拨叉831007零件工艺设计规程及夹具设计

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白零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起 换

2、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。 零件上方的小22孔与操纵机构相连，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HT200 ,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：2.2.1 小头孔622弓021以及与此孔相通的68的锥孔、M8螺纹孔2.2.2 大头半圆孔550"2.2.3 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

3、0.07mm，小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

4、。查机械制造工艺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 工余量如下表所小：Word资料加工面代号基本尺寸加工余量 等 级加工余量说明D122mG3.02孑L降m一级双侧加工D255mG3.0 父 2孑L降m一级双侧加工T273m3单侧m加工T350mG2.5单侧m加工T473m3单侧m加工资料4.3 绘制铸件零件图:5工艺规程设计5.1 选择定位基准:工序工序内容定位基准工序工序内容定位基

5、准010粗铳两端小头孔上端面T1及小头孔外圆090扩中间孔T1及小头孔外圆020粗铳中间孔上端面T1及小头孔外圆100半精镇中间孔T1及小头孔外圆030粗铳中间孔下端面T3及小头孔外圆110钻2-68锥销孔、M8螺纹孔、功M8螺纹T1及小头孔040精铳两端小头孔上端面T1及小头孔外圆120铳断T1、D1050精铳中间孔上端面T1及小头孔外圆130去毛刺060精铳中间孔下端面T3及小头孔外圆140检查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精较两端小头孔T1及小头孔外圆表25.1.1 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。5.1

6、.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。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5.3.1 机床的选择：工序010060均为铳平面，可采用 XA5032立式铳床

7、。工序070080采用Z550钻床。工序090100采用链床。工序110采用钻床。多刀具组合机床工序120采用铳断机床5.3.2 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。5.3.3 选择刀具：在铳床上加工的各工序，采用硬质合金铳刀即可保证加工质 量。在钱孔655H13,由于精度不高，可采用硬质合金钱刀。5.3.4 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5.3.5 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5.4.1 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

8、确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：力口工表面加工加工余量精度等级工序尺寸表面粗髓度工序余量最小最大内容Ra( Rm)G55H13(D2)铸件6CT9 49±2.0扩孔5.8IT12654.86.32.06.25半精锋0.2IT10中55h23.20.050.25622曾21扩孔5.84IT126 21.886.32.06.25精钱孔0.06IT7M2 %211.60.050.25表35.4.2 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工序余量最小最大铸件2.5CT9010粗铳 两端小头 孔上端面250.5120 _0.251.603.60020粗铳中间 孔上

9、 端面2.527120 _0.251.656.5030粗铳中间 孔下 端面2.521120 _0.251.756.5040精铳两端小头 孔上端面0.550110 _0.160. 351.16050精铳 中间 孔上 端面0.520.510书.06 _0.060.471.12060精铳中间孔下 端面0.52010-40.06_0.060.471.12表45.4.3 确定切削用量及时间定额：工序010以T1为粗基准，粗铳 小22孔上端面。5.4.4 .加工条件工件材料：HT200,（7b =0.16GPa HB=190241, 铸造。加工要求：粗铳小22孔上端面。机床：XA5032立式铳床。刀具：W

10、18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度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do=80mm c 选择刀具前角丫0 = +5°后角ao = 8° ,副后角ao' =8° ,刀齿斜角 入s= 10° ,主刃Kr=60。，过渡刃Kre =30。，副刃Kr' =5 °过渡刃宽b £ =1mm 。5.4.5 切削用量5.4.5.1 铳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。5.4.5.2 计算切削速度 按简

11、明手册，V c=Cvdoqv-KvTmapXvfzyvaeUvZpv算得 Vc= 98mm/s , n=439r/min,V f=490mm/s据XA5032立式铳床参数，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/min,实 际进 给量为 f zc=Vfc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z 。5.4.6 )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>Pcc。 故校验合格。最终确定 ap=1.5mm , nc=475r/min,V fc=475mm/s , V

12、 c=119.3m/min, fz=0.16mm/z 。5.4.7 计算基本工时tm = L/ V f=(32+80)/475=0.09min。5.5 .工序020和工序030以T1及小头孔外圆为基准(|)55孔上下端面。5.5.1 加工条件工件材料：HT200,(7b =0.16GPa HB=190241, 铸造。加工要求：精铳小55上端面。机床：XA5032立式铳床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度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°Word资料后角a o = 8&

13、#176; ,副后角a o二8刀齿斜角 入s= 10°，主刃Kr=60。，过渡刃Kre=30 ;副刃Kr' =5 °过渡刃宽 b & 二1mm o5.5.2 切削用量5.5.2.1 铳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。由于是对称铳，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1.01.5mm 。查简明手册表3.8 ,寿命T=180min5.5.2.4 计算切

14、削速度按简明手册，查得 Vc = 98mm/s , n=439r/min,V f=490mm/s据XA5032立式铳床参数，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/min,实 际 进给量 为 f zc=Vfc/n cz=475/(300*10)=0.16mm/z。5.5.2.5 校验机床功率查简明手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 Word资料Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm , nc=475r/min,V fc=475mm/s , V c=119.3m/min, fz=0

15、.16mm/z 。5.5.2.6 计算基本工时tm = 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、精较小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=18mm ,钻头采用双头刃磨法，后角 /。=12 °，二重刃长度b £ =2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l=1.5mm2 中=120 口 0=10° P=30°5.5.4 选择切削用量5.5.4.1 )决定进给量查切 f = 0.70 0.86mm/

16、r 1d = 30 20 = 1.5 < 3所以，f -0.70mm/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Word资料554.2） 钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.5 0 . 8 mm ,寿命 T =60 min .554.3） 切削速度查切vc =18mm/r修正系数Ktv =1.0 Kmv =1.0 Ktv =1.0=18mm/r 。Kxv =1.0 Kiv=1.0 Kapv=10 故vc1000v ns =318.3r/min

17、二d0查简明手册机床实际转速为nc =272r/min 故实际的切削速度vc=d0ns = 15.4mm/r10005.5.5 计算工时L30 10tm = =0.10minnf 272 1.45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。扩校和精较的切削用量如下：扩钻： n=272r/minf = 0.48mm/rvc= 15.4m/min d0 = 19.8mm精钱： n=272r/minf= 0.48mm/rvc= 15.4m/min d0 = 20IT 75.6 .工序090和100 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镇 小55孔。5.6.1 选择钻头 选择高速钢麻花

18、钻钻头，粗钻时do=48mm ,钻头采用双头刃磨法，后角a o= 11重刃长度be=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 li=3mm 2中=120 °«0 =10 ° P =305.6.2 选择切削用量5.6.2.1 ）决定进给量查简明手册 f =1.0 1.2mm/r按钻头强度选择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 =12 2 6 2 4 5 2Fm a 校验成功。5.6.2.2 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

19、 ,寿命T=140min扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.91 .4 mm ,寿命T=60min钱和精钱孔后刀面最大磨损限度（查简明手册 ）为0 . 60 . 9 mm ,寿命T =120min5.6.2.3 切削速度 查切 vc=20mm/r 修正系数 Ktv=1.0 Kmv=1.0 K“=1.0Kxv =1.0 K1V =1.0 Kapv =10vc = 20mm/ r ons1000V二do= 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Vc = C10ns = 18.8mm/r1000扩校和平精较的切削用量同理如下：扩钻： n=125r/

20、min f = 0.40mm/ r vc=19.5m/min d0 = 49.75mm半精较： n=125r/min f = 0.40mm/r vc=19.6m/min d0=50IT75.6.3 计算工时tmLnf17 18125 0.53=0.52 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2-68锥销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花 钻，对两个孔同时加工。6.1 问题的提出本夹具是用来钻两个0 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

21、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.Word资料6.2 夹具设计6.2.1 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 0 8mm的通孔.6.2.2 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，即垂直于第一定位基准面，在两侧只需要采用两个V型块适当夹紧后本夹具即可安全工作因此，无