XB立式升降台铣床拔叉壳体工艺规程制订

1、加工工艺规程制订及其工序专用夹具的设计X5020B立式升降台铣床拨叉壳体摘 要：本次设计抛开以往的设计思想，浓缩了一个新方案。通过对X5020B立式升降台铣床拨叉壳体两种加工工艺路线的比较分析，选定前者。该方案是以三个面作为基准，实现基准统一原则，简化了随行夹具的设计，从而在保证所要求的质量和劳动生产率指标的前提下降低了生产成本。而且专用夹具的设计严格按照先收集和研究有关资料，再确定夹具的结构方案，然后绘制夹具总图，最后确定并标注有关尺寸及技术条件的步骤进行，充分体现了提高劳动生产率、保证加工质量、降低劳动强度的原则，论文中将以详细的计算和说明证明这一说法。关键词：拨叉壳体；加工工艺；夹具 A

2、bstract：This design gets rid of the traditional thoughts, and tries a new method. Through design techinics regulations formachining of the X5020B vertical lift platform mill machine .There are two schemes to select. At last ,we choose the former after analyzing the structure and the efficiency of th

3、e part. In this scheme, we can get to the fiducial unity and simplify special clamp designing base on three planes，so that cut down the product cost with making sure the demand of the quality and labor productivity. Also, according to getting together and studying much datum, I design the special cl

4、amp for two holes .Firstly, decide the scheme for the structure of clamp ;Secondly, draw the collectivity drawing, At last, label the joint dimensions., which enhances the work productivity, and makes certain the product quality, and reduce the labor intensity .In the paper, we layout the detailed c

5、alculate and explation. Keywords：extract fork shell；techinics regulations；clamp 第17页 共36页目 录摘要前言毕业设计任务书-4零件的结构功用分析-4材料及毛坯种类的选用-5基面的选择-7工艺路线的制订-8确定机械加工余量、工序尺寸及公差-10确定切削用量、工时定额及切削力和切削功率-21专用夹具设计.X5020B工件技术分析-22.工序内容总体方案的拟定-24.定位方案的拟定-25.夹紧力的计算和夹紧结构-27.定位误差分析及夹具精度分析-29.镗模装配总图的绘制-30.零件图的绘制-31.部分典型结构及数据-

6、32 结论致谢参考文献注释附录前 言毕业设计是学生在学校完成了大学四年的全部课程，并在进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，也是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，是完成工程师基本训练的一个必不可少的过程。通过毕业设计培养学生综合运用所学知识独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。毕业设计是在毕业实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在毕业实习期间认真调查研究、搜索资料。本次设计涉及到机床、工艺、工装、夹具等机制专业的大部分专业知识，是一次全面、系统地检验自己在大学期间对专业知识的掌握情况。在整个设计过程中做到严谨、认真、一丝不苟的精神，尽量使自己的设计

7、达到要求的较高水平。通过独立地查找资料、分析计算完成方案设计，绘制图纸和编写技术文件等，使自己对机制专业有了更深刻的认识。本说明书是设计X5020B立式升降台铣床拨叉壳体加工工艺规程及装备之用，是工作者在进行大量生产实习的基础上，再和现场了解相结合，选用“机械制造工艺学”和“机床夹具设计”编写而成。本书系统地介绍了X5020B立式升降台铣床拨叉壳体加工工艺过程以及其工艺装备的选用、零件的功用及结构分析、加工余量、工序尺寸、公差、确定工时、切削余量、速度的计算选用、工件加工夹具的设计等，是一份较为全面的设计说明书。本次设计为期一个多月，承蒙学校领导和老师的关心和支持，特别是范志明老师的悉心指导，

8、在此特表谢意！由于编者水平有限、经验不足，再加成稿仓促，本书有许多不足之处，恳请老师指正。 1 毕业设计任务题目：X5020B立式升降台铣床拨叉壳体的机械加工工艺规程制订及其工序专用夹具的设计1.1 原始资料：生产资料 5000件/年；1.1.2 生产类型 中批量生产；1.1.3 车间制度 两班制。1.2 设计内容：1.2.1 零件图 1张；1.2.2 毛坯图 1张；1.2.3 机械加工工艺过程卡 1套；1.2.4 机械加工工艺卡 1套；1.2.5 夹具体装配图 1张；1.2.6 夹具体零件图 1张；1.2.7 工艺加工面编号简图 1张；1.2.8 设计说明书 1份。2 零件的结构功用分析2.

9、1 零件的作用和材料该拨叉壳体是X5020B立式升降台铣床的一个重要基础零件，它位于传动轴的端部，主要作用是： 一是传递扭矩，使机床获得动力；二是此零件可以调整传动轴的长短及位置。在综合考虑拨叉壳体的工作条件和功能后，决定选择的材料是HT150，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性以及减振性，铸造性能也较好，可用于制造需承受较大应力，需耐磨的零件。2.2 零件的工艺分析2.2.1 由零件图（图1）可知，该零件上的主要加工面为、面，其中为了定位夹紧需加工的平面是、面，面的表面粗造度为1.6m，其直接影响拨叉壳体与机体的接触精度，、面的表面粗造度为6.3m；2.2.2 由零件图（图1）可知，该零件

10、上的主要加工孔为、孔，其中、孔的尺寸精度、同轴度,以及面与、面的垂直度，影响着机床的装配精度，因此这些面和孔的加工精度要求较高，需精加工，其中用于定位夹紧的孔为孔。这些孔的表面粗糙度要求分别为：、孔为1.6m，、孔为3.2m，孔为1.6m；另外，各长轴线的同轴度及轴线之间的平行度对机体的安装精度以及运动精度影响较大，加工精度要求也较高。2.2.3 尺寸要求：孔与平面的平行度为0.05，6M56H深15孔的同轴度为0.5（配作加工），孔相对孔的对称度为0.2，、孔的圆柱度为0.04。2.2.4 面和孔的编号如下图所示：图 1 毛坯种类的选择3.1 在制定零件机械加工工艺规程之前，还要对零件加工前

11、的毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于零件机械加工工艺的工序数量、材料消耗、加工劳动量等都在很大程度上与毛坯的选择有关，故合理地选择毛坯具有重大的技术经济意义。3.1.1 常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坯又可能有不同的制造方法。如铸件有砂型铸造、离心铸造、压力铸造和精密铸造等，锻件有自由锻、模锻、精密锻造等。因此，影响毛坯选择的因素很多，必须全面考虑后确定。例如，选择毛坯的种类及制造方法时，总希望毛坯的形状和尺寸尽量与成品零件接近，从而减小加工余量，提高材料利用率，减少机械加工劳动量和降低机械加工费用。但这样往往使毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设

12、备，增加毛坯的制造成本，可能导致零件生产总成本的增加。反之，若适当降低毛坯的精度要求，虽增加了机械加工的成本，但可能使零件生产的总成本降低。3.2 选择毛坯应考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制造方法的经济性。如生产规模较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。而且，由于精度较高的毛坯制造方法的生产率一般也较高，既节约原材料又可明显减少机械加工劳动量，再者，毛坯精度还可以简化工艺和工艺装备，降低产品的总成品。3.3 选择毛坯应考虑工件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯

13、，往往不能采用模锻、压铸和精铸。再如，某些外形较特殊的小零件，由于机械加工很困难，则往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大限度地减少机械加工量。选择毛坯应考虑零件的机械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其机械性能往往不同。例如，金属型浇铸的毛坯，其强度高于用砂型浇铸的毛坯，离心浇铸和压力浇铸的毛坯，其强度又高于金属型浇铸的毛坯。强度要求高的零件多采用锻件，有时也可采用球墨铸铁件。3.4选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。例如，我国生产的第一台12000吨水压机的大立柱，整锻困难，就采用焊接结构；72500千瓦水轮机的大轴，采用了铸焊结构。

14、中间轴筒用钢板滚压焊成，大法兰用铸钢件，然后将它们焊成一体。3.5 选择毛坯还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等。应用这些毛坯制造方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工，其经济效果非常显著。3.6 根据零件的材料可确定毛坯材料为HT150，其生产类型为中批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大压力，是要求耐磨的零件。又由于、孔均需铸出，故应安放型芯，此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。上述造型方法是从提高生产率、保证加工精度上考虑的。公差等级取8级。3.

15、7 毛坯如下图所示：图 24 基准的选择4.1 基准是用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。在机器零件的设计和加工过程中，按不同要求选择哪些点、线面作为基准，是直接影响零件加工工艺性和各表面间尺寸、位置精度的主要因素之一。根据作用不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。设计基准是零件设计图样上所采用的基准，工艺基准是零件在工艺过程中所采用的基准，其中包括工序基准、定位基准、测量基准和装配基准，基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一，基面选择正确合理，可使加工质量得到保证，提高生产率。4.1.1 作为拨叉壳体零件，其主要的加工表面是平面及其孔系。一般情况下，平面的加工精度

16、要比孔系的加工精度容易保证，因此，在加工该零件工程中考虑的问题是如何实现孔的加工精度，如何处理孔和平面之间的相互关系。4.2 粗基准的选用应满足以下要求：1）保证各主要孔的加工余量均匀2）保证拨叉壳体与机体有一定的间隙因此，我们选用面及主要孔、V孔为主要基准限制工件的六个自由度；4.3 精基准的选用：4.3.1 为了保证机体孔与孔、面与面之间的位置精度，精基准尽量采用能保证机体在整个加工过程中采用的基准统一，由图可知，应采用以面为精基准。 工艺路线的制定5.1 制订工艺路线的原始资料主要是产品图纸、生产纲领、现场加工设备、生产条件等，有了这些原始资料并由生产纲领确定了生产类型和生产组织形式之后

17、，在对零件的工艺路线进行分析的基础上，即可着手工艺路线的制订。5.2 制定工艺路线的出发点应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配用专用夹具，并兼顾提高生产率，降低成本。5.3 工艺路线方案之一该工艺路线一共分为16个工序，其具体的过程如下所示：工序 1 画线工序 2 铣1）找正夹紧；2）铣面，表面粗糙度为Ra6.3m工序 3 铣1）找正夹紧2）铣面，表面粗糙度为Ra6.3m工序 4 铣1）找正夹紧；2）粗铣面；3）精铣面，表面粗糙度为Ra1.6m工序 5 画线工序 6 钻30H7孔1）找正夹紧2）钻铰30

18、H7孔，3）钻30H728，扩孔29.7，铰30H7孔工序 7 钻1）以面定位夹紧2）钻扩铰孔（加工前孔口刮平）16H91415.6， 25H92324.6铰16H9和25H9两孔们的粗糙度都为Ra3.2m 工序 8 钻扩铰孔25H7321）钻扩铰孔（加工前孔口刮平）2）钻25H72023，3）扩25H724.6，4）扩32孔，铰25H7孔，工作台旋转90工序9 钻扩铰孔30H71）钻扩铰孔30H7、25H7和28H7，粗糙度都为Ra1.6m2）钻扩铰孔20H7，粗糙度为Ra1.6m。3）要求：轴同轴度为0.04；轴同轴度为0.04； 孔与面平行度为0.2；孔与孔的对称度0.2； 与面平行度为

19、0.05。 工序10 划线工序11 1）钻铰4H8孔，精糙度为Ra1.6m 2）钻69 3）锪14X8凹坑 4）钻3M8底孔6.7 5）攻丝M86H 6）钻26锥销底孔5.8 7）铰6工序12 钻与孔垂直相交的M8底孔6.7 2攻螺纹孔M86H工序13 钻与孔垂直相交的M8底孔6.7 2攻螺纹孔M86H工序14 钻上面的孔1钻4M5底孔5 2攻螺纹孔M56H工序15 上油漆工序16 检查工艺路线方案之二：工序 1 画线工序 2 铣面，表面粗糙度为Ra6.3m工序 3 铣面，表面粗糙度为Ra6.3m工序 4 铣面；精铣面，表面粗糙度为Ra1.6m工序5 1）钻铰4H8孔，精糙度为Ra1.6m 2

20、）钻69，14X8凹坑 3）钻3M8底孔6.7 4）钻26锥销底孔5.8 5）钻与孔垂直相交的M8底孔6.7 6）钻4M5底孔5工序 6 画线工序 7 钻扩铰30H7孔工序 8 1）钻扩铰孔：钻16H91415.6，钻25H7202324.6，它们的粗糙度都为Ra1.6m； 2）钻扩铰孔加工：钻25H72025，扩25H724.6，铰25H7成； 3） 钻扩铰孔：钻25H7202324.6，钻28H7222426，铰25H7孔，扩孔27.7，铰28H7孔，它们的粗糙度都为Ra1.6m。工序9 划线工序10 钻、攻螺纹孔M86H、M56H；工序11 孔1钻4M5底孔5 2攻螺纹孔M56H工序12

21、 上油漆工序13 检查5.4 工艺方案的比较与分析当用于加工同一内容的几种工艺方案均能保证所要求的质量和劳动生产率指标时，一般可通过经济评比加以选择；经济分析就是比较不同方案的生产成本多少。生产成本最少的方案才是最经济的方案。生产成本是制造一个零件或一台产品所必需的一切费用的总和。在分析工艺方案的优劣时，只需分析与工艺过程直接相关的生产费用，这部分生产费用就是工艺成本。工艺成本又可分为可变费用和不变费用两大类。上述两个工艺方案的特点在于：方案一将主要面先进行加工，然后以这三个面作定位基准加工其它的孔；方案二是将加工过程分为两个阶段进行，先以流水生产加工各个面，然后以一面两孔进行定位加工其它各孔

22、。以上两个方案可以看出：方案一是以三个面作为基准，实现基准统一原则，简化了随行夹具的设计，从而保证所要求的质量和劳动生产率指标时降低了生产成本；方案二是以一面两孔定位，进行流水生产，这适用于大批生产，作为该方案不适用于本工件的加工（中小批生产），不利于夹具的设计和装配，从而增加了生产成本。故采用方案一较为合理。 确定机械加工余量，工序尺寸及公差零件在机械加工工艺过程中，各个加工表面本身的尺寸及各个加工表面相互之间的距离尺寸和位置关系，在每一道工序中是不相同的，它们随着工艺过程的进行而不断改变，一直到工艺过程结束,达到图纸上所规定的要求。在工艺过程中，某工序加工应达到的尺寸称为工序尺寸。工序尺寸

23、的正确确定不仅和零件图上的设计有关系，还与各工序的工序余量有关系。6.1 加工余量的确定6.1.1 加工余量的概念，加工余量是指在加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量分工序余量和加工总余量（毛坯余量）二种。相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量（毛坯余量），其值等于各工序的工序余量总合。6.2 由于加工表面的形状不同，加工余量又可分为单边余量和双边余量两种。如平面加工，加工余量为单边余量，即实际切除的金属层厚度。又如轴和孔的回转面加工，加工余量为双边余量，实际切除的金属曾厚度为工序余量的一半。因各工序尺寸都有公差，故实际切除的金属层厚

24、度大小不等，就产生了工序余量的最大值和最小值。在工艺过程中，用极值法还是用调整法计算工序余量的最大值和最小值，它们的概念是不同的。极值法是按试切加工原理计算，调整法是按加工过程中误差复映的原理来计算。为了便于加工和计算，工序尺寸一般按“入体原则”标注极限偏差。对于外表面的工序尺寸取上偏差为零，而对于内表面的工序尺寸取下偏差为零，平面和回转面加工时的工序余量、工序余量和工序尺寸的关系见7书图3-13、图3-14。6.3 加工余量的确定方法加工余量的大小，对零件的加工质量和生产率以及经济性均有较大的影响。余量过大将增加金属材料、动力、刀具和劳动量的消耗，并使切削力增大而引起工件的变形较大，反之，余

25、量过小则不能保证零件的加工质量。确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。目前，工厂中确定加工余量的方法一般有两种，一是靠经验确定，但这种方法不够准确，为了保证不出废品，余量总是偏大，多用于单件小批生产。另一种是查阅有关加工余量的手册来确定，这种方法应用比较广泛。比较合理的方法是加工余量的分析计算法。这种方法是在了解和分析影响加工余量基本因素的基础上，加以综合计算来确定余量的大小。6.4工序尺寸的确定please contact Q 3053703061 give you more perfect drawings8.16.2 Y=0，所以D=08.16.3 夹具精度分析

26、。对各孔同轴度分析，据误差不等式应有：D+J+T+A+G0.82mm，8.16.4由于两孔同轴度与定位方式无关，所以D=0。由于夹紧点在与孔平行的面上，夹紧差不会影响同轴度，所以J=0，钻套与钻杆的配合为H7/h7，其最大误差间隙0.013*2=0.026mm，两钻套最大距离220mm，故钻套最大倾角 tg =0.026/0.20=0.00013这样由于杆与套的间隙所产生的误差为：=2*40*0.00013=0.0104mm由于两孔轴线同轴度公差为0.005mm所以两套导向误差为=0.015mm，总的误差： =+=0.0104+0.005=0.0154mm由于两孔同时钻削且钻杆由钻套支承，则两

27、孔同轴度与失真安装误差无关，故A=0。在使用该夹具时容易发生变形的环节在钻杆，由于支承钻杆的钻套间的距离为220mm，且加工面与镗套接近，所以G=0，综上所述，误差公式0=0是成立的，加工精度完全可以保证。8.17 钻模装配总图的绘制8.17.1 根据总体设计思想，为了保证整套夹具及其配合的完全性，实现回转运动的直观性，装配总图中应包括夹具底座、钻模支架、夹紧机构（回转）、钻套和支承板等。8.17.2 装配总图应包括以下结构8.17.3 底座（夹具体）设计。为了减轻底座重量，并不降低钢性底座下部，采用多条十字加强筋，为了钻模在钻床上的安装方便，在底座上加工处找正基面，另外为了安装和起吊钻模，加

28、工处夹紧凹槽，因钻模本身质量不大，可以不设计耳座。8.17.4 导向装置的选择。由于切削速度较大，故采用可换钻套，由螺钉端盖固定在底座上。8.17.5 夹紧机构设计。从夹紧装置的组成中可以看出，不论采用何种动力源（手动或机动），外加的原始作用力要转化为加紧力，都必须通过加紧机构。从简单和实用这个角度来考虑，本文采用最常用的螺旋加紧机构。夹紧力的方向指向主要定位基面，为了不使工件产生夹紧变形，其作用点应位于支承板上方，用移动压板压紧，螺母、螺栓动力夹紧、固定。8.17.6 定位基准及元件。为了符合“基准重和”原则，并使定位稳定可靠，选面和面作为主要定位基准，利用三个可调支承分别限制三个自由度，从

29、而达到完全定位。8.18 零件图的绘制夹具零件图的绘制是夹具设计的重要环节，由于时间有限，根据加工工件时的精度、结构要求，以主要零件进行绘制。本工序夹具底座，在保证工件的精度时起重要作用，故绘制钻夹具体零件图。图 68.19 部分典型结构及数据：8.19.1 移动夹板：（GB2236-80）B型（1个），长270mm，高25mm，宽45mm8.19.2 支承螺钉： 中称直径10mm, 总长度56mm或46mm8.19.3 钻套：9 致 谢本学期是我在学校求学的最后一个学期，也是完成我的毕业设计的时间表，在这最后一个学期里面，我学到了很多知识，其中有很多是很好实用价值的，这在我以后的工作中有大帮

30、助，在此我对我的指导老师范志明老师的辛勤教诲表示衷心的感谢，感谢他对我们设计的关心和帮助。本次毕业设计是我们大学四年所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己四年来所学知识和掌握、运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，也是学到最多实际知识的时候。通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法， 也是为我们即将参加工作所做的必要准备，打下基础，更是我们四年机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合。本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓