倒擋撥叉加工工藝及鉆φ8斜孔夾具設計

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0401080217機械加工工序卡片文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 3 頁產(chǎn)品名稱倒擋撥叉零(部)件名稱倒擋撥叉第 6 頁車間工序號工序名稱材料牌號倒角5倒角ZG310-570毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)鉆床Z5251夾具編號夾具名稱冷卻液專用夾具工序時間準終單件工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉速/(r/min)切削速度/(m/min)進給量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次數(shù)工時定額基本輔助1倒角145锪鉆2720.2280.1323描圖描校底圖號裝訂號*編制(日期)審核(日期)會簽(日期)*a標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機自0802 洪立星 0401080217機械加工工序卡片文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 6 頁產(chǎn)品名稱倒擋撥叉零(部)件名稱倒擋撥叉第 4 頁車間工序號工序名稱材料牌號銑6銑腳面開擋ZG310-570毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)銑床X621夾具編號夾具名稱冷卻液專用夾具回轉工作臺工序時間準終單件工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉速/(r/min)切削速度/(m/min)進給量/(mm/z)背吃刀量/(mm)走刀次數(shù)工時定額基本輔助1銑R15面鑲齒三面刃銑刀，游標卡尺、粗糙塊15047.10.2212銑R19面20062.830.2213銑圓環(huán)面25078.50.241描圖描校底圖號裝訂號*編制(日期)審核(日期)會簽(日期)*a標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機自0802 洪立星 0401080217機械加工工序卡片文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 6 頁產(chǎn)品名稱倒擋撥叉零(部)件名稱倒擋撥叉第 5 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間7銑ZG310-570毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)銑床X621夾具編號夾具名稱冷卻液專用夾具工序時間準終單件工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉速/(r/min)切削速度/(m/min)進給量/(mm/z)背吃刀量/(mm)走刀次數(shù)工時定額基本輔助1銑槽底面鑲齒三面刃銑刀、游標卡尺、粗糙塊15047.10.2 212銑槽鑲齒三面刃銑刀、游標卡尺、粗糙塊22069.10.241描圖描校底圖號裝訂號*a編制(日期)審核(日期)會簽(日期)*標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機自0802 洪立星 0401080217機械加工工序卡片文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 6 頁產(chǎn)品名稱倒擋撥叉零(部)件名稱倒擋撥叉第 6 頁車間工序號工序名稱材料牌號機加工車間8鉆孔ZG310-570毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)鉆床Z5251夾具編號夾具名稱冷卻液專用夾具工序時間準終單件工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉速/(r/min)切削速度/(m/min)進給量/(mm/r)背吃刀量/(mm)走刀次數(shù)工時定額基本輔助1鉆8.7直柄麻花鉆、,游標卡尺、塞規(guī)96026.240.498.712去毛刺描圖描校底圖號裝訂號*編制(日期)審核(日期)會簽(日期)*a標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字日期機自0802 洪立星 0401080217機械加工工藝過程卡片 文件編號(廠名全稱)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零(部)件圖號共 1 頁產(chǎn)品名稱倒擋撥叉零(部)件名稱第 1 頁材料牌號ZG310-570毛坯種類鑄鋼毛坯外形尺寸66*67*91每坯件數(shù)1每臺件數(shù)1備注工序號工序名稱工序內(nèi)容車間工段設備工藝裝備工序時間準終單件1鑄造2熱處理退火 3銑端面銑端面24機加工X62專用夾具4鉆孔擴孔鉆13內(nèi)孔、擴14H13孔機加工Z525專用夾具5倒角兩端145機加工Z525專用夾具6銑腳面開擋粗銑R15、銑R19、銑開擋機加工X62專用夾具7銑槽銑槽14H13 底面及撥叉機加工X62專用夾具8鉆孔鉆8.7機加工Z525專用夾具9去毛刺10檢驗描校底圖號裝訂號*a標記處數(shù)更改文件號簽字日期標記處數(shù)更改文件號簽字編制 (日期)審核會簽(日期)*日期 目 錄 一、序言2二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定2三、毛坯的選擇與設計4四、加工方法和工藝路線的設計6五、工序設計9六、確定切削用量及基本時間12七、夾具設計16八、設計小節(jié)17九、參考文獻17一、序言機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造基礎和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的又一個實踐教學環(huán)節(jié)。這次設計我們能綜合運用機械制造基礎中的基本理論，并結合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機械制造工藝問題，在老師和同學的幫助下，我還對夾具，機床，刀具的的結構和工作原理有了更深的了解，不知不覺中我的圖紙分析、結構設計能力都得到了提高，為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。 在結束了機械制造基礎及有關課程的學習后，通過本次的設計使我們所學的知識得到了鞏固和加深，并培養(yǎng)了我們學會全面綜合地運用所學知識，去分析和解決機械制造中的問題的能力。由于能力有限，經(jīng)驗不足，設計中還有許多不足之處，希望老師多加指教。二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1 零件的作用 題目所給的零件為倒擋撥叉，是與操縱機構零件結合用與撥動滑動齒輪實現(xiàn)輸出軸的倒轉。故對配合面、14H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆? 零件的工藝分析通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結構比較復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9表面粗糙度為Ra6.3um，其軸軸要保證直線度M級0.03；斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0；開擋公差尺寸為0.1到0.2，表面粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25；R19面粗糙度為Ra12.5um，表面要求淬火處理，硬度要求為4853HRC；下爪總長公差尺寸為-1到0；后腳面公差尺寸為0到0.52，前面到軸線尺寸18的公差尺寸為0.2；孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為0.15，孔深32公差尺寸為-1到0；撥叉尺寸要求較高，兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對稱度為0.4，內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5，內(nèi)表面滿足配合14H13公差尺寸為0到0.27，其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還需锪平直徑為12；孔24端面、開擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽14H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖結構復雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。3 零件的生產(chǎn)類型依設計題目，結合生產(chǎn)實際可知該零件的生產(chǎn)綱領零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。三、毛坯的選擇與設計1 選擇毛坯 該零件材料為ZG310-570，屬于批量生產(chǎn)，而且零件的結構復雜，采用鑄件成型。2 確定機械加工余量 鑄件的尺寸公差按GB/T6414-1999確定，機械加工余量按GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復雜的零件，所以毛坯選擇砂型鑄造。根據(jù)GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT為8-12級。加工余量等級為FH。所以，可取CT=9級。查表（GB/T6414）查出各表面的公差數(shù)值。零件尺寸公差CT端面462腳面圓柱面151.6腳面圓柱面191.7兩腳面尺寸61.514H13槽面尺寸141.6槽底面141.6叉腳開擋尺寸231.73 設計毛坯圖 撥叉毛坯圖尺寸（單位：mm）零件表面總余量毛坯尺寸公差CT端面462502腳面圓柱面152131.6腳面圓柱面192171.7兩腳面尺寸62101.514H13槽面尺寸142101.6槽底面142121.6叉腳開擋尺寸232191.7下圖為該零件的毛坯圖（具體尺寸請看毛坯圖）：四、加工方法和工藝路線的設計1 定位基準的選擇 （1）粗基準的選擇工件在加工第一道或最初幾道工序時，一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準，這個是粗基準，該零件選用肋板6的左端面作為粗基準來加工14H9孔。以上選擇符合粗基準的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則，以及當零件有不加工表面應該以這些不加工表面做粗基準的原則，在以后的工序中，則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準，加工14H9孔，保證其軸線的直線度，并作為以后工序的定位基準，這個基準就是精基準。（2）精基準的選擇在選精基準時采用有基準重合，基準統(tǒng)一。這樣定位比較簡單可靠，為以后加工重要表面做好準備。2 零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等，材料為ZG310-570。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關資料，其加工方法選擇如下。（1）24端面:表面粗糙度為Ra25um，可選粗銑即可滿足要求。（2）14H9孔：公差等級為9級，表面粗糙度為Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級按IT9，可以先鉆后擴孔來滿足要求。（3）開擋15內(nèi)圓柱面：表面粗糙度為Ra25um，未標注公差等級，故粗銑即可滿足要求。（4）腳面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（4）開擋：表面粗糙度為Ra12.5um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（5）槽14H13：表面粗糙度為Ra12.5um，公差等級13，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（6）槽14H13底面：表面粗糙度為Ra25um，加工方法可采用粗銑即可達到要求。（7）孔：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸為0到0.1，根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級按IT11，采用鉆孔即可達到要求。3 制訂工藝路線 工藝路線的擬定為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度、位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領為成批生產(chǎn)所采用的通用機床配以專用加工夾具，并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降?，F(xiàn)有工藝路線如下：- 20 -工藝路線一工藝路線二精鑄退火精鑄退火工序工序1. 銑端面1. 鉆孔2. 鉆孔2. 粗銑腳面3. 擴孔3. 銑端面4. 倒角4. 擴孔5. 粗銑腳面5. 倒角6. 銑開擋6. 銑開擋7. 銑槽7. 銑槽8. 鉆孔8. 鉆孔9. 精銑腳面方案的比較選擇：方案2先銑腳面雖然滿足了先面后孔的原則，但是對于后面工序的基準選定卻不夠方便，所以不合理，根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟性級工序內(nèi)容的簡便性可選擇方案一，并制定出詳細的工序內(nèi)容。毛坯為精鑄件，拿到毛坯后應該先退火處理下，消除掉鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力及誤差。并在毛坯車間調(diào)整好毛坯的機械性能以達到技術要求，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下：1. 鑄造2. 熱處理3. 銑端面4. 鉆13孔、擴14H9孔5. 倒角6. 銑腳面、開擋7. 銑槽8. 鉆8.79. 去毛刺10. 檢驗根據(jù)工序安排編出機械加工工序卡，共6張。五、工序設計1 選擇加工設備與工藝裝備（1）選擇機床1-1工序4鉆13孔、擴14H9孔、工序5倒角及工序8鉆8.7，工步不多，選用立式鉆床就能滿足要求，本零件外廓尺寸不大，選用Z525立式鉆床。1-2工序3、6、7是粗銑和精銑，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，故選用臥式銑床就能滿足要求，選用X62臥式銑床即可。（2） 選擇刀具（參考指南） 1-1工序3銑端面1-2工序4鉆13孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T1438.1-1996。其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。1-3工序4擴14H9孔。選擇14 GB/T 1141-1984。其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。1-4工序5倒角。1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀，直徑為100，孔徑d=27，齒數(shù)z=12。1-6工序8鉆8.7孔?？讖綖?.7mm無通用刀具，故可制造專用刀具，方便制造及經(jīng)濟效益，可做成直柄麻花鉆。（3）選擇量具本零件為中批量生產(chǎn)，一般盡可能采用通用量具，根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求，參考有關手冊資料，選擇量具如下表：工序工序名稱量具3銑端面游標卡尺、粗糙塊4鉆13孔擴、14H9孔游標卡尺、塞規(guī)5倒角游標卡尺6銑腳面、開擋游標卡尺、粗糙塊7銑槽游標卡尺、粗糙塊8鉆8.7游標卡尺、塞規(guī)2 確定工序尺寸（1）24端面加工余量加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑粗銑粗銑端面50446Ra25（2）鉆13、擴14H9孔加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度鉆擴孔鉆孔擴孔鉆孔擴孔鉆孔擴孔131Ra6.3（3）面加工余量加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗銑精銑粗銑精銑粗銑精銑R15圓柱面2 15Ra25R19圓柱面2Ra12.5腳面1.60.4Ra12.5Ra6.314H13槽底面210Ra2514H13槽1.60.414.4Ra25Ra12.5（3）鉆孔 加工表面工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度孔8.7Ra25六、確定切削用量及基本時間1工序3切削用量：本工序為粗車端面，已知加工材料為ZG310-570，表面淬火處理后HRC40-50。確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高，選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。2 工序4切削用量：本工序為鉆13mm、擴14H9。2.1確定鉆13mm孔的切削用量。所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆，其直徑為13mm，工作長度101mm，莫氏錐度為1號，總長182mm。 確定切削用量=13/2=6.5mm，查表得進給量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。則主軸轉速n=514.19r/min,故取n=545r/min，此時v=22.26m/min。2.2確定擴14H9孔的切削用量。所選刀具為14 GB/T 1141-1984，其直徑為14mm，工作長度108mm，莫氏錐度為1號，總長189mm。 確定切削用量=1/2=0.5mm，查表得進給量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。則主軸轉速n=1364.19r/min,故取n=960r/min，此時v=42.2m/min。 2.3基本時間確定鉆13mm孔的基本時間=確定擴14H9孔的基本時間=3工序6 切削用量：本工序是銑腳面、開擋，先粗銑，后半精銑。3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。 3.3確定開擋腳面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=6.3um及有垂直度要求），選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4工序7本工序為銑槽，先粗銑槽底，再銑槽。4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=2mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=25um），選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。=4mm,查表得進給量f =0.2mm/z，又X62銑床主軸轉速30-1500 r/min，精度要求較高（Ra=12.5um且對稱度為0.4），選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm，則切削速度為。校核機床功率： 參考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw7.5kw ，故可用。5 、工序8 本工序為鉆8.7，并锪平12。確定鉆8.7孔的切削用量，由參考資料5查表3.2-65可知，所選刀具為直柄麻花鉆，GB/T6135.4-2008，其直徑為8.7mm，工作長度為81mm，總長度為125mm。 確定切削用量=8.7/2=4.35mm，由參考資料2得進給量 f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。則主軸轉速n=987.8r/min,故取n=960r/min，此時v=26.24m/min。 由參考資料2，表6.2-5得， 鉆孔時，f=0.49mm/r,n=1100r/min , 七、夾具設計本夾具是鉆的專用夾具。分析 孔mm的表面粗糙度為Ra 25um，可一次鉆削保證。該孔在軸線方向的設計基準是距離開擋前腳面的尺寸為41.50.15mm；在徑向方向上的設計基準是孔的中心線，8.7的中心線與孔的中心線垂直且相交，該尺寸精度可以通過鉆模來保證。由參考資料5可知，立鉆Z525的最大鉆孔直徑是25mm，主軸端面到工作臺的最大距離H為700mm，工作臺尺寸為375mm500mm，其空間尺寸完全能夠滿足夾具的布置和加工范圍要求。本工序為單一的孔加工，夾具可采用固定式。定位方案 工件以開擋前腳面，孔及8.7孔所在的圓柱為定位基準，8.7孔所在的圓柱面為未加工端面，作為粗基準，孔的軸線為精基準，用兩個V型塊24及兩個A型移動壓板A860來限制工件的五個自由度（三個移動，兩個轉動）。用圓柱銷限制開擋的前腳面，此時最后一個轉動自由度也被限制，故完全定位。（1） 定位元件 兩個V型塊24，材料為20鋼，JB/T8018.1-1999；兩個A型移動壓板A860，材料為45鋼，JB/T8010.1-1999；圓柱銷，材料為T8。（2） 夾緊機構 針對大批量的生產(chǎn)，為了方便裝載，采用基準中心夾緊即可以保證加工要求。（3） 對刀裝置 采用快換鉆套對刀，刀具為直柄麻花鉆。（4） 鉆削切削力，切削扭矩及夾緊力計算 由參考資料5，查表17-16，得 切削扭矩 切削力 其中，d鉆頭直徑； f每轉進給量； 修正系數(shù)，按表17-17選取。 故 切削扭矩 T=14.5N 切削力 夾緊力其中，查表17-10，可得，可得則夾緊力（5） 定位精度分析 定位孔與定位銷配合尺寸取，其中工件定位孔尺寸為，定位銷尺寸。工序要保證的精度有槽深度10以及槽兩側對稱度為0.4。對于槽底對孔軸線的距離為10mm，工序尺寸為10mm定位基準與工序基準重合，所以基準不重合誤差為0，故槽深上偏差為14.018-14.023=-0.005mm，下偏差為14-14.034=-0.034mm，故其定位誤差為0.029；對于槽兩側的對稱度，定位基準與工序基準不重合，誤差為。八、設計小結 機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，和一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學四年生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎. 由于能力有限、時間有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導 九、參考資料1機械制造技術基礎課程設計指南 秦凱主編 化學工業(yè)出版社2機床夾具設計手冊 王光斗 王春福主編 上?？茖W技術出版社3機械制造技術基礎 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社4機床夾具設計手冊 上?？茖W技術出版社5機械加工工藝師手冊 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社