拨叉831007零件工艺规程与夹具设计说明

1、拨叉831007零件工艺规程及夹具设计1前言机械制造工艺学课程设计使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.这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，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，为今后参加祖国的建设 打下一个良好的基础。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。2零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速中，主要起换档， 使

2、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© 22孔与操纵相连，二下方的© 55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。2.2零件的工艺分析零件的材料为HT20Q灰铸铁生产工艺简单，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：小头孔 22 0'021以及与此孔相通的 8的锥孔、M8螺纹孔222大头半圆孔 5504223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0.07mm小

3、头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具 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。3确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工 过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。4确定毛坯4.1确定毛坯种类：零件材料为HT200考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，故选择铸件毛坯。查机械制造工 艺

4、及设备设计指导手册（后称指导手册）选用铸件尺寸公差等级CT9级。4.2确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加 工余量如下表所示：D加工 面 代 号基本尺寸加工 余 量 等 级加工余量说明D122mmG3.02孑L降 一级 双侧 加工D255mmG3.0 2孑L降 一级 双侧 加工T273mm3单侧加工T350mmG2.5单侧加工T473mm3单侧加工表14.3绘制铸件零件图：5工艺规程设计5.1选择定位基准:工序工序容定位基准工序工序容定位基准粗铣两端小头孔上端面

5、T1及小头孔外圆090扩中间孔T1及小头孔外圆020粗铣中间孔上端面T1及小头孔外圆100半精镗中间孔T1及小头孔外圆030粗铣中间孔下端面T3及小头孔外圆110钻2-8锥销孔、M8螺纹孔、功M8螺纹T1及小头孔040精铣两端小头孔上端面T1及小头孔外圆120铣断T1、D1050精铣中间孔上端面T1及小头孔外圆130去毛刺060精铣中间孔下端面T3及小头孔外圆140检杳070扩两端小头孔T1及小头孔外圆150若某道工序有误返工080精铰两端小头孔T1及小头孔外圆表2粗基准的选择：以零件的底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。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确

6、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。5.2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。查指导手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如 下：5.3选择加工设备和工艺设备机床的选择：工序010060均为铣平面，可采用 XA5032立式铣床。工序070080采用Z550钻床。工序090100采用镗床。工序11

7、0采用钻床。多刀具组合机床。工序120采用铣断机床。选择夹具：该拨叉的生产纲领为中批生产，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 55H13，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。选择量具：两小头孔、中间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5.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定541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：加工表面加工容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra( m)工序余量最小最大55H13（D

8、2）铸件6CT949 2.0扩孔5.8IT1254.86.32.06.25半精镗0.2IT105500.123.20.050.2522 0.021扩孔5.84IT1221.886.32.06.25精铰孔0.06IT7一0.0212201.60.050.25表3平面工序尺寸:工序工序加工基本经济工序工序余量号容余量尺寸精度尺寸偏差最小最大铸件2.5CT9粗铣 两端 小头 孔上 端面250.51200.251.603.60020粗铣 中间 孔上 端面2.5271200.251.656.5030粗铣 中间 孔下 端面2.5211200.251.756.5040精铣 两端 小头 孔上 端面0.5501

9、100.160. 351.16050精铣 中间 孔上 端面0.520.5100.060.060.471.12060精铣 中间 孔下 端面0.520100.060.060.471.12表4543确定切削用量及时间定额：工序010以T1为粗基准，粗铣© 22孔上端面。544.加工条件工件材料：HT200, c b =0.16GPa HB=190241 铸造。加工要求：粗铣© 22孔上端面。机床：XA5032立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀，牌号YG6铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10, 故据切削用量简明手册（后简称简明手册）取刀具直径d

10、o=80mm选择刀具 前角丫。= + 5°后角a。= 8°,副后角 a o' =8°,刀齿斜角 入S= 10° ,主刃Kr=60° ,过渡刃Kr £ =30° ,副刃Kr' =5°过渡刃宽b £ =1mm切削用量Cvd°qv铣削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.5mm 一次走刀即可完成所 需长度。计算切削速度按简明手册,V c=口 v pvKvTmapXvfzyvaeUvZ算得 Vc= 98mm/s n=439r/min,V f=490mm/s据XA5032立式铣床参数，

11、选择 nc=475r/min,V fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/mi n,实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z。校验机床功率 查简明手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>PcG故校验合格。最终确定 a p=1.5mm nc=475r/min,V fc=475mm/§ V c=119.3m/min , f z=0.16mm/z。计算基本工时tm L/ V f=(32+80)/475=0.09min5.5. 工序020和工序030以T1及小头孔外圆

12、为基准© 55孔上下端面。5.5.1. 加工条件工件材料：HT200, c b =0.16GPa HB=190241 铸造。加工要求：精铣© 55上端面。机床：XA5032立式铣床。刀具：W18Cr4V!质合金钢端铣刀，牌号YG6铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10, 故据简明手册取刀具直径 do=80mm选择刀具前角丫。= + 5°后角a。二8°, 副后角a o' =8°,刀齿斜角 入s= 10° ,主刃Kr=60° ,过渡刃Kr £ =30° ,副刃Kr' =

13、5°过渡刃宽b £ =1mm5.5.2. 切削用量铣削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm 一次走刀即可完成所 需长度。5.5.2.2 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查简明手册f=0.140.24mm/z。由于 是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z 。5.5.2.3 查后刀面最大磨损及寿命查简明手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mmo查简明手册表3.8，寿命T=180min5.5.2.4 计算切削速度 按简明手册，查得Vc = 98mm/s n=439r/min,V f=490mm/s据XA5032立式铣床参数，选择 nc=475r/min,V

14、fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/mi n,实 际 进 给 量 为 f zc=Vfc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z。5.525校验机床功率查简明手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pc。故校验合格。最终确定 a p=1.0mm nc=475r/min,V fc=475mm/§ V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。5.526计算基本工时t 尸 L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序070和080以T1及小头孔外圆为基准，扩、精铰©

15、22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm孔的精度达到IT7。5.5.3. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mn,钻头采用双头刃磨法，后角 a。= 12°,二重刃长度 b £ =2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度h 1.5mm2120 °010 °305.5.4. 选择切削用量)决定进给量所以,0.70mm/r查切 f 0.70 0.86mm/r按钻头强度选择f 1.75mm/r 按机床强度选择f 0.53mm/ r最终决定选择机床已有的进给量f 0.48mm/r经校验Ff 6090 Fmax校验成）钻头磨钝标准及寿

16、命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.50 . 8 mn,寿命T 60min .5.543 ）切削速度查切 Vc 18mm/r 修正系数 Ktv 1.0 Kmv 1.0 Ktv 1.0Kxv 1.0 Kiv 1.0 Kapv 10 故 vc 18mm/r。1000Vns318.3r/mind。查简明手册机床实际转速为nc 272 r/mi n故实际的切削速度vcd。上15.4mm/r10005.5.5. 计算工时tmLnf30 10272 1.450.10min由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻：n 272r/ min f 0.48

17、mm/r vc 15.4m/min d019.8mm精铰：n 272r/ min f 0.48mm/r vc 15.4m/min d0 20IT 75.6.工序090和100 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗© 55孔。5.6.1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时d°=48mm钻头采用双头刃磨法，后角a。= 11 °，二重刃长度 b £ =11mm横刀长b=5mm弧面长l=9m m,棱带长度l1 3mm 2120 °010 °30 °5.6.2. 选择切削用量）决定进给量查简明手册 f 1.0 1.2mm/ r按钻

18、头强度选择f 2mm/r 按机床强度选择f 0.53mm/ r最终决定选择 Z550机床已有的进给量f 0.40mm/r经校验Ff 1226024520 Fmax 校验成功。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.81.2mm寿命T 140min扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.91 . 4 mn,寿命T 60min 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0 . 60 . 9 mm寿命T 120mi n切削速度1.0 Ktv 1.020mm/ r。查切vc 20 mm/r 修正系数 KTV 1.0 KMVKxv 1.0 K1v 1.0 Kapv 10 故vc100

19、0vd。132.6r/min查简明手册机床实际转速为nc 125r /min故实际的切削速度Vc18.8mm/ r1000扩铰和半精铰的切削用量同理如下：扩钻：n 125r / min f 0.40mm/ r vc 19.5m/min d049.75mm半精铰： n 125r / min f 0.40mm/ r vc 19.6m/min d050IT75.6.3. 计算工时tmLnf17 18125 0.530.52 min所有工步工时相同6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110钻2-8锥销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花钻，对两个孔

20、同时加工。6.1问题的提出本夹具是用来钻两个22mm的小头孔,零件图中大小孔的中心距有公差要求，因此这两个小头孔的中心距也有一定的公差要求.另外，此中心线为三个侧平面的设计基准，有一定的垂直公差要求但此工序只是粗加工，因此本工序加工时主要 考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题6.2夹具设计定位基准选择底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求 ，因此应以地面为主要定位基准. 由于铸件的公差要求较大，利用小头孔的外圆表面作为辅助定位基准时，只有采用 自动对中夹具才能同时保证对称的两个零件的大小孔的中心距的公差要求.为了提高加工效率，现决定采用两把麻花钻同时加工出两个8mm勺通孔.切削力及夹紧力计算由于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