撥叉機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計

1、目 錄 序言 2任務(wù)書 3一、零件的分析 4 （一）零件的作用 4 （二）零件的分析 4二、確定生產(chǎn)類型 5三、確定毛坯 5四、工藝規(guī)程設(shè)計 6 （一）基面的選擇 6 （二）制定工藝路線 7 （三） 選擇加工設(shè)備 9五、確定各加工表面的切削用量 10六、夾具設(shè)計 22參考文獻 25序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛

2、煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。任 務(wù) 書設(shè)計題目：撥叉機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計設(shè)計清單：1、零件圖 1張2、零件毛坯圖1張3、機械加工工藝過程綜合卡片1套4、夾具設(shè)計1套5、課程設(shè)計說明書1套設(shè)計內(nèi)容：（1）畫零件圖 （2）繪制毛坯圖 （3）填寫機械加工工藝過程綜合卡片（4）選擇夾具設(shè)計方案 （5）繪制某一工序夾具裝配圖及夾具體零件圖 （6）編寫課程設(shè)計說明書原始資料：撥叉零件圖831007，生產(chǎn)綱領(lǐng)為2000件/年。一、 分析零件圖（一）零件作用撥叉是傳動系統(tǒng)中用來撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速

3、、轉(zhuǎn)向的零件。其小頭通過與軸的過盈配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動；大頭的內(nèi)部突起處與滑移齒輪的凹槽配合。（二）零件的工藝分析1、零件選用材料為HT200，俗稱灰口鑄鐵?；诣T鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差，脆性高，不適合磨削。2、該零件主要加工表面及技術(shù)要求分析如下： （1）、零件上端面及孔55H13的上下端面與孔22H7的垂直度公差等級為9-10級。表面粗糙度為Ra3.2um。加工時應(yīng)以上端面與孔22H7的內(nèi)表面為基準(zhǔn)。又由于上端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的規(guī)則，故應(yīng)先加工上端面，再加工孔22H7，最后加工孔55H13，然后加工其上下端面。(2)、尺寸50、60、22、55、73都有

4、其公差要求，加工時需要保證這些尺寸。使其滿足、。 (3)、22H7孔內(nèi)表面Ra1.6，需要進行精鉸。73H13孔內(nèi)表面Ra6.3，銑端面時就可以保證。22H13內(nèi)孔表面Ra3.2只需擴鉸就可以。(4)、M8 的孔只需要鉆孔與攻絲，可放在后期工序中。(5)、8錐銷孔只要求加工一半，故可以與M8孔同時鉆出。二、確定生產(chǎn)類型 已知零件每年的生產(chǎn)量為2000件，重量為1.0Kg，可確定其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段；工藝適當(dāng)集中；加工設(shè)備已通用設(shè)備為主；采用專用夾具。三、確定毛坯1、確定毛坯種類根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯

5、的鑄造方法選用砂型鑄造，機器造型。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（后稱設(shè)計指南）119頁表5-1，選用鑄件尺寸公差等級為CT9級，兩件鑄在一起。2、確定加工余量與毛坯尺寸2.1、求鑄件尺寸公差：根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件等級，由設(shè)計指南表5-3查得公差帶相對基本尺寸對稱分布。2.2、求機械加工余量等級：由表5-5，鑄造方法按機器造型，鑄件材料為灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍E-G級，取為F級。2.3、求RMA（要求的機械加工余量）：由零件圖可知鑄件最大輪廓尺寸為80mm，兩件鑄在一起則最大輪廓尺寸為160mm，查表5-4得最大輪廓尺寸為160mm，機械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為1.5.

6、2.4、確定毛坯基本尺寸通過零件分析可知孔為雙側(cè)加工，小頭孔端面為單側(cè)加工，根據(jù)毛坯基本尺寸的計算公式可得下表項目小頭孔端面22孔55孔公差等級CT999加工面基本尺寸502255鑄件尺寸公差21.72機械加工余量等級FFFRMA1.51.51.5毛坯基本尺寸52.51851 3、畫毛坯圖：（附圖后）四、工藝規(guī)程設(shè)計（一）、基面的選擇 1、粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。加工兩小孔端面時，以底面和兩外圓表面定位是合理的，此時應(yīng)選擇兩V型塊作為定位元件，這樣比較容易實現(xiàn)。若選擇底面和兩小孔作為定位基準(zhǔn)，則由于小孔鑄造時的誤差太大，很難與心軸、

7、菱形銷配合良好。以加工后的小孔端面為粗基準(zhǔn)來加工兩小孔。再以加工后的小孔和小孔端面為粗基準(zhǔn)來加工中間孔，以及中間孔上下端面。這樣做是保證零件垂直度誤差的前提。 2、精基準(zhǔn)的選擇 因為小頭孔上端面、中間孔上、先端面對小頭孔軸線有垂直度要求，考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則及“互為基準(zhǔn)”原則，選用小頭孔及小頭孔端面為精基準(zhǔn)可減小加工誤差。（二）、制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)

8、濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工路線方案如下：方案一工序010 以兩小孔外圓表面和底面定位，粗銑兩小頭孔上端面。工序020 以兩小頭孔上端面及其外圓定位，粗銑底面。工序030 以粗銑過的底面和小孔外圓精定位，精銑兩小頭孔上端面，工序040 以小頭孔上端面和小孔外圓定位，擴、鉸小孔。工序050 以小頭孔上端面和兩小孔定位，粗鏜中間孔。工序060 以小頭孔上端面和兩小孔定位，半精鏜中間孔。工序070 以小頭孔上端面和兩小孔定位，粗鏜下端中間孔。工序080 以中間孔下端面和兩小孔定位，粗鏜上端中間孔。工序090 以小頭孔上端面和兩小孔定位，精鏜上端中間孔工序100 鉆螺紋底孔工序110

9、 攻絲工序120 鉆2-銷孔工序130 銑端工序140 去毛刺工序150 檢查方案二工序010 以底面和小孔外圓定位，粗、精銑兩小孔上端面。工序020 以兩小孔上端面及小孔外圓定位，擴、鉸兩小孔。工序030 以兩小孔及其上端面定位，粗鏜中間孔。工序040 以兩小孔及其上端面定位，半精鏜中間孔。工序050 以兩小孔及其上端面定位，粗鏜下端中間孔。工序060 以中間孔下端面和兩小孔定位，粗鏜上端中間孔。工序070 以兩小孔及其上端面定位，精鏜下端中間孔。工序080 以中間孔下端面和兩小孔定位，精鏜上端中間孔工序090 鉆螺紋底孔工序100 攻絲工序110 鉆2-銷孔工序120 銑斷工序130 去毛

10、刺工序140 檢查工藝方案的比較和分析 上述兩個方案的區(qū)別是：方案一3次使用未加工過的小孔外圓作為基準(zhǔn)，而且在此方案中要加工不要求加工的底面作為精基準(zhǔn)加工小孔上端面，方案二以底面為基準(zhǔn)粗、精加工小孔上端面，然后以小孔上端面為精基準(zhǔn)加工其他表面。方案一與方案二的最大區(qū)別是：方案一的粗、精加工分開，并要求加工底面，以底面為精基準(zhǔn)加工小孔上端面，方案二是以底面為基準(zhǔn)粗、精一道工序加工小孔上端面。用方案一可以更好地保證小孔上端面的精度，但經(jīng)過分析，后面的工序都要以小孔上端面作為精基準(zhǔn)，所以以精加工過的小孔上端面作為精基準(zhǔn)可以保證加工精度的，而方案一增加了底面的加工，產(chǎn)品為中批生產(chǎn)，所以生產(chǎn)成本要比方案

11、二高很多，而方案二能保證精度要求，所以選用方案二更合適。（三）、選擇加工設(shè)備 工序010為銑小頭孔上端面可選用立式銑床。 工序020為擴、鉸孔可選用鉆床。 工序030080為鏜孔，可選鏜床。 工序090110為鉆孔、攻絲可選用鉆床。 工序120為銑斷可選用臥式銑床。五、確定各加工表面的切削用量（一）、工序010銑小頭孔上端面1、確定加工余量加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大孔22上端面鑄件2.5CT952.5-+2精銑0.5IT9500+0.0743.20.4260.8粗銑2.0IT1250.50+0.306.30.34.52、確定切削用量粗精銑小頭孔上端面，以

12、底面為粗基準(zhǔn) 粗銑小頭孔上端面:由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用套式面銑刀，。則按機床說明書,見<<機械制造技術(shù)基礎(chǔ)>>此轉(zhuǎn)速與382r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為355r/min.所以實際銑削速度為計算工時 精銑小頭孔上端面:由機械手冊可以直接查出銑削速度：采用錯齒三面刃銑刀，。則按機床說明書,見<<機械制造技術(shù)基礎(chǔ)>>此轉(zhuǎn)速與581r/min相接近的機床轉(zhuǎn)速為575r/min.所以實際銑削速度為計算工時（二）、工序020擴、鉸兩端小頭孔的加工工序020以小頭孔上端面及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴、精鉸22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精

13、度達(dá)到IT7。1. 選擇鉆頭 擴孔選擇硬質(zhì)合金擴孔鉆，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o12°，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° ° 2.選擇切削用量 （1）決定進給量查機械加工手冊得 所以， 按鉆頭強度選擇 根據(jù)切削手冊表2.19查出,擴孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830NFf，故所選進給量可用。按機床進給機構(gòu)強度選擇：查切削手冊表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進給量為。

14、根據(jù)切削手冊表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830NFf，故所選進給量可用。 （2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.50.8mm，壽命（3）切削速度查機械加工工藝設(shè)計手冊 高速鋼鉆擴孔灰鑄鐵的切削速度 , 根據(jù)公式 n=202r/min （查機械制造設(shè)計基礎(chǔ)）選擇立式鉆床Z525取n=195m/min ,故實際切削速度為v=13.4m/min （4）檢驗機床扭矩及功率查切削手冊表2.20，當(dāng)f0.26, do19mm時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)

15、均為1.0，故MC=31.78 Nm。查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。查切削手冊表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書，。由于，故切削用量可用，即：， 最終決定選擇機床已有的進給量 經(jīng)校驗 校驗成功。3、計算工時粗鉸：鉸刀選擇硬質(zhì)合金鉸刀 機床：Z525立式鉆床后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.40.6mm，壽命（查機械制造設(shè)計基礎(chǔ)）鉸刀鉸灰鑄鐵孔時進給量1.0-2.6mm/r 粗鉸的切削速v=10m/min所以 根據(jù)公式 n=144r/min 根據(jù)切削說明書取n=140r/min ,故實際切削速度為v=9.6m/min機動時切削工時，=58mm，精鉸：鉸

16、刀選擇硬質(zhì)合金鉸刀 機床：Z525立式鉆床（查機械制造設(shè)計基礎(chǔ)）鉸刀鉸灰鑄鐵孔時進給量1.0-2.6mm/r 精鉸的切削速v=8m/min所以 根據(jù)公式 n=115r/min 根據(jù)切削說明書取n=97r/min ,故實際切削速度為v=6.7m/min機動時切削工時，=58mm（三）、工序030040鏜中間孔 1, 確定機械加工余量,工序尺寸和毛坯尺寸, “CA6140車窗拔叉”零件材料是HT200,硬度為240HBS,中批生產(chǎn),采用鑄件毛坯.鏜削中間孔 基本尺寸:55; 初鏜加工余量:2 mm半精鏜加工余量:2mm;毛坯總余量:4mm各工序尺寸: 粗鏜后基本尺寸: 55-2=53mm 毛坯基本

17、尺寸: 53-2=51mm各工序經(jīng)濟精度: 半精鏜取IT10,查表得IT10=0.12mm 粗鏜取IT13,查表得IT13=0.46mm 毛坯公差為T=2mm 毛坯尺寸: 51±2mm2, 定切削用量及工時粗鏜中間孔51,選用鏜床T68,查表得進給量f=0.27mm/r,切削速度v=0.20.4m/s,取v=0.25m/s,則轉(zhuǎn)速n= = =93.6r/min查得T68標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n=100r/min則實際速度v= =16.02m/min切削工時:t= (23); =35mm; =5mm鏜刀的主偏角= 則取 = 5mm, =3mm, =5mmt =1.59min =95.4s半精鏜中間孔

18、55mm 查表得進給量f=0.15mm/r 切削速度v= 0.3m/s 轉(zhuǎn)速n = 查取T68鏜床標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n=100r/min 則實際切削速度v=切削工時: t=（四）工序050080粗、精鏜上、下孔 (一)粗鏜 1、加工73孔的測量長度，由于工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，故需進行尺寸換算，加工完畢后應(yīng)保證尺寸5mm，尺寸鏈如圖所示，加工時應(yīng)保證尺寸A，A=30-5=25，5mm、30mm為自由尺寸，按自由尺寸取公差等級IT16級，則其公差為，則A=，加工是以保證尺寸A間接保證尺寸5mm。 2、加工余量工序內(nèi)容總加工余量經(jīng)濟精度粗糙度加工前尺寸工序尺寸加工余量最小最大粗鏜上、下端孔至18IT126

19、.315.516.3精鏜上、下孔至2IT83.21.72.53、確定粗鏜切削用量3.1、刀具選用：選用刀具為YG6硬質(zhì)合金，直徑為30mm的鏜刀，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南（后稱設(shè)計指南）178頁表5-113主偏角=90°，副偏角=15°、刃傾角-°、前角10°、后角°，.、確定背吃刀量：由于加工余量為16mm，可分為兩次走刀，取其直徑余量分別為10mm，6mm，所以=mm，mm 3.3、確定進給量f：根據(jù)設(shè)計指南表5-115，當(dāng)粗鏜鑄鐵，鏜刀直徑為30mm，鏜刀伸出長度為150mm時，取=0.26mm/r,=0.5mm/r，查表5-119

20、得鏜刀后刀面最大磨損限度為1.4mm，刀具壽命T=60min3.4、確定切削速度：根據(jù)設(shè)計指南表2-8，v= ，試中=208， =0.2， =0.4，m=0.28，=1.0×0.8×1.08×1.04=0.9，所以=74m/min ，=m/min。=305r/min，=278r/min，查機床轉(zhuǎn)速表取=370r/min，=305r/min，修正=m/min=1.26m/s, m/min=1.13m/s.最后修正為=0.26mm/r,=0.5mm/r，=5mm，=3mm，=1.26m/s, =1.13m/s,=370r/min,=305r/min,3.5、校驗機床功

21、率：根據(jù)設(shè)計指南表2-18的計算公式，車削時的功率（kw）為=，其中=,查表2-10得=900， =1.0，=0.75，=0，=5f=026mm/r,v=75.52m/min,=1.08×1.0×1.0=1.08=900×××1.08=1749.6N,=0.36kw<7kw,滿足要求。 3.5、確定基本工時根據(jù)鏜削機動時間的計算公式，因為刀具主偏角為90°，所以 =23取為3， =35，取為5，=5，i=1由=0.26mm/r,=0.5mm/r，=370r/min,=305r/min,并代入公式得=0.19min， =0.12m

22、in。（二）精鏜 1、確定刀具：所選刀具材料為YG6硬質(zhì)合金，直徑為30mm的鏜刀，主偏角=90°，副偏角=10°、刃傾角0°、前角15°、后角°，2、確定背吃刀量：查機械加工工藝手冊573頁表2.4-66得精鏜直徑為5080孔的直徑余量可為2mm，取=0.6mm，=0.4mm，兩次走到可完成加工。3、確定進給量：查機械加工工藝手冊573頁表哦2.4-66，鏜孔直徑為73mm切削深度為0.6mm，0.4mm加工鑄鐵精加工時的進給量為=0.25mm，=0.15mm，查設(shè)計指南182頁表5-119，硬質(zhì)合金鏜刀精加工鑄鐵時的后刀面最大磨損限度為0.

23、6mm，刀具壽命T=60min。4、確定切削速度：根據(jù)設(shè)計指南表2-8，v= ，試中=208， =0.2， =0.4，m=0.28，=1.0×0.8×1.08×1.04=0.9=115.6m/min,=169.1m/min.r/min,r/min。查轉(zhuǎn)速表有480r/min,710r/min的轉(zhuǎn)速，所以對切削速度進行修正：=110.03m/min=1.83m/s,=160.7m/min=2.71m/s。最后確定=0.6mm，=0.4mm，=0.25mm，=0.15mm，=1.83m/s,=2.71m/s,=480r/min,=710r/min。由于是精加工，所以不

24、必進行機床功率校驗。5、確定工時根據(jù)鏜削機動時間的計算公式，因為刀具主偏角為90°，所以 =23取為3， =35，取為5，=5，i=1，由=0.25mm，=0.15mm，=480r/min,=710r/min并帶入公式得=0.15min，=0.17min（五）工序090110鉆孔、攻絲工序090 鉆M8底孔，攻螺紋，以小頭孔上端面和零件中線為基準(zhǔn)（1）鉆螺紋底孔mm機床：Z525立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：查簡明手冊表得，取。所以實際切削速度為：計算切削基本工時：超切量和入切量y+=4

25、（2）攻螺紋M8機床：Z525立式鉆床刀具：絲錐M8，P=1.25mm切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機床使用說明書選取：，則；機動時，計算切削基本工時：工序100 鉆、鉸8錐孔，以小頭孔上端面和小頭孔軸線為基準(zhǔn)。刀具：專用刀具機床：Z525立式鉆床確定進給量：根據(jù)切削手冊表查得，查Z525機床使用說明書，現(xiàn)取。查切削手冊表，計算機床主軸轉(zhuǎn)速：按機床選取，所以實際切削速度為：計算切削基本工時：超切量和入切量y+=10工序110 銑斷，以小頭孔上端面和小頭孔軸線為基準(zhǔn)。選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中齒，Z=40采用X61臥式銑床查切削手冊，選擇進給量為：,切削速度為：，則：根據(jù)

26、簡明手冊表得，取，故實際切削速度為：此時工作臺每分鐘進給量應(yīng)為：查切削手冊表得，剛好有。計算切削基本工時：超切量和入切量y+=30六、夾具的設(shè)計(一)、明確任務(wù)，分析資料1、本夾具設(shè)計工序010的粗精銑22小頭孔上端面。本工序要求如下：（1）、保證圖上所標(biāo)尺寸；（2）、保證上端面粗糙度Ra3.2。2、分析資料（1）、本道工序為前期加工，其他尺寸沒有保證，選工件底面為粗基準(zhǔn)；（2）、中批生產(chǎn)，要求精度不是很高，所以夾具采用簡化結(jié)構(gòu)，降低夾具設(shè)計與制造的成本，提高經(jīng)濟效益。（二）確定結(jié)構(gòu)方案1、定位方式：為保證加工時零件的位置固定，須限定其在6個方向上的自由度，實現(xiàn)完全定位。為了方便裝夾故選用底面和小頭孔外圓面為定位基準(zhǔn)。2、選擇定位元件，設(shè)計定位裝置