【工装夹具类】CA6140车床拨叉[831008]机械加工工艺规程及钻M6底孔夹具设计
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工装
夹具
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车床
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m6
底孔
设计
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【工装夹具类】CA6140车床拨叉[831008]机械加工工艺规程及钻M6底孔夹具设计,工装,夹具,ca6140,车床,机械,加工,工艺,规程,m6,底孔,设计
- 内容简介：
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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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1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YG61.5mm0.16mm/z119.3m/min475r/min0.092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YG61.5mm0.16mm/z119.3m/min475r/min0.09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 姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin2精铣20上表面，使其长度至36mm端铣刀W18Cr4V硬质合金钢YG61.0mm0.16mm/z119.3m/min475r/min0.093精铣20下表面，使其长度至35mm端铣刀W18Cr4V硬质合金钢YG61.0mm0.16mm/z119.3m/min475r/min0.09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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1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=192mm0.48mm/r15.4mm/r272r/min0.102铰孔铰刀高速钢=200.5mm0.48mm/r15.4mm/r272r/min0.103精铰铰刀高速钢d0=20IT70.48mm/z15.4mm/r272r/min0.10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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1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=53mm2mm0.40mm/r19.5m/min125r/min2铰孔铰刀高速钢=54 mm0.5mm0.40mm/r19.6m/min125r/min3精铰铰刀高速钢=54mmIT70.40mm/r19.6m/min125r/min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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1铣断圆盘铣刀40mm、宽4mm18mm0.4mm/r211m/min475r/min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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1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=40mm2.5mm0.10mm/r117.8m/min300r/min0.216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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1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0.07W18Cr4V硬质合金钢YG6=40mm1.5mm0.21mm/r600.4mm/r235r/min0.216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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1以20孔的上端面为精基准，钻一个8的孔麻花钻头高速钢=40.22mm/r17.1mm/r1360r/min0.02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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1以20孔的上端面为精基准，钻一个4的孔麻花钻头高速钢=40.22mm/r17.1mm/r1360r/min2以20孔的上端面为精基准，攻M6的螺纹丝锥高速钢=41.5mm/r/100 r/min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班级姓名日期序号工 步 内 容刀具及辅具切削用量机动时间辅助时间名称规格fnmin1以20孔的上端面为精基准，铣 的凸台端铣刀W18Cr4V硬质合金钢YG60.16mm/z119.3m/min475r/min0.091.5mm I 目录 序言 . 1 一 零件的分析 . 1 (一 ) 零件的作用 . 1 (二 ) 零件的工艺分析 . 1 二 确定生产类型 . 2 三 确定毛坯 . 2 (一 ) 确定毛坯种类 . 2 (二 ) 确定铸件加工余量及形状 . 2 四 工艺规程设计 . 3 (一 ) 选择定位基准 . 3 (二 ) 制定工艺路线 . 4 (三 ) 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 5 五 夹具设计 . 19 (一 ) 问题的提出 . 19 (二 ) 夹具设计 . 19 参考文献 . 21 1 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 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。 一、零件的分析 (一 )零件的作用 题目所给的零件是 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孔与操纵机构相连，二下方的 50 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 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： 2 1、小头孔 20 以及与此孔相通的 8 的锥孔、 纹孔 。 2、大头半圆孔 50。 3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，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。 二、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 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。 三、确定毛坯 1、确定毛坯种类： 零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 用铸件尺寸 公差等级为 2、确定铸件加工余量及形状： 3 查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 用加工余量为 ，并查表 定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，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 0 H 2 孔降一级双侧加工 0 H 5 单侧加工 2 H 5 单侧加工 2 H 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：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。 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位精基准。 4 (二 )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。查机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 01 粗铣 20、 50 下端面，以 粗基准，采用 工序 02 粗铣 20 上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 03 粗铣 50 上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 基准，采用式钻床加专用夹具； 工序 05 粗 车 50 孔，以 定位基准，采用 床加专用夹具； 工序 06 铣斜肩，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 07 精铣 20 下端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 08 精铣 20 上端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 32 外圆为基准，采用 式钻床加专用夹具； 5 工序 10 精铣 50 端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 11 半精 车 50 孔，以 定位基准，采用 加专用夹具； 工序 12 钻、铰 8 锥孔，以 零件中线为基准，采用式钻床加专用夹具； 工序 13 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准，采用 式钻床并采用专用夹具； 工序 14 铣断，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺； 工序 16 终检。 （ 三） 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 表面 加工 内容 加工余量 精度等级 工序 尺寸 表面粗 糙度 工序余量 最小 最大 50 铸件 粗镗 精镗 18 8 6 20 扩 铰 铰 、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 01 粗铣20孔下端面 2 2 粗铣20孔上端面 2 3 粗铣50孔上端面 2 0 7 精铣20孔下端面 0 8 精铣20孔上端面 0 7 10 精铣50孔端面 四） 、确定切削用量及时间定额： 工序 01 粗铣 20、 50 下端 面，以 粗基准。 1. 加工条件 工件材料： b =170240造 ;工件尺寸：2l=176加工要求：粗铣 20孔下端面，加工余量 4机床： 式铣床； 刀具： 质合金端铣刀。铣削宽度 0,深度 ,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 刀具直径 25据切削用量手册（后简称切削手册）表 择刀具前角 0 0后角 0 8，副后角 0=10，刃倾角 ： s= 10,主偏角 0,过渡刃 0,副偏角 5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 因为余量较小，故选择 次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 用 质合金端铣刀加工，机床功率为 简明手册表 式铣床）时： 8 z 故选择： z。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 于铣刀直径 25刀具使用寿命 T=180简明手册表 4）计算切削速度 每分钟进给量 据切削手册表 25Z=12， .5，8m/50r/71mm/各修正系数为： 削速度计算公式为： 其中 2 ， ， 245 2.015.035.0 2. 032.0m ， ， z /， 12Z ，将以上数据代入公式： m i n/mv c 确定机床主轴转速： m i n/3 6 11 0 0 0 rd vn 。 根据简明手册表 择 00r/90mm/此，实际进给量和每分钟进给量为： 9 00001000 m/18m/f zc=v fc/90/30012 mm/z=z 5)校验机床功 率 根据切削手册表 似为 据机床使用说明书，主轴允许功率 校验合格。最终确定 :00r/90mm/s， 18m/z。 6）计算基本工时 L/ L=l+ y+， l=176查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： y+=40： L/ 176+40)/390= 工序 02 粗铣 20 上端面，以 定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序 01。 工序 03 粗铣 50 上端面，以 定位基准 刀具： 质合金端铣刀， 10,400 机床： 式铣床 根据切削手册查得， ,/。根据简明手册表 得 ， 取 ： 00 ，故实际切削速度 ： m 00401000 10 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为 ： m 903001013.0 查说明书，取 m 00 计算切削 基本 工时 ： 2107272 因此 ， m 4 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 基准，保证垂直度误差不超过 的精度达到 1. 选择钻头 根据切削手册表 择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 8头采用双锥后磨横刀，后角 o 12，二重刃长度 刀长 b=2 l=4带长度 ，1002 ， 30 （ 1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查切削手册， 由切削手册数为 ： ) 按钻头强度选择 :查切削手册表 头允许进给量为：； 11 按机床进给机构强度选择：查切削手册表 床进给机构允许轴向力为 8330N 时，进给量为 。 以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为： r。根据简明手册表 终选择进给量 。 由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。 根据切削手册表 出 ,钻孔时轴向力 500N，轴向力修正系数为 500N。根据 式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为 8830N 所选进给量可用。 （ 2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 命 （ 3）切削速度 查切削手册表 削速度计算公式为： （ m/ 其中， v ， 80 ， 25.0 125.0m ， 9 055.0 22.0f ，查得修正系数： 0.1 85.00.1故实际的切削速度： m 5.0 mv c 12 （ 4）检验机床扭矩及功率 查切削手册表 f9m，修正系数均为 m。 查机床使用说明书： m。 查切削手册表 头消耗功率： 查机床使用 说明书， 。 由于 M ，P ，故切削用量可用，即： ， m 72 c ， mv c 3、计算工时 m 30 m 4、扩孔至 切削手册表 孔进给量为： ，并由机床使用说明 书最终选定进给量为： 。 根据资料，切削速度 钻，其中 钻v 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故 ： m 4.0 ，m 9 rn s ， 根据机床使用说明书选取 ： 7 。 基本工时 ： m 5 粗 车 50 孔，以 定位基准。 机床 ： 床 13 单边余量 ,5.2 可一次切除，则 根据简明手册 得，取 。根据简明手册 ： 00 。 计算切削基本工时： m 212 6 铣斜肩，以 定位基准。 刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床： 式铣床 根据简明手册查得： 1663 。根据切削手册查得： ,/10.0 因此： m 3663 271 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，取： 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00631000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为： m 601001610.0 根据切削手册表 得 ,取： m 65 。 计算切削基本工时： 2 14 因此： m 7 精铣 20 下端面，以 基准。 刀具： 质合金端铣刀； 机床： 式铣床； 查切削手册表 给量 为： m .0 ，取为 r 参考有关手册，确定 24 ，采用 质合金端铣刀，12,125 w ，则： m 16125 1241 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，根据简明手册表 00 rn w ， 故实际切削速度： m i n/001251000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量：m 800300125.0 ，取为 980mm/工序切削时间为： 25176222 序 08 精铣 20 上端面，以 基准。 切削用量同工序 07 精铣时 2 50 15 基本工时： 9 粗铰、精铰 20 孔，以 32 外圆为基准。 （ 1）粗铰至 刀具：专用铰刀 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 z,进给量取 r，机床主轴转速取为 140r/其切削速度为： m 7.8 。 机动时切削工时， 830 l =38 m 838 ) 精铰至 刀具： w 20 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 f r，机床主轴转速取为： 140r/其切削速度为：m .8 机动时切削工时， 830l =38mm m 838 0 精铣 50 端面，以 基准。 16 机床： 式铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶 齿 螺旋形刀片），由切削手册表 得： ， m ,40 ,即27m/此， m 14402710001000 。现采用式铣床，取 10 rn w ，工作台每分钟进给量 m ， 查机床使用说明书，取 m 00 。 铣削基本工时： m 272 t t m 工序 11 半精 车 50 孔，以 定位基准。 单边余量 ,可一次切除，则 由切削手 册表 得，进给量 ,/5.0 取为 r。由切削手册表 得， 00 ，则： m 375010010001000 rd 查简明手册表 为 630r/ 加工基本工时： m 2 钻、铰 8 锥孔，以 零件中线为基准。 刀具：专用刀具 17 机床： 式钻床 确定进给量 f ：根据切削手册表 得，查 床使用说明书，现取。 查切削手册表 7 ，计算机床主轴转速： m 71 0 0 01 0 0 0 rd 按机床选取 80n w ，所以实际切削速度为： m 计算切削基本工时： m 6 3 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准 （ 1）钻螺纹底孔 床： 式钻床 刀具：高速钢麻花钻 根据切削手册查得，进给量为 f z,现取f=z， v=17m/： m 710001000 rd 查简明手册表 60 rn w 。 所以实际切削速度为： 18 m 计算切削基本工时： m 6 2）攻螺纹 床： 式钻床 刀具：丝锥 P=1削用量选为： m ，机床主轴转速为：18 rn s ，按机床使用说明书选取： 72 rn w ，则 .5 ；机动时， 046 ，计算切削基本工时： m 21 10 nf lt m 工序 14 铣断，以 基准。 选择锯片铣刀， d=160l=4齿， Z=40 采用 式铣床 查切削手册，选择进给量为： ,切削速度为： 7 ，则： m 4160 271 0 0 01 0 0 0 rd 根据简明手册表 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00801000 19 此时工作台每分钟进给量 m 00100401.0 查切削手册表 好有 m 00 。 计算切削基本工时： m 072 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 13钻 纹底孔的夹具。本夹具将用于 式钻床，刀具为高速钢麻花钻。 (一 )问题的提出 本夹具主要用来钻 纹底孔，该孔为斜孔，跟拨叉的中线有一定的角度要求，在加工时应保证孔 的角度要求。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，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。 (二 )夹具设计 1、定位基准选择 由零件图可知， 纹孔为斜孔，相对
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