【工装夹具类】CA6140车床拨叉[831002]机械加工工艺规程及钻直径25H7孔夹具设计【方案1】
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工装
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25
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设计
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【工装夹具类】CA6140车床拨叉[831002]机械加工工艺规程及钻直径25H7孔夹具设计【方案1】,工装,夹具,ca6140,车床,机械,加工,工艺,规程,直径,25,h7,设计,方案
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学院毕业设计 1 目 录 摘 要 . . 1 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 2 拨叉 80. 3 . 3 件的作用 . 3 件的工艺分析 . 3 . 3 . 3 定毛坯种类 . 3 定铸件加工余量及形状 . 3 制铸件零件图 . 4 . 4 择定位基准 . 4 定工艺路线 . 4 择加工设备和工艺设备 . 6 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 6 本工时 . 8 序 1： 粗铣 25两侧面 . 8 序 2： 粗铣平下端面孔侧面的工艺凸台 . 9 序 3： 钻 25通孔 . 9 序 4： 扩 25通孔 . 11 序 5： 铰 25通孔 . 12 序 6： 粗铣 a、 b 面 . 182 序 7： 粗铣 60的两面 . 14 序 8： 精 铣 60的两面 . 14 序 9： 粗镗下端 60孔 . 15 序 10： 半精镗下端孔到 60. 16 序 11： 粗铣 16槽 . 16 序 12： 半精铣 16槽 . 17 序 13： 钻 孔 . 18 序 14： 攻 螺纹 . 19 序 15： 铣开 60. 20 . 21 3 专用夹具设计 . 22 . 22 学院毕业设计 2 题的提出 . 22 具的设计 . 22 . 25 题的提出 . 25 具的设计 . 25 . 29 题的提出 . 29 具的设计 . 30 . 35 结 论 . 36 参考文献 . 37 致 谢 . 38 无锡职业技术学院毕业设计 1 1 绪 论 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。 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。 无锡职业技术学院毕业设计 2 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。 无锡职业技术学院毕业设计 3 2 拨叉 80加工工艺规程设计 件的分析 题目所给的零件是 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。 零件的材料为 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 (2) 22 的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为 (3) 键槽 中心孔有 为 (4) 半孔 与 中心孔有 的位置关系， 其宽为 与中心孔有 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。 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。 定毛坯 零件材料为 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。 查 机械零件切削加工工艺与技术标准实用 手册 125页表 1用各个加工面的铸件机械加工余量 均为 3 无锡职业技术学院毕业设计 4 图 零件毛坯图 艺规程设计 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 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。 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，以便使生无锡职业技术学院毕业设计 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 案一 工序号 工序内容 工序一 钻、扩、铰 25工序二 粗铣 a、 粗糙度达到 5， 56 工序三 粗铣、半精铣 16工序四 粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为 12序五 粗镗下端圆孔的内孔到 59半精镗此孔到 60序六 铣开下端圆孔 工序七 钻 直于 25工序八 攻 工序九 钳工打毛刺 工序十 检验 表 案二 工序号 工序内容 工序一 粗铣 25两面间距为 80 工序二 粗铣 平 下端孔侧面的工艺凸台 工序三 钻 25工序四 扩 25工序五 铰 25工序六 粗铣 a、 粗糙度达到 5， 56 工序七 粗铣 60两面的间距为 14 工序八 精铣 60两面的间距为 12糙度 序九 粗镗下端孔 工序十 半精镗下端孔到 60糙度达到 序十一 粗铣 16无锡职业技术学院毕业设计 6 续表 序十二 半精 铣 16槽 工序十三 钻 直于 25工序十四 攻 22 的螺纹 工序十五 铣开 60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。 机床的选择 工序 1、 7、 8、 11、 12、 15采用 铣 床 工序 2、 6采用 铣 床 工序 3、 4、 5、 13、 14 采用 床 工序 9、 10采用 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。 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： 无锡职业技术学院毕业设计 7 表 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 25两侧面 3 0 粗铣 平 下端孔侧面的工艺凸台 3 钻 25 2 1 1 4 扩 25 铰 25 粗铣a、 粗铣 3 (距中心孔 ) 铣 36(距中心孔 ) 7 粗铣 60的两面 2 3 精铣 60的两面 1 612 粗镗下端孔 0 半精镗下端孔 锡职业技术学院毕业设计 8 续表 1 粗铣 16槽 4 2 半精铣 16槽 1 3 钻 1 1 14 攻 22 的螺纹 15 铣开 60孔 4 定切削用量及基本工时 ： 粗铣 25机床： 铣 床 刀具：两块镶齿套式面铣刀 (间距为 80)，材料： 15 200D ，齿数20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=3以铣削深度3pa 齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 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 1 4 2 0 0 ， 按照参考文献 3表 245 / m 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 0m s 进给量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 42l ， 无锡职业技术学院毕业设计 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 刀具切出长度2l：取 2 走 刀次数为 1 机动时间121 4 2 7 . 6 2 0 . 0 7 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 工序 2：粗铣平下端孔侧面的工艺凸台 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 粗铣 a 面 铣削深度 :3a 齿进给量据机械加工 工艺手册表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 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 1 4 4 0 0 ，取 300 / m 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 0m s 进给量0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 0 . 5 / 6 3 0 / m i m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 16l 刀具切入长度 1l ： 2)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 1 6 4 2 2 0 . 0 9 5 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 工序 3： 钻 25工件材料为 ，硬度 200的直径为 25差为 面粗糙度 加工机床为 式钻床 。 钻 头为 22准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃 。 确定钻削用量 无锡职业技术学院毕业设计 10 确定进给量 f 根据 参考文献 2， 表 28 . 4 7 0 . 5 7 /f m m r表，查 式钻床说明书，取 0 /f m m r 。 根据 参考文献 2表 28头强度所允许是进给量 1 /f m m r 。由于机床进给机构允许的轴向力m a x 15690由机床说 明书查出），根据 参考文献 2，表 28许的进给量 1 f m m 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 及切削功率考文献 2，表 28插入法得 1 7 / m ， 47325 1 . 6 9T N M表， 1 mP 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， ，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 m m 表查 床说明书，取 195 / m 。实际切削速度为 0 2 2 1 9 5 / m i / m i 0 0 1 0 0 0dn m m 由 参考文献 2， 表 281 M F M ，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/)m M 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 k W k W P 故选择的钻削用量可用。即 0 22d 0 /f m m r ， 195 / m ， 14 / 相应地 5016， m， 切削工时 被切削层长度 l ： 78l 刀具切入长度 1l ： 无锡职业技术学院毕业设计 11 1 22( 1 2 ) 1 2 0 1 7 . 422c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间27 8 7 . 4 3 1 . 0 8 m i 4 3 1 9 5 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 工序 4：扩 25加工机床为 式钻床 。 扩孔 钻为 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 f 表 （ 0 . 7 0 . 8 ） m m / r 0 . 7 = 0 . 4 9 0 . 5 6 m m / r。根据 床说明书 ，取f =r。 确定切削速度 v 及 n 根据表 28 2 5 / m 。修正系数： ， 2 4 . 7 2 21 . 0 2 ( / 1 . 5 0 . 9 )2p 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 275 / m 。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 刀具切入长度 1l ，有： 11 2 4 . 7 2 2( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间27 8 3 3 0 . 5 4 m i 5 7 2 7 5 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 锡职业技术学院毕业设计 12 ：铰 25加工机床为 式钻床 。 铰 刀为 25准高速铰刀。 确定铰孔切削用量 确定进给量 f 根据表 281 . 3 2 . 6f m m表，按该表注 4，进给量取小植。查 明书，取 f mm r 。 确定切削速度 v 及 n 由表 28 8 m 。由表 28修正系数 ， 2 5 2 4 . 7( / 0 . 1 2 5 1 . 2 )2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 明书，取 100 / m ，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 刀具切入长度 1l ， 01 2 5 2 4 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间37 8 2 . 0 9 3 0 . 5 2 m i 6 1 0 0 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 工序的加工机动时间的总和是1 . 0 8 0 . 5 4 0 . 5 2 2 . 1 4 m i ： 粗铣 a、 机床： 具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 00齿数 14Z 粗铣 a 面 铣削深度 :3a 齿进给量据机械加工工艺手册表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 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 1 4 4 0 0 ，取 300 / m 无锡职业技术学院毕业设计 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 0m s 进给量0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 0 . 5 / 6 3 0 / m i m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 90l 刀具切入长度 1l ： 2)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 9 0 4 2 2 0 . 2 1 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 粗铣 b 面 同样的铣削深度 每齿进给量据机械加工工艺手册表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 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 1 4 4 0 0 ， 取 300 / m 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 0m s 进给量0 . 1 5 1 4 3 0 0 / 6 0 1 0 . 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 0 . 5 / 6 3 0 / m i m m s m m a：根据机械加工工艺手册表 40被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 32l 刀具切入长度 1l ： 2)31(21 刀具切出长度 2l ：取 2 走刀次数为 1 机动时间121 3 2 4 2 2 0 . 1 2 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 锡职业技术学院毕业设计 14 ：粗铣 60机床： 铣 床 刀具： 两块镶齿套式面 铣刀 (间距为 14)，材料： 15 200D ，齿数20Z ，为粗齿铣刀。 因其单边余量： Z=2以铣削深度2pa 齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 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 1 4 2 0 0 ， 按照参考文献 3表 245 / m 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 0m s 进给量0 . 1 5 2 0 2 4 5 / 6 0 1 2 . 2 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量1 2 . 2 5 / 7 3 5 / m i m m s m m a：根据参考文献 3表 0切削工时 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 82l ， 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 刀具切出长度2l： 取 2 走刀次数为 1 机动时间121 8 2 7 . 6 2 0 . 1 2 5 m i l lt f 查参考文献 1，表 步辅助时间为： 工序 8：精铣 60机床： 铣 床 刀具： 两块镶齿套式面铣刀 (间距为 )，材料： 15 200D ，齿数 Z=25，为细齿铣 刀。 精铣该平面的单边余量： Z=削深度齿进给量据参考文献 3表 0 /fa m m Z铣削速度 V ：参照参考文献 3表 V m s 无锡职业技术学院毕业设计 15 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 . 2 6 0 3 0 5 . 7 / m i 1 4 2 0 0 ， 按照参考文献 3表 310 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 0 3 1 0 3 . 2 4 /1 0 0 0 1
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