1、1制造工艺学课程设计全套图纸，加 153893706机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：制定 831007 拨叉的加工工艺，设计钻 M8钻床夹具2班级：机电 052 班学号：0501040232设计者：指导教师： 哈尔滨理工大学2008 年 6 月 24 号 机械制造工艺学课程设计任务书题目: 制定 831007 拨叉的加工工艺，设计钻 M8 孔钻床夹具内容：1.零件图 1 张2.毛坯图 1 张3.机械加工工艺过程卡片 1 张 34.机械加工工序卡片 1 张5.夹具零件图 1张6.夹具装配图 1张7. 课程设计说明书 1份 目录设计说明书-1设计任务书-2序言-4零件的分析-5（一）零件的作
2、用-5（二）零件的工艺分析-5确定生产类型-6确定毛坯-7（一） 确定毛坯种类-7（二） 确定铸件加工余量及形状-7工艺规程设计- 8(一) 选择定位基准- 8（二）制定工艺路线- 84（三）选择加工设备和工艺设备-9（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定-9夹具设计- 15(一) 问题的提出-15(二) 夹具设计- 15参考文献-17序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
3、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“四化”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。5一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，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 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。（二）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
4、，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：1. 小头孔 以及与此孔相通的 的锥孔、 螺纹孔0.218M2. 大头半圆孔 53. 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 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。6二、 确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲
5、领为 10000 件/年，零件的质量是 1.0Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册321 页表 15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，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。7三 、 确定毛坯（一） 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册324 页表 15-5 选用铸件尺寸公差等级 CT9 级。（二） 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
6、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示：简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D1 22mm G 3.0 2孔降一级双侧加工D2 55mm G 3.0 2 孔降一级双侧加工T2 73mm 6.5 单侧加工T3 50mm G 2.5 单侧加工T4 73mm 6.5 单侧加工8（三）绘制铸件零件图：见附页四 、工艺规程设计(一)选择定位基准：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。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
7、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。（二）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。查机械制造工艺及设备设计指导手册346 页表 15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 工序内容 定位基准 工序 工序内容 定位基准010 粗铣两端小头孔上端面T1 及小头孔外圆100 半精镗中间孔T1 及小头孔外圆020 粗铣中间孔上端面T1 及小
8、头孔外圆110 钻 2-锥销8孔、螺纹M孔、功T1 及小头孔9（三）选择加工设备和工艺设备1 机床的选择：工序 010060 均为铣平面，可采用 X6140 卧式铣床。工序 070080 采用钻床。工序 090100 采用镗床。工序 110 采用钻床。多刀具组合机床。工序 120 采用铣断机床。2 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔 ，由于精度不高，可采用硬质513H合金铰刀。4 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。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
9、寸采用通用量具即可。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1 圆柱表面工序尺寸：螺纹8M030 粗铣中间孔下端面T3 及小头孔外圆120 铣断 T1、D1040 精铣两端小头孔上端面T1 及小头孔外圆130 去毛刺050 精铣中间孔上端面T1 及小头孔外圆140 检查060 精铣中间孔下端面T3 及小头孔外圆150 若某道工序有误返工070 扩两端小头孔T1 及小头孔外圆080 精铰两端小头孔T1 及小头孔外圆090 扩中间孔 T1 及小头孔外圆10前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：工序余量加工表面 加工内容加工余量精度等级工序尺寸 表面
10、粗糙度 ()Ram最小 最大铸件 6 CT9 492.0扩孔 5.8 IT12 586.3 2.0 6.25513H（D2）半精镗0.2 IT10 .103.2 0.05 0.25扩孔 5.84 IT12 6.3 2.0 6.250.21精铰孔0.06 IT7 0.211.6 0.05 0.252 平面工序尺寸：工序余量工序号 工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差 最小 最大铸件 2.5 CT9010 粗铣两端小头孔上端面2 58.5 12 0.251.60 3.60020 粗铣中间孔上端面6 27 12 0.251.65 6.5030 粗铣中间孔下端面6 21 12 0.251.75
11、 6.5040 精铣两端小头孔上端面0.5 58 11 0.160. 35 1.16050 精铣中间孔上端面0.5 20.5 10 0.60.47 1.12060 精铣中间孔下端面0.5 20 10 0.60.47 1.123 确定切削用量及时间定额：11工序 010 以 T1 为粗基准，粗铣 22 孔上端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣 22 孔上端面。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 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min,
12、Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 020 和工序 030 以 T1 及小头孔外圆为基准 55 孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣 55 上端面。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 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6
13、）计算基本工时tmL/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序 070 和 080 以 T1 及小头孔外圆为基准，扩、精铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。1. 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 o12，二重刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度 ml5.112010302.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/86.7. 5.120dl所以， /0按钻头强度选择 按机床强度选择rf/5.1 rmf/3.最终决定选择机床已有的进给量 经校验rmf/48.0校验
14、成功。max609Ff（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.mm，寿命inT（3）切削速度查切 修正系数 rvc/180.1TVK.MV0.1tvK13故 。0.1Kxv.v10apvKrmc/8in/3.80rdns查简明手册机床实际转速为 in/27rc故实际的切削速度 mndvsc/4.150.计算工时 in.45.1273nfLtm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： in/27rrmf/48.0min/4.15vcmd8.190精铰： i/rrf/. i/.vc720IT工序 090 和 1
15、00 T1 及小头孔外圆为基准，扩、半精镗 55 孔。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o11，二重刃长度 b=11mm,横刀长 b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 ml3112010302.选择切削用量（1）决定进给量查简明手册 rf/.按钻头强度选择 按机床强度选择m2rmf/53.0最终决定选择 Z550 机床已有的进给量 经校验rf/4.校验成功。max450126FFf14（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，寿命min140T扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册 ）为 0.9.mm，
16、寿命6铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册 ）为.mm，寿命 i2（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/00.1TVK.MV0.1tvK故 。.1Kx.v10apv rmc/2in/6.320rdns查简明手册机床实际转速为 in/125rc故实际的切削速度 mndvsc/8.0扩铰和半精铰的切削用量同理如下：扩钻： i/125rrf/40.min/5.19vcmd7.490半精铰： in/rrmf/. i/6.vc50IT.计算工时 in52.03.1287nfLtm所有工步工时相同。rf/4.0mi/4.1vc 720ITd15五、 卡具设计决定设计第 110 道工序钻 M8 孔的钻
17、床卡具。本卡具将用于 Z525 立式钻床。刀具为 M8 丝锥，以及4 的高速钢麻花钻。（一） 问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。（二） 卡具设计1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择20 孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。162 切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 扭矩 Mfyzc 68.0.20 4
18、.7.由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为 NFf04.52取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3. 定位误差分析本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。4. 卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。卡具上设置有钻套，用于确定的钻头位置。17六、参考文献赵家齐编,机械制造工艺学课程设计指导书.-哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社，1984.8李云主编,机械制造及设备指导手册.- 北京:机械工业出版社,1997.8孟少农主编,机械加工工艺手册.-2-北京: 机械工业出版社,1991.9。
