拨叉零件机械加工工艺规程及其夹具设计

1、课程设计（论文）任务及评语学 院：机械设计制造及其自动化教研室:学号学生姓名专业班级课程设计（论文）拨叉零件机械加工工艺规程及其夹具设计题 目1. 设计内容（1）设计对象来源于生产实践，用于机床，属轴类或盘套类零件；（2）针对指定零件，禾I用相应工程软件（WORD,EXCEL,CA电子图版（或 其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的课程设计论文>任务工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书 等。2. 技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：1; 主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和

2、各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3. 工作量画零件图制订零件加工工艺规程机床夹具设计编写设计说明书图纸（20 %） 说明书（20 %） 答辩（40 %）平时（20 %）指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签子： 第一章零件工艺性分析a第二章生产纲领计算及生产类型的确定 0第三章毛坯种类及制造方法 0.第四章拟定工艺路线1.4.1 定位基准确定 1.4.2 各表面加工方案确定 1.4.3 工序安排1.第五章计算各工序的加工余量、工序尺寸及公差 35.1 粗铣，半精铣，精铣右端面工序尺寸及公差确定 35.2 粗铣，半精铣，精铣左端面工序尺寸及公差确定 35.3 20孔工序尺寸及公差确定4.5.

3、4 拨叉脚内表面工序尺寸及公差确定 4.5.5 5销孔工序尺寸及公差确定 5.第六章各工序机床、刀具、量具、夹具的选择 6第七章工序切削用量和时间定额计算77.1 粗铣，半精铣，精铣右端面 7.7.2 粗铣，半精铣，精铣右端面 9.7.3 粗扩，精扩，铰 20孑L9.7.4 粗铣、半精铣拨叉脚内表面1.17.5 钻，粗铰，精铰5孔12第八章工艺规程的编制 15第九章专用夹具设计1.59.1 方案分析159.2 定位误差的计算：1.59.3 夹紧力的计算： 1.5第十章设计体会16参考文献16附录17第一章零件工艺性分析拨叉零件的作用：用在变速箱换挡机构中，通过叉轴孔20安装在变速叉轴上，销钉经

4、拨叉上5孔与叉轴固定，齿轮在拨叉脚内，操纵拨叉头部带动拨叉使拨叉脚内表 面拨动齿轮换挡本题目零件材料为球墨铸铁 Q745-5,其力学性能：cb>745MPa，硬度HB 231-304。 毛坯形式为铸件，轻型零件，生产纲领为大量批生产。分析零件图，此零件需加工表面为拨叉两端面，20通孔，5销孔以及拨叉脚内表 面。拨叉两端面和拨叉内表面加工精度可由铣削加工保证，20孔和5销孔加工精度可由钻，扩，铰一次加工就可以达到要求，所有加工表面都可在正常生产条件下，采用 较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性很好。第二章生产纲领计算及生产类型的确定生产纲领：N=Qn( 1+a% (1+

5、b%)=10000 x (1+0.001)(1+0.001)=10020.01件 / 年生产类型：查机械制造基础课程设计指导教程质量 0.15kg<4kg由表1-4知该零件属于轻型零件(P5) 10020 大于 5000由表1-5知该零件属于大批生产第三章毛坯种类及制造方法毛坯材料为球墨铸铁Q745-5,根据零件生产类型，制造精度，原材料，加工余量等 综合选择砂型铸造，因为是大批生产，采用砂型机器铸造。图1零件三维图第四章拟定工艺路线4.1 定位基准确定精基准：拨叉右端面，20孔和拨叉脚内表面 粗基准：拨叉左端面，20孔外圆面4.2各表面加工方案确定表1加工方案表加工表面经济精度表面粗糙

6、度加工方案备注拨叉两端面IT73.2粗铣一半精铣一 精铣表 1 1120孔IT71.6粗扩一精扩一铰表 1 105销孔IT71.6钻一粗铰精铰表 1 10拨叉脚内表面IT96.3粗铣一半精铣表 1 114.3工序安排表2工序方案一I粗铣、半精铣、精铣右端面n粗铣、半精铣、精铣左端面川粗扩、精扩、铰20孔IV校正拨叉脚V粗铣、半精铣拨叉脚内表面切钻、粗铰、精铰5销孔VD去毛刺Vffl清洗IX终检表3工序方案I粗铣、半精铣、精铣右端面n粗铣、半精铣、精铣左端面川校正拨叉脚IV粗铣、半精铣拨叉脚内表面V粗扩、精扩、铰20孔切钻、粗铰、精铰5销孔VD去毛刺Vffl清洗IX终检方案比较：孔是精基准，方案

7、二中先加工拨叉脚内表面，再以它加工20孔没有方案一中先加工孔，然后以孔为基准加工其他表面的加工精度高，所以选方案一。第五章计算各工序的加工余量、工序尺寸及公差毛坯总余量及公差：查得毛坯尺寸公差等级 CT=10(表2 1)；加工余量等级H (表25);公差为2.8mm (表2 3)；总余量为4.0mm机械加工余量手册表4-1)5.1粗铣，半精铣，精铣右端面工序尺寸及公差确定(1) 加工方案 粗铣一半精铣一精铣(2) 基本尺寸、工步公差及偏差表4 右端面工序尺寸工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏 差粗铣1.120.90.2120.9%.21半精铣0.720.20.05220.2%.O52

8、精铣0.220.00.021(3) 加工余量由表225查得，经济精度由表1 8查得，公差由表2-30查得，单边毛坯总余量2mm工序尺寸为错误！未找到引用源。mm5.2粗铣，半精铣，精铣左端面工序尺寸及公差确定(1) 加工方案 粗铣一半精铣(2) 基本尺寸、工序公差及偏差表5左端面工序尺寸工序名称加工余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗铣1.118.90.21半精铣0.918.00.0918.0°0.12(3) 加工余量由表225查得，经济精度由表1 8查得，公差由表2-30查得，单 边毛坯总余量2mm工序尺寸为18.0-0.12错误！未找到引用源。mm5.320孔工序尺寸及公差确定(

9、1) 加工方案 粗扩一精扩一铰(2) 基本尺寸、工序公差及偏差表520孔工序尺寸工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏 差粗扩2 18.00.21018 o 1错误！未找到引 用源。精扩1.8 19.80.084O<084 I019.8 o | 错误！未找到引 用源。铰0.2 20.00.02102O+o°21(3) 加工余量由表2 20查得，经济精度由表1 8查得，公差由表2-30查得，单 边毛坯总余量2mm工序尺寸为 02。禺“ 错误！未找到引用源。mm5.4拨叉脚内表面工序尺寸及公差确定(1) 加工方案 粗铣两次(2) 基本尺寸、工序公差及偏差表7拨叉脚工序尺寸工序

10、名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗铣3.318.30.1318.300'13粗铣0.7150.1115.0晋4(3) 加工余量由表220查得，经济精度由表1 8查得，公差由表2-30查得,单边毛坯总余量2mm工序尺寸为15.00°.24错误！未找到引用源。mm5.55销孔工序尺寸及公差确定(1) 加工方案 钻一粗铰一精铰(2) 基本尺寸、工序公差及偏差表85销孔工序尺寸工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差钻4.84.80.12力M o+0- 12 04. 8 o错误！未找到引 用源。粗铰0.25.00.048cl+A 048 05 o错误！未找到引用源。铰

11、05.00.012cl+O. 012 05 o错误！未找到引用源。(3) 加工余量由表220查得，经济精度由表1 8查得，公差由表2-30查得，工序尺寸为错误！未找到引用源。mm第六章 各工序机床、刀具、量具、夹具的选择工序(1) (2) 拨叉右端面、左端面机床：立式铣床X51( P69)刀具：YG880面铣刀(P69)量具：游标卡尺0125 (精度0.02) (P80)夹具：支承板工序(3)机床：摇臂钻Z3025(P84)刀具：1.高速钢19.0直柄扩孔钻(P51)2. 高速钢19.7直柄扩孔钻(P51)3. 硬质合金20.0铰刀 (P57)量具：塞规 百分表1835 (精度0.01 ) (

12、P80)夹具：支承板、V型块、支承钉工序(5)机床：卧式铣床 X60( P90)刀具：80镶齿三面刃铣刀L=14mm量具：游标卡尺0125 (精度0.02 )夹具：V型块、支承钉工序(6)机床：摇臂钻Z3025刀具：1.高速钢4.8直柄短麻花钻2.硬质合金5.0直柄机用铰刀量具：塞规 内径千分尺530 (精度0.01 )夹具：专用夹具第七章工序切削用量和时间定额计算7.1 粗铣，半精铣，精铣右端面工步1粗铣(1)计算切削用量=Z=1.1mm由表5-7按机床功率和工件材料取f=0.2mm/z 背吃刀量等于加工余量 错误！未找到引用源 铣刀寿命T查表5-10得T=180min Z=10 切削速度由

13、表5-13得：Vc=64m/min254 . 6r / min1000 v c 100064王轴转速n-n d 03. 14 x 80由机床转速表4-16取nw=255r min实际转速：vn d 0nw10003.64. 1m/ min(2)时间定额 基本时间L=62mm L1=0.5错误！未找到引用源。，d=80,错误！未找到引用源。=30,得L1=4mm L2=1mm辅助时间 tf =0.15 x 1.314=0.197min其他时间 tb+tx=6 % x( 1.314+0.197 ) =0.091min单件时间t dj =1.602min工步2半精铣(1)计

14、算切削用量由表5-7按机床功率和工件材料取f=0.2m/r背吃刀量等于加工余量 错误！未找到引用源=Z2=O.7mm切削速度由表5-13得：Vc=72m/min主轴转速n1000 Vc _ 100072n d 03. 1480286 . 6r/ min由机床转速表取nw=300r/min实际转速：vn d0nw3. 14 80 3001000 二 i000=75. 4m mn(2)时间定额 基本时间L=62mm L1=0.5错误！未找到引用源。，d=80,错误！未找到引用源。=30,得L1=4mmL2=1mml l1 l2fnw=1.12min辅助时间 tf =0.15 x 1.12=0.16

15、8min其他时间 tb+tx=6 % x( 1.12+0.168 ) =0.077min单件时间t dj =1.361min工步3精铣(1)计算切削用量由表5-7按机床功率和工件材料取f=0.2mm/r背吃刀量等于加工余量 错误！未找到引用源。=Za = 0.2mm切削速度由表5-13得：Vc=81min322 . 5r/ min主轴转速n二1000 Vc =81n d 03. 14 x 80由机床转速表取nw=300r/min3. 1480300V0 W-75 4mmn实际转速：10001000(2)时间定额基本时间L=62mm L1=0.5错误！未找到引用源。，d=80,错误！未找到引用源

16、。=30,得L1=4mmL2=1mmfnw=1.12min辅助时间 tf =0.15 x 1.12=0.168min其他时间 tb+tx=6 %x( 1.12+0.168 ) =0.077min单件时间tdj=1.361min7.2 粗铣，半精铣，精铣右端面工序(二)切削用量和时间定额与工序(一)相同7.3 粗扩，精扩，铰20孔工步1粗扩(1)计算切削用量由表5-25按扩孔钻直径和工件材料取f=0.7mm/r 背吃刀量错误！未找到引用源。=Z2/2 =1 mm 切削速度由表5-27得：Vc=23.7m/min主轴转速n1000 Vc100023. 73. 1419=397 . 3r / min

17、由机床转速表取 nw =400r/min实际转速：vn d 0nw10003.23. 9m min(2)时间定额基本时间L=18mm L1=(D-d)/2 x cotKr+1, K=45° ,D=19,d=16，得 L1=2.5mm L2=2mmTj 二旦二 0.08min fnw辅助时间 tf =0.15 x0.08=0.012min其他时间 t b+t x =6 %x( 0.08+0.012 ) =0.006min单件时间 td j =5.8s=0.097min工步2精扩(1)计算切削用量f=0.6mm/r由表5-25按扩孔钻直径和工件材料取背吃刀量错误

18、！未找到引用源。=Z3/2 =0.35 mm切削速度由表5-27得：Vc=28.6m/min主轴转速n1000 v cn d。100028. 63. 1419 . 7=462 . 3r / min由机床转速表取nw=500r/min实际转速：vn d0nw10003. 1419.75001000=30. 9m mn(2)时间定额L2=4mm基本时间L=18mm L1=(D-d)/2 X cotKr+1, Kr=45° ,D=19.7,d=19，得 L1= 1.35mm旦二 0.078min fnw辅助时间 t f =0.15 X 0.078=0.012min其他时间 t b+t x

19、=6 %X( 0.078+0.012 ) =0.005min单件时间t dj =0.095min工步3铰孔(1)计算切削用量由表5-32按铰刀直径和工件材料取f=0.35mm/r背吃刀量错误！未找到引用源。=Z1/2 =0.1 mm切削速度由表5-32得：Vc=10m/min主轴转速n_ 1000 vcn d 01000 103. 1420=160 r/ mn由机床转速表取nw=200r/min实际转速:n d 0 nw10003.12. 56n/ mn(2)时间定额基本时间L=18mm由表 546 得 L1=0.1mm L2=15mmI h I2fnw二 0.473

20、min10辅助时间 tf =0.15 x0.473=0.071min其他时间 tb+tx=6 %x( 0.473+0.071 ) =0.033min单件时间tdj=0.871min7.4 粗铣、半精铣拨叉脚内表面工步1粗铣(1)计算切削用量f=0.007mm/z由表5-6按铣床功率，工艺系统刚度和工件材料取 背吃刀量错误！未找到引用源。=0.35mm切削速度由表5-15得：Vc=31m/min主轴转速n1000 vcnd。1000313.1480二 123 r /m in3.14 80 1401000=35.17m/min由机床转速表 取nw=140r min实际转速：v 0 w1000(2)

21、时间定额基本时间L=16mm L仁、.(aJd -aj) 1 , d=15,得 L仁31.4mm, L2=2mm片二 上二50.4min fnw辅助时间 t f =0.15 x 50.4=7.56min其他时间 t b+t x =6 %x( 50.4+7.56 ) =3.48min单件时间t dj =61.44min工步2半精铣(1)计算切削用量由表5-6按铣床功率，工艺系统刚度和工件材料取f=0.015mm/z背吃刀量错误！未找到引用源。=1.65mm切削速度由表5-15得：Vc=31m/min1000 vc1000 31 .主轴转速n-123 r /m inud03.14 汉 8011由机

22、床转速表 取nw=140rmin实际转速：如3.14 汉 80x140 cl” / -v35.17m/min1000 1000(2)时间定额基本时间L=16mm L仁、.(&(d -ae) 1 , d=15,得 L仁31.4mm , L2=2mmTj=L_L S=23.5minfnw辅助时间 tf =0.15 x23.5=3.5min其他时间 tb+tx=6 %x( 23.5+3.5 ) =1.62min单件时间tdj =28.62min7.5 钻，粗铰，精铰5孔工步1钻(1)计算切削用量由表5-22按麻花钻直径和工件材料取f=0.07mm/r背吃刀量错误！未找到引用源。=钻/2 =2

23、.4 mm切削速度由表5-22得：Vc=15m/min主轴转速n995 . 2r / min1000 Vc 100015n d 03. 144. 8由机床转速表 取nw=1000r/min实际转速：vn d°nw10003.144.810001000=15.1m mn(2)时间定额基本时间L=30mm l1=D/2 x cotKr+1, Kr=45° ,得 L1=3.5mm L2=1mml l lTj=-2 二 0.493min fnw辅助时间 tf=0.15 x 0.493=0.034min12其他时间 tb+tx=6%<( 0.493+0.074 ) =0.034

24、min单件时间tdj=0.601min工步2粗铰(1)计算切削用量由表5-32按铰刀直径和工件材料取f=0.18mm/r背吃刀量错误！未找到引用源。=Z2/2 =0.1mm切削速度由表5-32得：Vc=8m/min主轴转速 n 二 1000 Vc = 10008 二 509.6r/mnn do 3. 14 x 5由机床转速表取nw=500r/min实际转速：vn d°nw10003. 1455001000二 7. 85m/ mn(2)时间定额得 L1=0.1mm L2=15mm基本时间L=30mm由表 546 L仁(D-d)/2cotKr+1Tj 上=0.346min fnw辅助时间

25、 tf = 0.15 x0.346=0.052min其他时间 t b+t x = 6 % x( 0.346+0.052 ) =0.024min单件时间t dj = 0.422min工步3精铰(1)计算切削用量由表5-32按铰刀直径和工件材料取f=0.15mm/r背吃刀量错误！未找到引用源。=0mm 切削速度由表5-32得：Vc=10m/min主轴转速n1000 vcn d。1000 103. 145=640 r / min13由机床转速表取nw=630r/min实际转速:n d°nw=10003. 1456301000=9. 9n/ min(2)时间定额基本时间L=30mm由表 54

26、6 得 L1=0.1mm L2=1mm斤二 L_k 二 0.324minfnw辅助时间 tf=0.15 x 0.324=0.049min其他时间 tb+tx=6%<( 0.324+0.049)=0.022min单件时间t dj=0.395min14第八章工艺规程的编制按照工序设计所得的计算结果填写机械加工工艺过程综合卡片，绘制工序简图。（综合卡见附录）第九章专用夹具设计9.1方案分析钻床夹具的用途是来完成工序（六），通过一次装夹，完成对5孔的钻、铰加工。 同样采用“一面两销（其中一个销限制绕轴向的转动）”的定位方式，使用平压板，双头 螺柱+垫片+六角螺母，调整支撑对工件夹紧。（夹具图见附

27、录）夹具设计的主要目的是保证加工孔的同轴度。为完成钻、铰孔，采用快换钻套以提 高效率。夹具应用在摇臂钻床 Z3025上。夹具的优点是夹紧快速简单，适合大量生产。1. 可换钻套高度H钻套高度与孔距精度，工件材料，孔加工深度，刀具刚度，工件表面形状等因素等有关,可换钻套高度由表9-9由孔径d确定，H=12mmh=8mm2. 排屑间隙h钻套底部与工件间的距离h称为排屑间隙。h应适当选取，间隙太小，排屑难以自 由排出，将加工表面损坏，甚至折断钻头。h太大时将导致导向精度降低。排屑间隙 h=（0.3-0.7）d=2.5mm9.2定位误差的计算：由课程设计指导教程 P170一面一销定位得厶dw=T+Td+

28、AS=0.012mm9.3夹紧力的计算：由P191表10-1查得公式并计算F=错误！未找到引用源。=42N 夹紧力符合要求1516第十章设计体会参考文献11邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程北京：机械工业出版社2004【2】 孙本绪主编.机械加工余量手册北京：国防工业出版社1999【3】 陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册北京：机械工业出版社,2012,第1版【4】 李名望主编.机床夹具选用简明手册北京：化学工业出版社,2012,第1版【5】白海清主编.机床夹具及量具设计重庆：重庆大学出版社,2013,第1版【6】 王光斗主编.机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社，2000,第3版17附录零件图0.15 A+0.240.15 AR15Ra1.6Ra3.2<55A0.15 ARa1.6-18).12A技术要求1、铸件应清理干净，不得有毛刺,飞边, 非加工表面上的浇冒口应清理与铸件表面齐平。2、铸件不允许存在有损于使用的冷隔、 裂纹、孔洞等铸造缺陷标记处数分区更改文件1号名年、月设计刘冬冬20年522标准化/审核符宝鼎20年5月5工艺批准铸铁日辽宁工业大学拨叉阶段标记重量比例11: