制定拨叉拨杆零件的加工工艺设计钻Φ12H7和Φ25H7孔的钻床夹具（全套图纸）

机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 设计题目：制定拨叉零件加工工艺，设计钻设计题目：制定拨叉零件加工工艺，设计钻 12H7 和和25H7 孔的钻床夹具孔的钻床夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 专专 业：业： 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 机械工程系机械工程系 2015 年年 11 月月 21 日日 哈尔滨理工大学课程设计说明书 I 目录目录 序言 . 1 第 1 章 零件的分析 . 2 1.1 零件的作用 2 1.2 第二节 确定毛坯 2 1.3 确定毛坯的制造形式 3 1.4 基面的选择的选择 3 1.5 制定工艺路线 5 1.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 1.7 确定切削用量及基本工时 8 第 2 章 夹具设计 . 17 2.1 问题的提出 17 2.2 定位基准的选择 17 2.3 切削力和夹紧力的计算 17 2.4 定位误差分析 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 2.5 夹具操作的简要说明 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 总结 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 序言序言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它 们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用， 也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械 制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展 的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意 义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学 技术水平的重要指标。 支架的加工工艺规程及其车60 孔夹具设计是在学完了机械制 图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后 的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工 艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加 工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合 性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本 理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合， 才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 第第1章章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 我所选的题目是 CA6140 型车床上的拨杆零件。它位于车床上的 变速机构中。主要用来换挡，使主轴的回转运动按照工作者的要求工 作，从而获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上的12 孔与操作机 构相连接，通过22 孔则是用于所控制齿轮所在的轴配合，通过12 孔所受的力拨动22 孔这端的齿轮变速，达到所需的作用。 1.2 第二节第二节 确定毛坯确定毛坯 （一）确定毛坯的种类 毛坯的确定包括确定毛坯的种类和制造方法两个方面。毛坯的种 类选择铸件。考虑到零件在机床运行过程中所受的冲击不大，零件的材 料选择 HT200。铸件选择砂型铸造毛坯。 （二）绘制铸件的零件图 哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 1.3 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 零件材料为 45，在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材 料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不 大，选用锻造，锻造精度为 2 级，能保证锻件的尺寸要求，这从提高生 产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 1.4 基面的选择的选择基面的选择的选择 1、粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工 面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加 工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作 为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床 哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作 为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就 能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨 性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面 有足够的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准， 以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作 粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不 规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是 非常重要的。先选取60 孔及其端面作为定位基准。 2、 精基准的选择 精基准的选择应满足以下原则： （1） “基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基 准，避免基准不重合引起的误差。 （2） “基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定 位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具 设计与制造。 （3） “自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量 小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的 位置精度由先行工序保证。 （4） “互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形 状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 （5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操 作方便。以基准面 A 及另外两侧面作为定位精基准，加工其它表面及 孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时 候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重 复。 1.5 制定工艺路线制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、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成批生产的 条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在 提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降 下来。 工序 01：铸造 工序 02：时效处理 工序 03：粗铣、精铣基准面 A 工序 04：粗铣、半精铣 D 面 工序 05：粗铣、半精铣 B 面 工序 06：粗铣、半精铣 C 面 工序 07：钻25 的孔 工序 08：钻12 的孔 工序 09：钻10 孔 工序 10：检验至图纸要求 工序 11：入库 1.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 支架材料为 HT200、 由于零件不算是比较的复杂，所以这里 哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 采用铸件，中大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用铸造成 型。这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。 基准面 A 的加工余量 基准面 A 的表面粗糙度 Ra3.2，尺寸公差等级 CT7，加工余量 等级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工 余量 Z=2.0mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 知，需要经 过粗铣精铣方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.5mm 精铣 单边余量 Z=0.5mm 2、D 面的加工余量 D 面的表面粗糙度 Ra6.3，尺寸公差等级 CT9，加工余量等级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工余量 Z=2.0mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 知，需要经过粗 铣半精铣方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.5mm 半精铣 单边余量 Z=0.5mm 3、B 面的加工余量 B 面的表面粗糙度 Ra6.3，尺寸公差等级 CT9，加工余量等级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工余量 Z=2.0mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 知，需要经过粗 铣半精铣方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.5mm 半精铣 单边余量 Z=0.5mm C 面的加工余量 哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 C 面的表面粗糙度 Ra6.3，尺寸公差等级 CT9，加工余量等级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工余量 Z=2.0mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 知，需要经过粗 铣半精铣方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.5mm 半精铣 单边余量 Z=0.5mm 25 孔的加工余量 25 孔的表面粗糙度 Ra3.2，尺寸公差等级 CT8，加工余量等 级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工余 量 Z=1.5mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 7 知，需要经过 粗车半精车精车方能满足其精度要求。 粗车 单边余量 Z=1.0mm 半精车 单边余量 Z=0.4mm 精车 单边余量 Z=0.1mm 12 的孔的加工余量 12 的孔表面粗糙度 Ra3.2，尺寸公差等级 CT9，加工余量等 级 MA- E，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2- 4 得，单边加工余 量 Z=2.0mm，由机械制造工艺设计简明手册表 1.4- 8 知，需要经过 粗铣半精铣方能满足其精度要求。 粗铣 单边余量 Z=1.5mm 半精铣 单边余量 Z=0.5mm 10 孔的加工余量 10 孔尺寸不大，故采用实心铸造，由机械制造工艺设计 简明手册表 2.3- 20 知。 不加工表面的加工余量 哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 不加工表面，直接铸造即可满足其精度要求。 1.7 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 01：铸造 工序 02：时效处理 工序 03：粗铣、精铣基准面 A 工步一：粗铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 1= ， mmd80 0 = ， min/100mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/398 80 10010001000 r d v ns = 按机床标准选取 w n 400 min/r min/ 5 . 100min/ 1000 40080 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml70= ， mml5 . 1 1= ， mml3 2 = ，则机动工时为 min931 . 0 1 2 . 0400 35 . 170 21 + = + =i fn lll t w m 哈尔滨理工大学课程设计说明书 9 工步二：精铣基准面 A 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 0= ， mmd80 0 = ， min/100mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/398 80 10010001000 r d v ns = 按机床标准选取 w n 400 min/r min/ 5 . 100min/ 1000 40080 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml70= ， mml5 . 0 1= ， mml3 2 = ，则机动工时为 min919 . 0 1 2 . 0400 35 . 070 21 + = + =i fn lll t w m 工序 04：粗铣、半精铣 D 面 工步一：粗铣 D 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 1= ， mmd100 0 = ， min/150mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/478 100r d v ns = 按机床标准选取 w n 500 min/r min/157min/ 1000 500100 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml115= ， mml5 . 1 1= ， mml5 2 = ，则机动工时为 min215 . 1 1 2 . 0500 55 . 1115 21 + = + =i fn lll t w m 工步二：半精铣 D 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 0= ， mmd100 0 = ， min/150mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 0= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 min/478 100r d v ns = 按机床标准选取 w n 500 min/r min/157min/ 1000 500100 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml115= ， mml5 . 0 1= ， mml5 2 = ，则机动工时为 min205 . 1 1 2 . 0500 55 . 0115 21 + = + =i fn lll t w m 工序 05：粗铣、半精铣 B 面 工步一：粗铣 B 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 1= ， mmd80 0 = ， min/100mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/398 80 10010001000 r d v ns = 按机床标准选取 w n 400 min/r min/ 5 . 100min/ 1000 40080 1000 mm dn v w = 3）计算工时 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 切削工时： mml70= ， mml5 . 1 1= ， mml3 2 = ，则机动工时为 min931 . 0 1 2 . 0400 35 . 170 21 + = + =i fn lll t w m 工步二：半精铣 B 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 0= ， mmd80 0 = ， min/100mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/398 80 10010001000 r d v ns = 按机床标准选取 w n 400 min/r min/ 5 . 100min/ 1000 40080 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml70= ， mml5 . 0 1= ， mml3 2 = ，则机动工时为 min919 . 0 1 2 . 0400 35 . 070 21 + = + =i fn lll t w m 工序 06：粗铣、半精铣 C 面 工步一：粗铣 C 面 1. 选择刀具 哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 1= ， mmd100 0 = ， min/150mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/478 100r d v ns = 按机床标准选取 w n 500 min/r min/157min/ 1000 500100 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml100= ， mml5 . 1 1= ， mml5 2 = ，则机动工时为 min065 . 1 1 2 . 0500 55 . 1100 21 + = + =i fn lll t w m 工步二：半精铣 C 面 1. 选择刀具 刀具选取端面铣刀，刀片采用 YG8, mmap5 . 0= ， mmd100 0 = ， min/150mv = ， 4=z 。 2. 决定铣削用量 1）决定铣削深度 mmap5 . 0= 2）决定每次进给量及切削速度 哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 根据 X52 型铣床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/478 100r d v ns = 按机床标准选取 w n 500 min/r min/157min/ 1000 500100 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml100= ， mml5 . 0 1= ， mml5 2 = ，则机动工时为 min055 . 1 1 2 . 0500 55 . 0100 21 + = + =i fn lll t w m 工序 07：钻25 的孔 选择刀具 1） 车削深度， ap=1.0mm。 2）机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。选较小 量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。 查切削手册表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按切削手册 ，查得 Vc98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 Z3025 钻床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速 度V c=3.1480475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。 5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。 哈尔滨理工大学课程设计说明书 15 最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tmL/ Vf=(15+1+3)/（4750.16）min=0.250min。 工序 08：钻12 的孔 1. 选择刀具 刀具选取麻花钻，刀片采用 YG8, mmap5 . 1= ， mmd10 0 = ， min/15mv = ， 4=z 。 2. 决定钻削用量 1）决定钻削深度 mmap5 . 1= 2）决定每次进给量及切削速度 根据 Z3025 钻床说明书，其功率为为 4.5kw，中等系统刚度。 根据表查出 齿/2 . 0 mmfz= ，则 min/478 10 1510001000 r d v ns = 按机床标准选取 w n 500 min/r min/ 7 . 15min/ 1000 5010 1000 mm dn v w = 3）计算工时 切削工时： mml90= ， mml5 . 1 1= ， mml5 2 = ，则机动工时为 min965 . 0 1 2 . 0500 55 . 190 21 + = + =i fn lll t w m 工序 09：钻10 孔 选用 mm10 高速钢锥柄麻花钻（ 工艺表 3.16） 哈尔滨理工大学课程设计说明书 16 由切削表 2.7 和工艺表 4.216 查得 0.28/fmm r= 机 min/10mv = （ 切削表 2.15） min/ 8 . 6 1010001000 r D v n = 468r/min 按机床选取 n=500r/min min/6 . 9 1000 5008 . 6 1000 m dn v w = 切削工时： mml15 1= ， mml4 . 3 2 = ， mml3 3 = 则机动工时为 min153 . 0 min1 28 . 0 500 34 .