拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（钻25孔）（全套CAD图纸+设计说明书）
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机械
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设备
设计
25
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1拔叉零件的工艺分析
零件的材料为HT200， 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、Φ25×120内孔
3、Φ12×28的内孔
4、Φ10内孔
5、Φ12内圆相对Φ25平行度为0.16，Φ25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机械加工工艺设计
2.1确定生产类型
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。
- 内容简介：
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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 床 零件名称 拔叉 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 275 120 50 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 车刀、游标卡尺 2 半精车 半精车顶、底端面 工 卧式车床 车刀、游标卡尺 4 车 粗车和半精车 12 孔的下 端面 工 卧式车床 车刀、游标卡尺 5 钻 钻孔 半精镗（精扩） 精镗（铰） 25孔 金工 钻床 钻头铰刀、塞规、卡尺 钻 钻孔 粗铰 精铰 12孔 金工 钻床 钻头铰刀、塞规、卡尺 7 钻 钻 粗铰 精铰 10孔 金工 钻床 钻头铰刀、塞规、卡尺 8 去毛刺 金工 钳工台 平锉 9 中检 金工 游标卡尺 10 校正拔叉脚 金工 钳工台 锉刀 11 清洗 金工 清洗机 12 终检 金工 塞规、百分表、卡尺 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（ 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 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸件 275 120 50 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 3040 1 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 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/mm/mm/r 动 辅助 1 钻 莫氏锥柄麻花钻，专用钻夹具 1360 20500 粗铰 铰刀，专用钻夹具 630 1 3 精铰 铰刀，专用钻夹具 1250 1 20s 4s 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 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 课程设计 2 一、设计题目 拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计 二、 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 (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 (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 说明书主要包括以下内容（章节） 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 、纵向打印 课程设计 3 五、指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 成绩评定 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。 课程设计 4 摘 要 本次课程设计的题目是拨叉 25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。 课程设计 5 he is 6 mm so to in be in of to go to of of to in to to 1. By of in of a of on to of 2. To to of 3. of of 4. as 课程设计 6 目 录 1 拔叉 零件 的工艺分析 . 1 2 机械加工工艺设计 . 错误 !未定义书签。 定生产类型 . 错误 !未定义书签。 定毛坯 . 错误 !未定义书签。 定毛坯种类 . 2 定铸件加工余量及形状 . 2 制拔叉铸造毛坯简图 . 错误 !未定义书签。 3 拟定拔叉工艺路线 . 3 位基准的选择 . 3 基准的选择 . 4 基准的选择 . 错误 !未定义书签。 定工艺路线 . 错误 !未定义书签。 面加工方法的确定 . 5 工阶段的划分 . 错误 !未定义书签。 序的集中与分散 . 6 序顺序的安排 . 6 定工艺路线 . 错误 !未定义书签。 4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 7 25 孔的工序尺 寸 . 7 孔工步 . 7 间定额的计算 . 8 课程设计 7 它时间计 算 . 8 5 夹具设计 . 8 具选择 . 8 题的提出 . 10 具设计 . 10 具设计及操作的简要说明 . 10 6 机床 夹具设计体会与展望 . 11 7 参考文献 . 13 课程设计 8 序言 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 拔叉零件的工艺分析 零件的材料为 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、 25 120 内孔 3、 12 28 的内孔 4、 10 内孔 5、 12 内圆相对 25 平行度为 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。 课程设计 9 2 机械加工工艺设计 定生产类型 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 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 定毛坯 定毛坯种 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 用铸件尺寸公差等级为 定铸件加工余量及形状 查 机械制造技术基础课程设计指导书 第 23 页表 2 24页表 2 2表 2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 a 120 F 双侧加工 b 25 F 钻孔 c 12 F 孔 d 10 F 孔 课程设计 10 制拔叉铸造毛坯简图 3 拟定拔叉工艺路线 位基准的选择 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 课程设计 11 基准的选择 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。 基准的选择 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。 定工艺路线 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课程设计 12 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 面加工方法的确定 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 111 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 车 112下端面 车 表 125 内圆 孔 半精镗（精扩） 精镗（铰） 表 112 圆孔 孔 粗铰 精铰 表 1 10 圆孔 粗铰 精铰 表 1工阶段的划分 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。 课程设计 13 序的集中与分散 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。 序顺序的安排 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。 定工艺路线 工序号 工序名称 机床装备 刀具 量具 1 粗 车床 车刀 游标卡尺 2 粗 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 钻床 钻头铰刀 塞规、卡尺 4 钻孔 粗铰 精铰12 孔 钻床 钻头铰刀 塞规、卡尺 5 钻孔 粗铰 精铰10 的孔 钻床 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 课程设计 14 加工设备和工艺设备： 1 机床的选择：采用 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 4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 25 孔的工序尺寸 由表 2查得，精铰余量 Z=工等级为 孔余量为 Z 钻 =工等级为 差为 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 25 孔 钻 8 孔工步 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= 进给量的确定 由表 5取该工步得进量 f=r。 切削速度的计算 由表 5工件材料为铸铁的条件选取，切削速度 v=20m/公式 n=1000v/ d 可求得该工序钻头钻速 n=1326r/照表 4列摇臂钻床 3025 得主轴转速，取转速 n=1360r/将此转速 代入公式 v=n d/1000= 课程设计 15 间定额的计算： 工序 5： 钻 25 孔 根据表 5孔的基本时间可由公式 12t = / ( ) /L fn l l l 求得。 11 0 ; c o t / 2 ( 1 2 ) 2 . 4rl m m l D k , 2 2l ;f=r;n=1360r/该工步的基本时间 t=(22+)/r x 1360r/据表 5孔基本时间可由公式 t=L*i/LP+i/2*5 ， f=1mm/r， n=195r/该工步的基本时间 t=20s。 辅助时间的计算 助时间 本时间 t 之间的关系为 t 钻孔辅助时间 孔辅助时间 20=4s 它时间计算 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 作业时间的 2%休息与生理时间 作业时间的 2%本设计均取 3%，则工序的其他时间（ 按关系式（ 3%+3%）（ tf+t）计算。 工序 5 的其他时间： %（ 0s） =件计算时间 s+0s+= 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。 具选择 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课程设计 16 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。 课程设计 17 题的提出 本夹具主要用来加工 25，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。 具设计 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 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= 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 削力计算公式为： 其中： 410 F ， 75.0， d=22.0f ， ， 加工材料有关 ,取 刀具刃磨形状有关 ,取 刀具磨钝标准有关 ,取 ： F=具设计及操作的简要说明 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。 课程设计 18 6 机床夹具设计体会与展望 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。为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 二、高效，为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。 三、模块、组合，夹具元件模块化是实现组合化的 基础。利用模块化设计的系
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