哈工大夹具设计课程设计831003讲解Word文档下载推荐.docx

1、通槽下底面2M8通孔85 锥孔配件5三）拨叉的工艺性分析其加工有四组加工：（1）以 22H 12为主要加工面，拉内花键槽 25H 7 ，槽数为 6 个，其粗糙 度要求是底边 Ra 1.6，侧边 Ra 3.2， 22H12 内孔粗糙度 Ra 6.3。（2）另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为 Ra 3.2 。（ 3）第三组为粗精铣 18H11 底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边Ra 3.2 ，槽底的表面粗糙度要求是 Ra 6.3 。（ 4）钻并攻丝 2-M8。三、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料由题目已知为 HT200，其生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到 零件需加工表面少，精

2、度要求不高，有强肋，且工作条件不差，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 要求。内花键和螺纹孔、锥孔较小，不可直接铸出。（二）基面的选择 选择基面是工艺规程制定中最为重要的环节之一，机敏选择合理与否， 直 接关系到零件加工质量、生产效率和废品率的高低。1.粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件， 为了保证不加工面与加工表 面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工 表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保 证工件某重要表面加工余量均匀时， 应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保 证工件

3、某重要表面的余量均匀， 应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平 整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可 靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。从这些原 则出发，结合零件分析，选择拨叉的右表面作为粗基准。2.精基准的选择 应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准 应能保证定位准确， 夹紧可靠，夹具简单， 操作方便等。根据形位公差的要求， 选择花键中心线为精基准。（三）表面加工方法的选择 本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差 等级及粗糙度要求可见前面的分析和零件图。其加工方法的选择如下：（ 1

4、）花键：花键大径表面粗糙度为 Ra1.6m，毛坯孔未铸出，需钻，扩、 铰孔、然后直接用拉刀拉出。（2）端面：本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材 料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗 糙度为 Ra3.2m及 Ra6.3m，经粗铣和半精铣即可。（3）M8mm螺纹孔：配钻方式加工。（4）内倒角：加工角度为 15 度的内倒角，采用钻床加工即可。（四）工序顺序的安排1.“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉左端面2.“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3.“先主后次”原则，先加工主要表面拔叉头左端面内花键孔，后加 工次要表面拨叉上端面

5、和通槽底面及内侧面。4.“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；先加工拨叉 上端面，后钻 M8孔（五） 确定工艺路线 在考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定工艺路线方案如下：1.工艺路线方案一 工序：粗铣左端面 工序：钻孔 20mm、 扩孔至 22+00.021mm R a=3.2 m 工序：拉花键，保证尺寸 25H7和 6H9 工序：精铣左端面至 80mm Ra=3.2 m 工序：粗铣沟槽 16 工序：精铣沟槽 18 +00.11 35槽底 Ra=6.3 m 槽内侧 Ra=3.2m 工序：粗铣上平面 工序：精铣上平面 Ra=3.2 m 工序：钻孔 26.7 ，攻螺纹 2M8mm

6、 工序：倒角 0.4 15工序：去毛刺、清洗工序：检验2.工艺路线方案二 工序：精铣左端面至 80mm，Ra=3.2 m 工序：钻孔 20mm、 扩孔至 22+00.021mm R a=3.2 m 工序： 工序：拉花键，保证尺寸 25H7和 6H9 工序：粗铣沟槽 16 工序： 35槽底 Ra=6.3 m 槽内侧 Ra=3.2m 工序：粗铣上平面 工序：精铣上平面 Ra=3.2 m 工序：M8mm 工序：去毛刺、清洗 工序：3.工艺方案的比较分析与选择 上述两种方案均是符合工序安排原则的，但在部分细节排序上有所不同。 而诸如先精加工槽或者表面后加工花键等明显不符合原则的方案则直接略去， 在此列

7、举没有意义。而粗加工和精加工也应该分开，否则粗加工精加工机床的 特性不同可能造成加工精度的不够。 虽然粗加工有时候能达到所要求的精度条 件，但考虑工人水平和机床的可能不是很好，所以采用粗、精加工的方式。方案一的左端面的粗、 精加工是断开的，而方案二则是放在了一起连续进 行。该零件的精基准是花键中心，所以精加工应尽量以其为基准，所以建议左 端面的精铣应放在花键的加工之后。这样更加符合“先基准后其他” “先粗后 精”的原则。再来看倒角，方案一的倒角工序放在了拉花键之后，这样做的结 果是在倒角过程中切削量变化很大， 造成刀具收到冲击，降低了刀具的寿命甚 至于损坏刀具。所以方案二对于倒角工序的安排更加

8、合理。本次产品车床拨叉是中批量生产， 所以工序太多必然会增加机床和人力成 本，但是工序太集中又会使得生产效率低下，所以一个工序中尽量最多安排两 个工步。根据上述分析，最终确定工艺方案路线如下表：工序名称设备工艺装备粗铣左端面X52K立式铣床端铣刀、卡尺钻孔 20mm、 扩孔至 + 0.02122+00.021mm Ra=3.2mZ525立式钻床麻花钻、扩孔钻、卡尺、 塞规卡尺拉花键卧式拉床 L6120拉刀、卡规精铣左端面至 80mm Ra=3.2 粗铣沟槽 、精m铣 沟槽 18 +00.11 X62卧式铣床三面刃铣刀、卡规、深 度卡尺粗铣上平面 、精铣上平面 6.7麻花钻、塞规攻螺纹 2 M8

9、mm丝锥钻、铰 5 锥销孔立式钻床麻花钻、锥度铰刀、塞 规、卡尺去毛刺钳工台平锉清洗清洗机终检塞规、百分表、卡尺等四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（一）余量计算C6140 拨 叉是 中批 量生 产， 材料 为 HT200， 毛坯质量为 0.84kg ，b 200MPa 。根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械 加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。1.零件长 40mm，宽为 80mm，高为 75mm，故零件最大轮廓尺寸为 80mm。选 取公差等级 CT 由机械制造工艺设计课程简明手册中表 2.2-3 可查得毛坯 件的公差等级为 7-9 级，取为 8 级。铸件尺寸公差可以根据

10、加工面的基本尺寸 和铸件公差等级 CT，由机械制造工艺设计课程简明手册 中表 2.2-1 可查得 尺寸公差为 CT=1.6mm。2.求机械加工余量由 机械制造工艺设计课程简明手册表 2.2-5 查得机 械加工余量等级范围为 F。求要求的机械加工余量对所有的加工表面取同一数 值，由机械制造技术基础课程设计指南 表 2.2-4 查得最大轮廓尺寸为 80mm、 机械加工余量为 F 级，为 MA=2.0m。3.求毛坯尺寸， 2-M8通孔和5 锥孔较小铸成实心；所有面单侧加工即： 长度 R=F+MA+CT/2=80+2+1.6/2=82.8mm高度 R=F+MA+CT/2=72+2+1.6/2=74.8

11、mm为了简化铸件的形状取高 75mm和高 83mm，同理于通槽，加工余量选择 3mm。由手册表 2.2-8 可得最小铸造斜度选择 30。 （二）粗，精加工分配：1.顶面的单边总加工余量为 Z2.8mm。查机械制造工艺设计课程简明 手册表 2.3-21 粗加工后余量为 1.0mm,故粗加工量为 Z2mm。2.左端面面精加工余量同 C面Z1mm故 D面粗加工余量 Z2mm。3.通槽：精加工余量 Z1mm故粗加工余量 Z 2mm。4.花键孔：故采用拉削加工，内孔尺寸为 22H12。由机械制造工艺设 计课程简明手册表 2.3-9 确定孔的加工余量分配：钻孔： 20mm扩孔： 22mm拉花键孔： （6-

12、 25H7*22H12*6H9）5.螺纹孔：钻孔 6.7 后攻螺纹。五、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步的切削用量背吃刀量 asp 、进给量 f 及 切削速度 vc 。确定方法是：先确定切削速度（由工序或者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：粗加工全部余量也最好在一 次走刀中全部去除， 在中等功率计床上一次走到可以达到 8-11mm）和进给量（根 据本工序或工步的加工表面粗糙度确定进给量， 对粗加工工序或工步，根据加 工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床的结构强度） ，在确定切削速度（可 用查表法或者计算法） ，用切削速度 vc换算出转速

13、nc ，据此在选择的机床实有 的转速表中选择接近的主轴转速 nc机 作为实际转速，在换算出 vc机 填入工艺文 件。对于粗加工，选取 vc机、asp、 f机后，还有校验机床功率是否足够。（一）铣左端面 粗铣：1.加工条件1工件材料： HT200， b 200MPa ，硬度 190-210HBS，铸造。2加工要求：粗铣左端面至工件长度为 81mm切, 削宽度为 40mm。3机床： X52K立式铣床；4刀具：由工艺手册表 3.1-27 ，选择端铣刀，切削手册表 1.2 ， 刀具材料可选择 YG6。再根据切削手册表 3.1 可知，铣削深度小于 ap =4mm 时，已知铣削宽度为 40mm，可以选择细

14、齿端铣刀直径为 d0 =60mm。根据选择刀具齿数 z=6。根据切削手册表 3.2 ，选择刀具前角 0 5 ，后角 0 8 ， 副后角 0 8 ，主偏角 60 ，过渡刃倾角 30 ，副偏角 5 ，刀齿 斜角 s 10 刀齿过渡刃宽度 b 1.5mm。2.确定切削用量及基本用时（1）确定切削用量1铣削深度 ap ：由于粗铣单边的加工余量为 2mm，故 ap =2mm。2每齿进给量 f z：由切削手册表3.30 可得 X52K铣床的功率为 7.5KW， 根据表 3.5 可得 f z =0.14-0.24mm/z ，可取 f z =0.18mm/z。3铣刀磨钝标准以及耐用度：由切削手册表 3.7 可

15、得，铣刀刀齿后面 最大磨损限度为 1-1.5mm；根据表 3.8 查得铣刀的平均寿命为 T=180min。4切削速度：根据切削手册表 3.16 可查得并未给出数值，所以自行 计算，根据表 3.27 可得铣削时的切削速度公式为：pv 0，m 0.32 ，T 180 min ，ap 2mm，fz 0.18mm/ z，ae 40mm，z 10， d 80mm， kv 1 。则有：245 600.20.32 0.15 0.35 0.2 01000vcd1800.32 20.15 0.180.35 400.2 60 1000 82.83r /min 439.43r /min60根据切削手册 表 3.30

16、 ，选取主轴转速为 n 475r /min ，实际切削速度：n d 475 60vc 89.53m / min 1.49m/ s1000 1000工作台每分钟进给量为 :f Mz vf f zZn机 0.18 6 475 513mm/ min根据切削手册表 3.30 ，工作台进给量可选 vf 475mm/ min校验机床功率：根据切削手册表 3.28 ，铣削功率为 Pc Fcvc c 1000F CFaxpF f zyF aeuF z kFc d0qF nwF kFc实际上每齿的进给量为：fMz zn0.17mm/z475 6式中，CF 54.5，xF 0.9，yF 0.74 ，uF 1.0，

17、wF 0，qF 1.0，ap 2mm，fz 0.18mm/ z ， ae 40mm， z 10，d 60mm， kFc 0.81（表 1.28）0.9 1 154.5 20.9 0.17 401 6601 4750Pc 1000Fcvc 56.02 1.49 0.083KW1000由切削手册表 3.30 可知道 X52K铣床电机功率为 7.5KW，效率 0.75 ， 显然满足使用要求。最终确定的切削用量为 :fz 0.17mm/ z , fMz 475mm / min , n 475r/min , vc 1.49m/ s3.计算基本工时由工艺手册表 6.2-7 可知端铣刀铣平面的时间为 Tj

18、l lf1Mz l2l1 0.5（d d2 ae2） ap （12） 8.79 （1 2） ，取 10；l2 13，取 2tg由于精铣单边的加工余量为 1mm，故 ap =1mm。根据表 3.5 可得 f =0.5-1.0mm/r ，可取 f z =0.1mm/z。 铣刀磨钝标准以及耐用度：由切削手册表 3.7 可得，铣刀刀齿后面 最大磨损限度为 0.3-0.5mm；切削速度：根据表 3.16 可由插值法得铣削时的切削速度为：1000vc 1000 135n c r /min 716r/ mind 60根据切削手册 表 3.30 ，选取主轴转速为 n 750r /min ，实际切削速度：n d

19、 750 60vc 135m / min 。vc 141.37m / min 2.36m/ sc 1000 1000fMz vf fzZn机 0.1 6 750 450mm/ min根据切削手册表 3.30 ，工作台进给量可选 vf 475mm/ min 。 fz fMz 475 0.106mm/ zz n 750 6fz 0.106mm/z, fMz 475mm/ min , n 750r /min , vc 2.36m/ s由Tj l l1 l2 ，而 l,l1,l2 和粗铣相同。fMz二）钻扩 22 孔+倒角1.加工条件 加工要求：钻孔直径 20mm钻, 通。2机床： Z525 立式钻床

20、；3刀具：选择硬质合金麻花钻，切削手册 表 1.2 ，刀具材料可选择 YG6。1进给量 f ：由实用金属切削加工工艺手册可得当 d=20mm加, 工材料 为 HT200时，f =0.2-0.4mm/r ，根据切削手册表 2.35 钻床参数， f =0.22mm/r。2铣刀磨钝标准以及耐用度：由切削手册表 2.12 可得，铣刀刀齿后 面最大磨损限度为 0.4-0.8mm；平均寿命为 T=60min。3根据切削手册表 2.18 可查得， vc 6080（m/min） ,取 vc 60m / min 。根据切削手册表2.35 ，选取主轴转速为 nw 960r / min ，实际切削速度：1m/svc

21、 nw dw 960 20 60m/min最终确定的切削用量为f 0.22mm / r , n 960r /min , vc 1m/ s由切削手册表 2.29 可知入切量和超切量为 l1 8mml l1 80 8 则 tm1 1 0.42 min 25.2sm1 nw f 960 0.221加工要求：扩孔直径 22mm，Ra3.2。选择硬质合金扩孔钻，切削手册 表 1.2 ，刀具材料可选择 YG6。由切削手册表 2.10 可得 f =1.0-1.2mm/r ，根据切削 手册表 2.35 得 f =0.81mm/r。由切削手册表 2.12 可得，铣刀刀齿后 面最大磨损限度为 0.8-1.4mm；

22、平均寿命为 T=40min。3切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册表 8.84 可查得，101000vc 1000 60 0.95vc 0.95m/ s,则 ns c r /min 825r/mindw 22根据切削手册表 2.35 ，选取主轴转速为 nw 680r / min ，实际切削速 度：f 0.81mm/r , n 680r / min , vc 0.87m/ sl l1 80 8tm1 1 0.16 min 9.6sm1 nw f 680 0.81倒角： 为缩短辅助时间，钻床主轴转速与扩孔相同，采用 150锪孔钻， 手动进给。（三）拉花键拉花键 25H7卧式拉床 L6120。矩形

23、花键拉刀， W18Cr4V 做拉刀材料，柄部 40Cr 材料。单面的 齿升量由切削加工简明实用手册表 8-160可得为 0.04-0.1mm，取 0.05mm。2. 确定切削用量及基本用时由表 8-161，可得拉削速度 v =45m/min，取 v =4m/min。 拉削工件长度 l ：l 80mm ； 拉刀长度 l1： l1 760mm； 根据以上数据代入公式（公式由工艺手册表 6.2-15得） Ti zbl k i 1000vf zz 式中参数来自工艺手册表 6.2-15。l 801.2 ， k=1.4, fz 0.05， D （1.25 1.5） l 1.4 80 12.5 ， z 7D

24、 12.5 1.5 80 1.2 1.4 760Ti 0.64 min 38.4si 1000 4 0.05 7四）粗铣精铣通槽粗铣：粗铣至通槽宽度为 16mm，背吃刀量 4mm。 X62 卧式铣床；由工艺手册表 3.1-27 ，选择细齿三面刃铣刀， 切削手册 表 1.2 ，刀具材料可选择高速钢。铣刀直径为 d0 =125mm，厚度 L=16mm刀具齿 数 z=20。根据切削手册表 3.2 ，选择刀具前角 0 5 ，后角 0 16 （周齿）， 0 6 （端齿），主偏角 60 ，过渡刃倾角 30 ，副偏角 2 ，螺旋角 15 。1）确定切削用量由于粗铣两边的加工余量为 4mm，故 ap =4mm

25、。每齿进给量 f z：由切削手册表 3.30 可得 X62铣床的功率为 7.5KW， 根据表 3.3 可得 f z =0.15-0.30mm/z ，可取 f z =0.15mm/z。铣刀磨钝标准以及耐用度：由切削手册表 3.7 可得，铣刀刀齿后面 最大磨损限度为 0.5-0.8mm；根据表 3.8 查得铣刀的平均寿命为 T=120min。v Cvd0qv kvc Tmapxv fZyvaeuvzpv kv式中各项分别为： Cv 25，qv 0.2 ，xv 0.1，yv 0.4 ，uv 0.5 ，pv 0.1，m 0.15，T 120 min ，ap 4mm， fz 0.15mm/ z ， ae

26、 35mm， z 20 ， d 125mm ， kv 1 。25 1250.2vc 1200.15 40.1 0.150.4 350.5 200.1 1 7.46m/min 。1000vc 1000 7.46 n c r /min 18.99r /min125根据工艺手册表 4.2-39 ，选取主轴转速为 n 30r /min ，实际切削速n d 30 125vc 11.78m / min 0.196m/sfMz vf fzZn机 0.15 20 30 90mm/ min根据工艺手册表 4.2-40 ，工作台进给量可选 vf 95mm/ min12式中，CF 300 ，xF 1，yF 0.65 ，uF 0.83 ，wF 0，qF 0.83 ，ap 4mm， fz 0.158mm/ z，ae 35mm， z 20 ，d 125mm ， kFc 0.76 （表 1.28）1 0.65 0.83300 41 0.1580.65 350.83 20Fc 0.83 0 0.76 1991.1Nc 1250.83 300Fcvc 1911.1 0.196Pc c c 0.374KWX62铣床电机功率为 7.5KW，效率 0.75 ，满足使用要求。最终确定的切削 用量为:fz 0.158mm/z, fMz 95mm/ min , n 30r/ m