查参考文献 8 表 30 33 得V14 min m V 机床主轴转速 n 10001000 14 27 9 min 3 14 160 V nr D 查参考文献 5 表 3 1 74 取30 minnr 实际切削速度 v 3 14 160 30 0 25 10001000 60 Dn vm s 进给量 f V0 2 24 30 602 4 ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f2 4 144 min mf fVmm smm 被切削层长度 由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度 1 l 1 0 5 1 2 lD 81mm 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数 1 次 机动时间 1j t 12 1 40812 0 85min 144 j m lll t f 2 精铣 18 槽 切削深度 p a35 p amm 根据参考文献 5 表查得 进给量 查参考2 476 0 05 f amm z 文献 5 表 2 4 82 得切削速度 23 minVm 机床主轴转速 n 10001000 23 45 8 min 3 14 160 V nr d 查参考文献 5 表 3 1 74 取47 5 minnr 实际切削速度 v 3 14 160 47 5 0 40 10001000 60 Dn vm s 进给量 f V0 05 24 47 5 600 95 ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f0 18 57 min mf fVmm smm 被切削层长度 由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度 1 l 1 0 5 1 2 lD 81mm 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t 12 1 40812 1 52min 57 j m lll t f 本工序机动时间 12 0 85 1 522 37min jjj ttt 工序 5 粗 精铣上端面 机床 卧式铣床52XK 刀具 根据参考文献 4 表 10 231 选用高速钢错齿三面刃 铣刀 规格为 齿数为 12 齿 160 40 32Dmm dmm Lmm 1 粗铣上端面 铣削深度 p a3 p amm 每齿进给量 查参考文献 5 表 2 4 f a 75 取 0 15 0 25 f mm a z 1 8 f mm a r 铣削速度 查参考文献 4 表 11 94 得V 取15 200 25 0 33 min mm V s 0 3mV s 机床主轴转速 n 10001000 0 3 60 35 83 min 3 14 160 V nr D 查参考文献 5 表 3 1 74 取37 5 minnr 实际切削速度 v 3 14 160 37 5 0 31 10001000 60 Dn vm s 进给量 f V1 8 12 37 5 6013 5 ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f13 5 810 min mf fVmm smm 被切削层长度 由毛坯尺寸可知 l80lmm 刀具切入长度 1 l 1 0 5 1 2 lD 82mm 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t 12 1 80822 0 3min 810 j m lll t f 2 精铣上端面 切削深度 p a1 p amm 根据参考文献 4 表 11 91 查得 每齿进给量 取 根据参考文献 4 表 11 94 查0 01 0 02 f amm z 0 24 f amm r 得切削速度30 minVm 机床主轴转速 n 10001000 30 59 7 min 3 14 160 V nr d 按照参考文献 5 表 3 1 74 取60 minnr 实际切削速度 v 3 14 160 60 0 50 10001000 60 Dn vm s 进给量 f V0 24 12 60 602 88 ff Va Znmm s 工作台每分进给量 m f2 88 172 8 min mf fVmm smm 被切削层长度 由毛坯尺寸可知 l80lmm 刀具切入长度 1 l 1 0 5 1 2 lD 81mm 刀具切出长度 取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间 1j t 12 1 80812 0 95min 172 8 j m lll t f 本工序机动时间 12 0 30 951 25min jjj ttt 工序 6 钻孔并攻丝8M 机床 摇臂钻床3025Z 刀具 根据参照参考文献 5 表 4 3 9 硬质合金锥柄麻花钻头 1 钻孔mm6 7 钻孔前铸件为实心 根据上文所的加工余量先钻孔到 再攻丝 所以 6 7mm 6 7Dmm 钻削深度 p a9 5 p amm 进给量 根据参考文献 5 表 2 4 38 取frmmf 33 0 切削速度 参照参考文献 5 表 2 4 41 取V0 41 Vm s 机床主轴转速 有 n 10001000 0 41 60 1169 31 min 3 14 6 7 v nr d 按照参考文献 5 表 3 1 31 取1600 minnr 所以实际切削速度 v 3 14 6 7 1600 0 56 10001000 60 dn vm s 被切削层长度 l42lmm 刀具切入长度 1 l 1 6 7 1 2 12012 893 22 r D lctgkctgmmmm 刀具切出长度 取 2 lmml4 1 2 2 2lmm 走刀次数为 1 钻孔数为 2 个 机动时间 1 j t 1 4232 220 5min 0 33 1600 j L t fn 2 攻 2 M8 螺纹通孔 刀具 钒钢机动丝锥 进给量 查参考文献 5 表 1 8 1 得所加工螺纹孔螺距f 因此进给量1 25pmm 1 25 fmm r 切削速度 参照参考文献 5 表 2 4 105 取V 0 133 7 98 minVm sm 机床主轴转速 取n 0 10001000 7 98 317 68 min 3 14 8 V nr d 350 minnr 丝锥回转转速 取n回350 minnr 回 实际切削速度 V 0 3 14 8 350 0 15 10001000 60 d n Vm s 被切削层长度 l9 5lmm 刀具切入长度 1 l 1 1 3 3 1 253 75lfmm 刀具切出长度 加工数为 2 2 l 2 2 33 1 253 75lfmm 机动时间 2j t 1212 2 9 53 753 759 53 753 75 220 13min 1 5 3501 5 350 j llllll t fnfn 回 本工序机动时间 j t 12 0 50 130 63min jjj ttt 3 7 时间定额计算及生产安排 根据设计任务要求 该拨叉 C 的年产量为 5000 件 一年以 240 个工作日计算 每天的产量应不低于 21 件 设每天的产量 为 21 件 再以每天 8 小时工作时间计算 则每个工件的生产时 间应不大于 22 8min 参照参考文献 5 表 2 5 2 机械加工单件 生产类型 中批 以上 时间定额的计算公式为 大量生产时 Ntkttt zzfjd 1 0 Ntzz 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为 1 kttt fjd 其中 单件时间定额 d t 基本时间 机动时间 j t 辅助时间 用于某工序加工每个工件时都要进 f t 行的各种辅助动作所消耗的时间 包括装卸工 件时间和有关工步辅助时间 布置工作地 休息和生理需要时间占操作时间k 的百分比值 3 7 1 铣侧面 加工机动时间 j t0 1min j t 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 41 取工步辅助时间 f t 为 由于在生产线上装卸工件时间很短 并查参考文献0 41min 5 表 2 5 42 取装卸工件时间为 则min10 41 11 41min f t 根据参考文献 5 表 2 5 43 k 12 14k 单件时间定额有 d t 22 8min 1 0 1 1 41 1 12 14 1 69min djf tttk 因此 达到生产要求 3 7 2 钻预制孔 加工机动时间 j t0 37min j t 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 41 取工步辅助时间 f t 为 由于在生产线上装卸工件时间很短 并查参考文献1 55min 5 表 2 5 42 取装卸工件时间为 则min11 55 12 55min f t 根据参考文献 5 表 2 5 43 k 12 14k 单件时间定额有 d t 22 8min 1 0 372 55 1 12 14 3 27min djf tttk 因此 达到生产要求 3 7 3 拉 25H7 内花键 机动时间 j t0 18min j t 辅助时间 参照参考文献 3 表 2 5 66 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 67 取装卸工件时间为 则1 4min0 5min 1 40 51 9min f t 根据参考文献 5 表 2 5 68 得 k 11 6k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 0 18 1 9 1 11 6 2 28min djf tttk 因此 达到生产要求 3 7 4 粗 精铣 18H11 底槽 1 粗铣 16 槽 机动时间 j t 粗 0 85min j t 粗 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 45 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 46 取装卸工件时间为 单0 41min1min 件加工时已包括布置 休息时间 由于此次工序中装夹了两个 加工件 应乘以多件装夹系数 查该表注释得两件装夹系数为 0 6 因此装卸工件时间min 则 11 0 61 6 0 85 1 62 45min f t 根据参考文献 5 表 2 5 48 k 13k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 0 852 45 1 13 3 73min dfj tttk 粗 因此 达到生产要求 2 精铣 18H11 槽 机动时间 j t 精 1 52min j t 精 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 45 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 46 取装卸工件时间为 单0 41min1min 件加工时已包括布置 休息时间 由于此次工序中装夹了两个 加工件 应乘以多件装夹系数 查该表注释得两件装夹系数为 0 6 因此装卸工件时间为min 则 11 0 61 6 1 52 1 63 12min f t 根据参考文献 5 表 2 5 48 k 13k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 1 523 12 1 13 5 24min dfj tttk 精 因此 达到生产要求 3 7 5 粗 精铣上端面 加工机动时间 j t1 25min j t 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 45 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 46 取装卸工件时间为 则 min41 0 1min min41 1 141 0 f t 根据参考文献 5 表 2 5 48 k 13 k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 1 25 1 41 1 13 3min djf tttk 因此 达到生产要求 3 7 6 钻 攻 2 M8 螺纹孔 1 钻 6 7mm 孔 机动时间 j t0 5min j t 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 41 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 42 取装卸工件时间为 则 1 55minmin1 1 55 12 55min f t 根据参考文献 5 表 2 5 43 k14 12 k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 0 52 55 1 12 14 3 42min djf tttk 因此 达到生产要求 2 攻 2 M8 螺纹孔 机动时间 j t0 13min j t 辅助时间 参照参考文献 5 表 2 5 41 取工步辅助时间 f t 为 查参考文献 5 表 2 5 42 取装卸工件时间为 则 1 55minmin1 1 55 12 55min f t 根据参考文献 5 表 2 5 43 k14 12 k 单间时间定额有 d t 22 8min 1 0 132 55 1 12 14 3 01min djf tttk 因此 达到生产要求 时间定额填入工序卡中 工艺过程卡 工序卡见 附表 本设计中的工艺文件部分 3 8 本章总结 本章确定了零件的工艺路线 以及设计夹具前的定位基准 选择 为后续的专用夹具设计做好准备 根据毛坯尺寸及设计 要求确定各个加工方案 再由各个加工方案选择机床类型 刀 具类型 切削用量以及机加工时间并编入工艺文件中 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 在 加工拨叉 C 零件时 需要设计专用夹具 根据任务要求中的设计内容 需要设计加工底槽夹具及钻 攻丝 2 M8 螺纹孔夹具各一套 其中加工底槽的夹具将用于 卧式镗床 刀具采用三面刃铣刀 而加工上端面上的两螺KX52 纹孔的刀具分别为麻花钻 丝锥 机床采用摇臂钻床 另一任 务要求为拉 25H7 花键孔的拉刀设计 详见拉刀设计说明书 4 2 钻 攻 2 M8 螺纹孔夹具设计 4 2 1 研究原始质料 利用本夹具主要用来钻两个 6 7mm 孔并攻 M8 螺纹 加工 时应保证螺纹孔与侧面的位置距离及螺纹孔中心线与锥孔中心 线距离 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 4 2 2 定位基准的选择 由零件图可知 两螺纹孔与侧面有位置要求 在对螺纹孔进 行加工前 花键孔已进行了拉削加工 因此 选底侧面定位 花键内圆孔定心限制了除在 X 轴的旋转自由度以外的所有自由 度 为了限制 X 轴的旋转自由度 可在工件边装一挡销 从而 来满足螺纹孔与端面的位置要求 4 2 3 夹具方案的设计选择 方案一 利用移动弯压板夹紧 方案二 采用夹紧定位一体 即在定位心轴上加工一段螺 栓 利用螺栓 螺母夹紧 方案三 采用两短圆锥销装夹在花键孔两端 两短圆锥销 利用气压夹紧并定位 根据任务书要求 两螺纹孔分布在零件两端 利用心轴上 加工螺栓来夹紧 其夹紧刚度比较低 且夹紧 定位在一起相 互有一定影响 方案三中 夹紧力比较理想 但夹具装备比较 复杂 成本也高 因此选用方案一采用移动弯压板夹紧 夹紧 定位分开 且夹具装备简单 压板形状见图 4 2 14 1810 17 25 8 18 5 25 R15 R7 15 40 125 AA AA 图 4 2 钻孔用移动弯压板 4 2 4 切削力及夹紧力的计算 由参考文献 13 查表可得 721 切削力公式 Pf Kf