831002拨叉工艺规程及铣φ60两侧面[保证两面距离12mm]夹具设计【版本3】.zip

哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学机械制造工艺设计机械制造工艺设计课程设计说明书课程设计题目：制定拨叉的加工工艺，设计铣课程设计题目：制定拨叉的加工工艺，设计铣 12 两侧面的铣床夹具两侧面的铣床夹具 学生姓名：学生姓名： 班班 级：级： 机电机电09-2 学学 号：号： 0930130224指导教师：指导教师： 设计日期：设计日期：2011 年年 11 月月 28 日至日至 12 月月 16 日日 1目 录目 录一：工艺规程设计.11、计算生产纲领，确定生产类型：.12、零件分析：.22.1、零件的作用：.22.2、零件的工艺分析.23、确定毛坯的制造方法.24、拟定拨叉工艺路线.24.1 定位基准的选择：.24.2 零件表面加工方法的选择：.34.3 制定工艺路线：.35、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图.46、确定切削用量及基本工时（机动时间）.56.1 拨叉脚端面 A 铣削用量及基本时间的确定.5二、夹具设计.81、问题的提出：.82、夹具设计的有关计算：.8、定位基准的选择：.8、切削力及夹紧力计算：.93、夹具结构设计及操作简要说明：.10三，主要参考文献.10四，设计小结.11一：工艺规程设计一：工艺规程设计设计题目：制定拨叉的加工工艺，设计铣 12 两侧面的铣床夹具1、计算生产纲领，确定生产类型：、计算生产纲领，确定生产类型：该零件是 CA6140 车床上的拨叉，按照老师的要求，设计此零件为中批生产。 22、零件分析：、零件分析：2.1、零件的作用：2.1、零件的作用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2.2、零件的工艺分析2.2、零件的工艺分析 根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工 A 面及22 花键底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。3、确定毛坯的制造方法、确定毛坯的制造方法零件材料为 HT200 灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。4、拟定拨叉工艺路线、拟定拨叉工艺路线4.1 定位基准的选择：4.1 定位基准的选择：定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一， 定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证， 生产率得以提高， 否则， 加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。、粗基准的选择：该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位） ，为保证 A 面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺寸精度加工要求，可以把 A 面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该 3工序总共要消除 X，Y，Z，X，Y 五个自由度（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为 Z 轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽 180+0.012指向 80+0.03 的方向为 X 轴，同时垂直于 X 轴、Z 轴的方向为 Y 轴，取坐标原点为花键孔轴线与 A 面的交点为原点），用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除 X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住 B 面，消除 Z 自由度，达到定位要求。、精基准的选择：主要考虑基准重合问题，要遵循基准统一原则，所以选择用拨叉头左端面作为精基准。4.2 零件表面加工方法的选择：4.2 零件表面加工方法的选择：拨叉脚 2 端面：先粗至 13mm，Ra6.3，再精铣至 12mm，Ra6.34.3 制定工艺路线：4.3 制定工艺路线： 工时工 序号工序名称 工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备准件单件1精铣拨叉头两端面立式铣床X51端铣刀，游标卡尺2精铣拨叉头左端面立式铣床X51端铣刀，游标卡尺3粗扩，精扩，倒角25 孔四 面 组 合钻床麻花钻，扩孔钻，铰刀卡尺，塞规4校正拨叉脚钳工台手锤5粗铣拨叉脚两卧 式 双 面三面刃铣刀，游标卡 4端面铣床尺6铣叉爪口内侧面立式铣床X51铣刀，游标卡尺7粗铣操纵槽底面和内侧面立式铣床X51键槽铣刀，卡规深度卡尺8精铣拨叉脚两端面卧 式 双 面铣床三面刃铣刀，游标卡尺9钻，攻丝 M22螺纹孔四 面 组 合钻床符合钻头，卡尺10去毛刺钳工台平挫11中检塞规，百分表，卡尺12热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等13校正拨叉脚钳工台手锤14磨削拨叉脚两端面平面磨床M7120A砂轮，游标卡尺15清洗清洗机16终检塞规，百分表，卡尺5、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图1、确定毛坯余量铸铁模铸造的机械加工余量按 GB/T11351-89 确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表 2.2-3，表 2.2-4，表 2.2-5 查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量） ，孔的加工总余量由表 2.3-9 查得，表 2.3-9 中的余量值为双边余量。具体见 cad 毛坯图。 56、确定切削用量及基本工时（机动时间）、确定切削用量及基本工时（机动时间）在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。(1)切削用量指：背吃刀量 asp(即切削深度 ap)、进给量 f 及切削速度 Vc 。(2)确定方法是：确定切削深度确定进给量确定切削速度(3)具体要求是：由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀 ap可达 810mm。按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度可用查表法或计算法得出切削速度 Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速 nc 查，根据 Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度 Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度 Vc机、实际进给量 f机和背吃刀量 asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。6.1 拨叉脚端面 A 铣削用量及基本时间的确定6.1 拨叉脚端面 A 铣削用量及基本时间的确定：(1)、(1)、加工条件工件材料：HT200 正火，b b=220MPa，190220HBSHBS 加工要求：粗铣拨叉脚端面。机床选择：为 X51 卧式铣床，采用端铣刀粗铣。机床功率：4.5kw 6工件装夹：工件装夹在铣床专用夹具上。(2)、(2)、确定切削用量及基本工时(2.1) 粗铣(2.1) 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册 表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 d0=100mm，铣刀齿数 Z=10。2）、确定铣削深度 a p：单边加工余量 Z=3，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=3mm3）、确定每齿进给量 fz:根据切削手册表 3.5，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.15mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册 表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册 表 3.8 铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度 Vc：根据切削手册表 3.16 可以查 Vc：由 ap=3mm fz=0.15mm/z，查得Vc=72mm/z n=235mm/z V=360mm/z根据 X51 型卧铣床说明书nc=160r/min Vc=40.2 mm/min (横向) 7实际切削速度和齿进给量：6）、计算基本工时：t=28.8s(2.2) (2.2) 精铣精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表 3.1-27，选择用一把 YG6 硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数 Z=102）、确定铣削深度 ap：由于单边加工余量 Z=1，故一次走刀内切完，则：a p= 1 mm3）、确定每齿进给量 fz:由切削手册 表 3.5，用硬质合金铣刀在功率为 4.5kw 的 X51 铣床加工时，选择每齿进给量 fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册 表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册 表 3.8 铣刀直径 d0=100mm 的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度 Vc：根据切削手册表 3.16 可以查 Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V V =394mm/z=394mm/z根据 X51 型卧铣床说明书 8nc=210 r/min Vc= 52.78mm/min 实际切削速度和每齿进给量：6）、计算基本工时：t=28.8s所以本工序的基本时间为： T T=t1+t2=28.8+28.8=57.6二、夹具设计二、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。1、问题的提出：1、问题的提出：本夹具主要用于第 4 道工序铣拨叉脚 2 端面，由于该端面精度要求不高，所以，在本道工序加工时，要考虑如何提高劳动生产率。2、夹具设计的有关计算：2、夹具设计的有关计算：、定位基准的选择：、定位基准的选择： 粗铣铣拨叉脚 2 端面时，应该选取拨叉左端面作为基准。所以夹具设计时，底面应该再加一块挡板，这样就把零件定位在夹具上了。 9、切削力及夹紧力计算：、切削力及夹紧力计算：刀具：YG6 硬质合金端铣刀 (见切削手册表 3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=28，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.54.50.90.180.742810/(1002550)166.1(N)水平分力：FH=1.1F实182.7(N)垂直分力：FV=0.3F实49.8(N)在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。安全系数: K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.51.11.11.1）182.7=364.8 (N)实际加紧力为 F加= KFH/（U1*U2）=364.8/0.5=729.6 (N)其中 U1 和 U2 为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025螺母选用 M42x1.5 细牙三角螺纹，产生的加紧力为W=2M/D2tg(a+6055)+0.66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=18mm a=2029， D=42mm d=25mm解得： W=17845 (N)此时螺母的加紧力 W 已大于所需的 729.6 的加紧力 F 加，故本夹具可安全工作。 心轴取材料为 Q235 10查表得 Q235 的许用弯曲应力为： 158Mpa弯曲应力=M/Wz=32FL/ 3.14 d3=99.4X32X0.028/3.14X(0.022)2 =2.67 许用弯曲应力 158Mpa (3)定位误差分析由于左端面是靠着夹具体上的，在误差允许的情况下，肯定会产生相应的误差，所以应该尽量底面与垂直面提高垂直 度，以减小误差。3、夹具结构设计及操作简要说明：3、夹具结构设计及操作简要说明：如夹具图所示，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，