拨叉零件工艺分析及加工-机械注塑模具毕业设计（论文）

1、【摘 要】：拨叉行业是我们通用机械重要分支，无论是在工业还农业中，只要有流体管道的地方,阀门的作用都是巨大的，而随着时代的开展，拨叉的类型也开展的越来越全面，制造拨叉的技术也越来越先进。本文一例拨叉零件数控车床加工的程序编制与步骤，加工工艺的选择问题进行探讨。进行整套的工艺分析与计算，按工艺程序卡进行编程与加工。 【关键词】：拨叉 数控加工 工艺  数控铣床 Abstract : Dials forks the profession is our general machinery important branch,regardless of is in the industry a

2、lso agriculture, so long as has thefluid pipeline the place, the valve function all is huge, but alongwith the time development, dials the type which forks also to developmore and more comprehensively, the manufacture dials the technologywhich forks more and more to be also advanced. A this article

3、exampledials forks the programming and the step which the componentsnumerical control lathe processes, the processing craft choicequestion carries on the discussion. Carries on the entire wrap thecraft analysis and the computation, carries on the programming and theprocessing according to the craft

4、procedure card5 Key word : Dials forks，the numerical control processing ，craft numerical，controlmilling machine 目 录 一 摘要 .1 二 零件的分析 3（一） 零件的作用 .3（二） 零件的工艺分析.5 三 工艺规程的设计5（一） 确定毛坯的制造形式.5（二） 基面的选择.5（三） 制定工艺路线.5（四） 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸确实定.7（五） 确立切削用量及根本工时.9 四 夹具设计.15（六） 问题的提出15（七） 夹具设计.15 五 参考文献.18 一、拨叉零件工艺

5、分析及加工（一） 零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工外表，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔为中心的加工外表这一组加工外表包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工外表为25H7mm通孔。2. 以60mm孔为中心的加工外表这一组加工外表包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3. 铣16H11的槽这一组加工外表包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工外表。这一组加工外表包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端 面。主要加工外表为M

6、22×1.5螺纹孔。这两组加工外表之间有着一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2） 16H11mm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组外表，再以这组加工后外表为基准加工另外一组。二、 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比拟简单，应选择铸件毛坯。二基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否那么，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，

7、是生产无法正常进行。1粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件，那么应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。根据这个基准选择原那么，现选取25孔的不加工外轮廓外表作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，到达完全定位,然后进行铣削。2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。三制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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

8、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夹具,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，以便使生产本钱尽量下降。1. 工艺路线方案一工序一 粗、钻、扩、铰、精铰25、60孔工序二 粗、精铣60、25孔下端面。工序三 粗、精铣25孔上端面工序四 粗、精铣60孔上端面工序五 切断。工序六 铣螺纹孔端面。工序七 钻22孔装配时钻铰锥孔。工序八 攻M22×螺纹。工序九 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十 粗铣 半精铣 精铣16H11的槽。工序十一 检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效

9、率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2. 工艺路线方案二工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 切断。工序八 铣螺纹孔端面。工序九 钻22孔装配时钻铰锥孔。工序十 攻M22×螺纹。工序十一 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十二 粗、半精铣 精铣16H11的槽。工序十三 检查。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3.

10、工艺路线方案三工序一 粗、精铣25孔上端面。工序二 粗、精铣25孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰25孔。工序四 钻、扩、铰、精铰60孔。工序五 粗、精铣60孔上端面工序六 粗、精铣60孔下端面。工序七 铣螺纹孔端面。工序八 钻22孔装配时钻铰锥孔。工序九 攻M22×螺纹。工序十 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面。工序十一 粗、半精铣 精铣16H11的槽。工序十二 切断。工序十三 检查。 此方案仍有先钻孔再铣平面的缺乏，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各缺乏因素，得到以下我的工艺路线。4. 工艺路线方案四工序一 以42外圆为粗基准，粗铣25孔下端面。工序二 精铣25

11、孔上下端面。工序三 以25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰25孔,孔的精度到达IT7。工序四 以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面。工序五 以25孔为精基准，精铣60孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序六 以25孔为精基准，钻、镗、铰60孔，保证空的精度到达IT8。工序七 以25孔为精基准，铣螺纹孔端面。工序八 以25孔为精基准，钻20孔装配时钻铰锥孔。工序九 以25孔为精基准，钻一个20孔，攻M22×螺纹。工序十 以25孔为精基准，铣槽端面。工序十一 以25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二 两件铣断工序十三 检查。

12、虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍实际铣削只有两次，而且刀具不用调整。屡次加工60、25孔是精度要求所致。以上工艺过程详见图3。四机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸确实定 CA6140车床拨叉；零件材料为HT200，硬度190210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆外表42考虑其零件外圆外表为非加工外表，所以外圆外表为铸造毛坯， 没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2. 外圆外表沿轴线方向长度方向的加工余量及公差25，60端面。查?机械

13、制造工艺设计简明手册?以下称?工艺手册?表3.126，取25，60端面长度余量均为2.5均为双边加工铣削加工余量为：粗铣 2mm3. 内孔60已铸成50的孔 查?工艺手册?表2.22.5，为了节省材料，取60孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为50mm。 工序尺寸加工余量：钻孔 5mm 精铰 0mm 同上，零件25的孔也已铸出15的孔。 工序尺寸加工余量： 钻孔至23 余量为8mm 扩孔钻 1.8 mm 粗铰孔 0.14 mm 精铰孔 0.06 mm4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。 工序尺寸加工余量： 粗铣端面 2.1 mm 半

14、精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm5. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm工序尺寸加工余量： 粗铣顶面 3.1 mm 半精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五确立切削用量及根本工时工序一 以42外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铣25孔上下端面。机床： X53立式铣床。刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣

15、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?切削手册?取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o0°后角o15°，副后角o=10°，刀齿斜角s=15°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°过渡刃宽b=1.5mm。2. 切削用量1铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。2每齿进给量 机床功率为10kw。查?切削手册?f=0.080.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.15 mm/z。3查后刀面最大磨

16、损及寿命 查?机械切削用量手册?表8，寿命T=180min4计算切削速度 按?2?表14，5计算根本工时tmL/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 精铣25孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铣25上下端面。机床： X6140卧式铣床。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?切削手册?取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齿斜角s

17、=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°过渡刃宽b=1mm。2. 切削用量1 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。2 每齿进给量 机床功率为7.5kw。查?切削手册?表5 f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，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8，寿命T=180min4 计算切削速度 按?切削手册?表14，查得 Vf6.44mm/s， 5 计算根本工时tmL+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。工序三 以25孔上端面为精基

18、准，钻、扩、铰、精铰25孔，孔的精度到达IT7。 1. 选择钻床及钻头 选择Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，钻头采用双头刃磨法， 1决定进给量由do=23mm,查?2?表5 按钻头 最终决定选择机床已有的进给量 2耐用度查2表9T=4500s=75min 3切削速度n=50-2000r/min 取n=1000r/min. 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：选高速钢扩孔钻 铰孔：选高速钢铰刀 精铰：选高速钢铰刀 工序四 以25孔为精基准，钻、粗镗、 精镗60孔，保证孔的精度到达IT7。 1. 选择钻头 选

19、择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm，钻头采用双头刃磨法。 1决定进给量 查?2?表5钻头进给量 按钻头强度选择 按机床强度选择 最终决定选择Z5163A机床已有的进给量 2计算工时选择n=600r/min所以选择高速钢镗刀， 粗镗时do选择卧式镗床T68, 粗镗时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r 精镗时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 粗铣 半精铣 精铣槽16H11的端面1. 选择机床刀具 选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀2. 切削用量3. 计算工时 半精铣 工序六 精铣槽16H11 本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半

20、精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。1. 选择机床及刀具机床 x61W型万能铣床刀具 错齿三面刃铣刀铣槽do=16mm查1表8 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数z=242. 计算切削用量（1） 1和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r（2） 铣刀磨钝标准和耐用度7查得 耐用度为 T=150min （3） 切削速度 8 得其中： 修正系数 （4） 确定机床主轴速度 由3 按机床选取主轴转速为6.33 r/s所以 实际切削速度为 3. 计算切削工时 工序七 铣螺纹孔顶面1.

21、 选择机床及刀具机床：X53K立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。2. 切削用量1 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。2 刀具耐用度 查?2?表 寿命T=180min。 3 计算切削速度查2得 Vc0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf工序八 两件铣断三、 夹具设计设计工序精铣槽16H11的夹具。（一） 问题的提出本夹具要用于精铣槽16H11，对槽16H11的要求有：槽宽16H11 精度等级为IT12级，槽深8H12 精度等级为IT12级，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。本道工序只精铣一下槽即到达各要求，因此，在本道

22、工序加工时，我们应首先考虑保证槽的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 （二） 夹具设计1 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否那么将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度特别是位置精度要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小

23、，选择已加工好的25孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的25孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。2 切削力和夹紧力计算1刀具： 高速钢错齿三面刃铣刀 160mm z=24机床： x61W型万能铣床 由3 所列公式 得 8 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把平安系数考虑在内。平安系数 K=其中： 所以 2夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具平安可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3. 定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。 2 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔