机械制造技术课程设计-CA6140车床拨叉[831006]工艺及铣16槽夹具设计.docx

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1、封面摘要机械制造技术和夹具设计是在完成大学的基础课程，技术基础课程和所有专业课程之后的理论和实践的综合应用，其深度主要用丁在某些机器零件和零件的操作中设计夹具。从零件加工开始的备件制造，本文主要分析零件加工方式中需要注意的问题，加工零件可以确保精度并提高工作效率.对丁特殊夹具，精心设计的夹具可以提高生产率和精度，还可以扩展使用机床，使产品既可以提高效率，又可以降低成本，同时确保精度。在本设计中，对车削车削技术的加工进行r分析，加工的方式是比较模式，并在加工过程中选择r最佳的特殊凹槽叉车夹具，开发了许多程序来分析匹配和确定通过这种设计，我们可以提高每项比赛的错误和准施性，从而提高我们组装和装备技

2、术的能力。这是对毕业之前教授的课程的最后一次全面审杳，它也是培训，因此，它在我们的大学生活中起着非常IR要的作用。关使词I夹具.工序.切削用量,分析AbstractThemechanica1.manufacturingtechno1.ogyandmachinetoo1.fixturedesignarethecomprehensiveapp1.icationofIhCoryandPrUCtiCCaftercomp1.etingthebasicCoUniCs,technica1.coursesanda1.1.professiona1.coursesinUniversity.Thisfurtherd

3、eepentheunderstandingofmachineryand1.ayafoundationforthefuturework.Itismain1.yusedforthedesignofspecia1.fixtureforpartsprocessingandsomeprocesses.StartingfromtheProCeSSofpartsprocessing,thepapermain1.yana1.yzestheprob1.emsthatshou1.dbepaidattentiontointheprocessofpartsprocessing,a$we1.1.asthemethods

4、andtechniquesadopted.Thepaihprocessingcanensure(heaccuracyandimprovethe1.aborproductivity.Forspecia1.fixture,agoodfixturedesigncanimprovetheproductivityandaccuracyoftheproductandreducethecost.ItCana1.soexpandtheuserangeofmachinetoo1.s,sothatther小头孔的加工媳5；8的孔选择的加工方法是粘，但其表面粗糙度的要求为Ra=1.6,所以选择加工的方法是钻一一扩一

5、一校。2.3 3生产类型的确认生产纲领是企业根据市场需求和自身生产能力决定的，计划期间内应生产的产品的生产量和进度计划。计划期间通常规定为1年，所以生产纲领也可以算作年产。根据设计要求产量为300年，该部件的总大小相对小型。这是很简单的所述零件备件率为4%,废料率为1%。由机械设计制造工程设计简明手册的生产形态和生产程序的关系，可以判断为小批量生产。3毛坯的选择3.1 毛坯的类型、制造毛坯生产的类型很多。例如，为F确定毛坯的类型和生产状态，例如铸造，锻造，冲压和焊接，应注意：D不同材质代表零件具备的不同性能。毛坯需要根据材质以及性旗来决定如何去制造。铸造还是锻造或者直接选用原材料等均会收到材质

6、性能的即响。2）股形状的笈杂程度直接影响毛坯的选择,皆如简易的轴可以选择棒料，而如果台阶差距较大，可以选择锻造。更复杂的形状可能只能选择模型塑造了。3）批批次的零件会受到精度要求，一般需要考虑加工成本以及材料原料的消耗多少的问题。4）牛产方式也会影响毛坯的，小型车间或许无法完成批量生产，可能要让毛坯外购,这个具体情况需要根据实际的生产环境来决定。5）最后还是耍不断尝试改革，通过新方式新技术等手段完成，努力将成本、质量等考虑到位。考虑到加工中车床的速度变化不像其他机器那么频繁，零件的材料为HT200。但是,在加工过程中，零件经常要承受可变的载荷和冲击载荷，并I1.其外观如杂，不易加工。因此，应选

7、择铸件以提高劳动生产率并确保精度。由于年生产300个妥件已达到小批量生产的水平，并且零件的轮廓尺寸不大，因此可以使用金属模铸来提高生产率并确保精度。3.2 确定毛坯尺寸，设计毛坯图零件的整体尺寸一般由各种面孔组成。零件的表面尺寸、形状结构、加工性能和加工尺寸决定了零件的加工余量。但事实上，由于铸造的技术不是非常先进和成熟，零件实际尺寸和精度却是非常高，所以在这个时候，它只能满足通过增加机械加工余量和后期加工处理以满足尺寸要求。毛坯尺寸与最终件之间的间隙称为加工余量，也称为毛坯余量。储造中也有误差，这个误差被称为铸件的尺寸公差。毛坯余量与毛坯的形状和精度要求有关。前面已经知道零件为批量生产的类型

8、，设计此次加工毛坯方式为铸造。这篇文章中包含的零件的毛坯制造方法根据零件本身的构造、尺寸以及处理粘度而不同。请确认“机械制造工程设计的简单手册”225,选择MA-F级的加工容许值，综合分析后确认表面加工容许值为3mm。本次零件选择铸造作为毛坯。概要图如下所示。I-f?与,图3.2毛坯图4工艺规程设计4.1基准的选择始准在加工中是及其重要的，作为加工的定位标准，对精度具有很高的保证。对此基准进行划分：粗略批准定位，精密基准定位和辅助基准定位。第一次加工时，我们在寻找定位时，只能从毛坯上寻找，此类定位基准就被称为粗略基准定位.在随后的处理过程中，根据处理的大小，此标准称为精度标准.在考虑工艺时，应

9、反方向考虑应选择哪种标准来加工零件的最终尺寸要求，然后考虑如何加工该标准以及在加工开始时选择的粗糙度.猜测标准。为更容易拆卸零件，有必要添加另一个参考位置以确保最终加工精度。这称为辅辅助基准定位。在加工时，选择基准，由于有些军件具备定的特殊性，可能要分析研究结构特点、技术要求的不同、位置度关系等，基于一个合理的基准标准。选择使用粗基准的时候要满足卜.面几点要求：(I)根据技术要求，箱体零件有若干个面不需要加工，而是通过毛坯直接铸造出来即可，常规情况，需加工的面和无需加工面有一个相对的位凫关系。通过无需加工的面或者尚未加工面作为基准，来加工其他的面，那么这个基准即可称为粗基准。为了保证此基准的准

10、确度和加工方便以及装夹方便，一般选择的基准都需要具备均匀、平整等特点.(2)选择首次加工量相对小的表面作为粗基准，这样后期可以保证余量充足，便于精加工减少误差(3)砂铸箱体，不耍选择中缝和浇口等地方的表面，必须选择此面也需要初步处理之后才可以使用.(4)选取租基准面时，需要考虑定位、装夹等问题，不易于装夹或定位的尽可能不要选择。(5)长期使用粗基准会导致后期其他工序加工的精度误差很大。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统的基准定位。从拨又零件图分析可知,选择中40下平面作为拨又加工粗基准。选择使用精基准的时候要满足下面几点要求：(I)基

11、准重合，主要时选择精基准时，选择已经加工过的平面、外圆或者易定位的内孔作为精基准，同时需要根据图纸要求，尽量选择图纸中基准定位面作为此精基准,不会因为基准选择不样造成加工的误差。(2)统基准，加工不同工序时候.股尽可能采用同一个精基准，避免基准更换导致加工累计误差的出现。除非必须更换基准，般情况下不建议更换，同时由于采用相同的定位基准，可以在设计夹具时保证相同的定位零件和夹索装置，统一标准，将各工序夹具设计变得更加简单和易于选取。(3)自我参照可以保证加工精度在允许误差范困之内。(4)相互参照，有些图纸要求的几个面精度和公差特别高，在加工时为了相互保证位置度，允许采用互相作为彼此加工的精基准面

12、，提高精度加工要求和位置度要求。(5)便于装夹，和粗基准相同，加工选择然准面都是需要装夹方便才行，否则无法顺利加工其他需加工面.同时降低/加工困难度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉A在整个加工过程中鞋本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，该零件的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件的自由度是不够的，它只限制r五个自由度，如果采用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精度并使装夹更为方便。4.2 工序的合理组合这个零件使用集中处

13、理的原理来调整零件的处理过程。这种零部件的牛产类型是批量生产，可以在各种机械工具上配备特殊的工具和固定工具来提高生产效率。另外，使用过程集中的原理来缩短工件的钳位时间，不仅能缩短辅助时间，而且很多表面都由钳位处理。零件是年产量5()00的零件。考虑到成本的削减，必须选择过程分散的原则。4.3 工序的合理组合A.加工序列I)按照“先削后完成”的原则，首先配置好削后的流程，然后配置好最后的流程。2)按照“第一次，第二次”的原则，首先处理主面的湍面，然后处理二次面和孔。3)按照“面第一，孔第二”的原则，先加工下端面，上端面，然后再加工孔。B.前期热处理工艺本次零件为铸件，毛坯铸造后，消除内部应力，提

14、高加工性能.C后期处理工艺这个零件的所有的处理步骤都完成了的话，去除毛刺，清理涂漆，和最终检查的步骤。4.4 制定加工工艺路线对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准.拨叉的加工的第一个工序也是加工统一的基准.具体工序是先以小头孔左端面为粗基准，粗、精加工小头孔右端面，再以右端面为基准加工小头孔，在后续的工序安排中都是以小头孔为基准定位。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。表2.1工艺路城方案一工序号工序内容工序一钝造毛坯工序二时效处理工序三粗、精铳25孔上端面工序四怙、扩、校、精校四5孔工序五铳断工序六林、精诜455孔两侧面工序七粗、精锁455孔工序八优下平面工序九粗、精钱

15、16W工序I-粗跣斜平面工序十一检查上面工序不能保证其质量，但可以进行精度要求不高的生产。综合考虑以上步骤,得到下面工艺路线。表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一钝造毛坯工序二时效处理工序三林、精浇放25孔上端面工序四钻、扩、较、精校25孔工序五粗、精诜55孔两恻面工序六粗、精镣55孔工序七铳斜平面工序八快下平面工序九忱断工序十粗、精诜16槽工序I检有虽然工序增加了工时，但是版量大大提高了。方案和方案二相比，方案工艺路线在工序五就将这5孔锯开，在后面的工序铳姬5孔的两侧面的时候，对于工件的加工面减少不的工设计，但是在后面的工序中进行的加工，特别是定位和孔。55的加工就有相当大的难度，如才

16、用方案一进行姬5孔的加工时，在上面的工序中已经锯断，只有进行半圆的加工。这样的加工在一般的机床上是不保证精度的，若想要保证精度只有在数控机床上，那样的话生产成本将提高了很多。方案二就解决了上述产生的问题.将55的孔到了最后的时候才将其锯开，这样不仅保证了。55孔的精度,而且在后面工序中的加工也可以用55的孔来作为定位基准。这样的加工可以在般的机床上就可以进行加工了，不仅保证了精度，还降低了生产成本。由以上分析：方案二为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的加工工艺过程如表3.3,表3.3最终加工工艺路线工序号工序内容工序一铸造毛坯工序二时效处理工序三粗、精诜25孔上端面工序四怙、扩、较这5孔工序

17、五利、楠诜55孔两恻面工序六粗、精镇循5孔工序七性斜平面工序八铳下平面工序九铳断工序十粗、精蜕16槽工序十一检查4.5 各工序所需加工机床型号、加工需要夹具、刀具、测具选用(I)机床选型在机床上加工零件时，般有两种情况。第一种情况：如果有零件图纸和毛坯，应选择适合加工该零件的机床。第二种情况：如果你有机床，你必须选择适合机床的零件0在任何情况卜.，要考虑的主要因素是坯料的材料和类型、零件轮廓形状的发杂性、尺寸、加工精度、零件数量和热处理要求。总而言之，有三点：确保零件和合格产品按技术要求加工：这有助于提高生产力：最小化生产成本（加工成本）。（2）夹具的选择机床加工的特点对夹具提出了两个基本要求

18、：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定：二是协调零件与机床坐标系之间的尺寸关系。此外，还应考虑以下四点：1）当零件批量较小时，应尽量采用组合夹具、可调夹具等通用夹具，以缩短生产准备时间，节约生产成本。2）fit产时考虑专用夹具，结构简单。3）零件的装卸应快捷、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。4）夹具上的零件不得妨碍机床对零件表面的加工，即夹具打开定位，加工过程中夹紧机构部件不得影响刀具轨迹（如碰撞等）。（3）工具的选择刀具的选择是加工过程中最费要的环节之一。它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量“刀具的选择通常要考虑机床的加工能力、加工内容和工件材料等因素。它不仅要求精度高

19、、刚度好、耐久性好，而I1.要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新的高质量材料来制造加工刀具，优化刀具参数。各类工序在本节需要遵循以下原则：根据零件的尺寸选择合理的机床，不需要太大和不够：根据零件需要的精度也需要与机床兼容；零件的批量次也是需要机床能够满足。夹具是零件加工的装夹装置，它能准确地确定工作件的位置，并在切割过程中钳住工作件。钳有很多种类，根据钳的适用范围，可以分为普通钳、特殊钳。根据钳的电源分类，可以分为手动钳、气压钳、油压钳、电钳、磁钳、真空钳等。少刈生产单品的情况下,ii*r尽量使用通用的产品。为了提高生产效率，如果条件允许的话也可以使用模块制。生产中等批量以上产品时，需要

20、使用特殊的仪器来提高生产效率。通常请试卷使用标准工具。如果需要的话，可以选择生产效率高的复合工具或其他特殊工具。下列工序是各工序机床的选择：步骤3、5、7、8、9是铳槽，选择了立式铳床X52k进行处理。步骤IO是铳槽，选择/卧式铳床X62k进行处理.步骤6是选择专门用于镇孔的卧式镣床T6I6.步骤4是选择专门用于钻孔的摇臂钻床Z3025。下列工序是各工序刀具的选择：步骤3、5、7、8、9、10是铳面和槽，选择了盘铳刀和立铳刀。步骤6是选择专门用于悭孔的弯头镣刀。步骤4是选择专门用于钻孔的麻花钻、扩孔钻、锐刀。测量工具的选择：主要测量工具为游标卡尺、内径千分尺、塞尺。4.6切削用及切削时间的确定

21、4.6.1 粗、精就这5孔上平面=1.027之间，取E=ISmmZz=25nVmin机床主轴速度”:铳削速度杳机械加工工艺师手册表3423,=15-20,精铳时增加30%,取10(Xh100025,.C,.n=159.2rmmd3.14x50.S机械制造工艺设计简明手册表4235,取=16(Wmin实际铳削速度.自世就空出Azz=0，=1.5X10x16()=24(X)nunIni1.)每分进给量九：铳削宽度/：=40mm刀具切入长度4：三E机械加工工艺师手册表3.4-9公式如下：I1=0.5(D-yD2-a-)(1-3)=0.5(50-5O2-4O2)+3=13/wn具切出长度4：查机械加工

22、工艺师手册表349取4=2mm机动时间&t,=匕；22-0-=*2=15nun小辅助时间：tz=0.2=0.3min工步二：扩23孔至24.8选用24.8mm高速钢扩孔粘由机械制造工艺设计简明手册表3232,=0.6-07。机械制造工艺设计简明手册表4.2-16取/=(151nunfr.由机械制造工艺设计简明手册表3.2-34,查得y=266Mmin100oV1.026.6、.n=341.6rmind3.14x24.8，三机械制造工艺设计简明手册表4.2-15,取n=400rmin实际钻削速度八=40x314x24.8=3i1.z,7minCI(XX)100o=Jh=0.57400=22Snv

23、nmin每分进给量钻孔深度:/=8Omm刀具切入长度：由机械加工工艺师手册表3.2-45得:1.=0.5(Dm-D1.f)cotk.=0.5(24.8-23)cot54=0.53mm刀具切出长度h：杳机械加工工艺师手册表3.275取1/211皿机动时间，：由机械加工工艺师手册表3.2-45得:/+/+/,80+0.53+2_t.=!-=*2=0.72nan1.228辅助时间：I,=02,=0.1411in工步三：较24.8孔至625选用25ei速钢钱刀由机械制造工艺设计简明手册表3.2-38,f=1.0-2.0mm/r机械制造工艺设计简明手册表4216取f=1.6，加r；由机械制造工艺设计荷明

24、手册表3241,查得v=8mmin1.(XX)v1.08SIc,.n=IO1.9rmmd3.1425.杳机械制造工艺设计简明手册B表4215,取n=100rmin实际钻削速度11A=1x31.425=7.8Smmin1.OI(XX)fu/=fi=1.6100=160wj/nin每分进给量/“：使孔深度：/=8Omm刀具切入长度1.由机械加工工艺师手册表3.2-45得：1=0.5(Dm-D)cotr=O.5(25-24.8)cot540=0.06mn刀具切出长度h：查机械加工工艺师手册表3.275取I?=2Omm机动时间，：由机械加工工艺师手册表3.2-45得:Hg=边4型*2=1.2511辅助

25、时间：If=0.2,=0.25Iiin4.6.3铁。55的叉口的上、下端面(1)粗铳上平面加工条件工件材料：HT200.铸造。机床:X52Ko刀具：高速钢端铳刀，D=100mm,齿数z=6背吃刀量3：%=25mm每齿进给量九包机械加工工艺师手册表3413,4=0.230.30之间，取,=O.25m11Vz铳削速度：杳机械加工工艺师手册表3423,v=15-20,v=18mmin机床主轴速度”：等=翳霁Wd3.141(X)，查机械制造工艺设计简明手册表4235,取=75r,min实际铳削速度匕:=止=辽3=23mh1(X)0I(XX)mz=/Zr=0.25675=112.5nun/nin每分进给

26、量/“:：铳削宽度?：=75mm刀具切入长度R三机械加工工艺手册表349公式如下：1.t=0.5(D-D2-a)+(1.-3)=O.5()-1.2-752)+3=36.w具切出长度4：三学机械加工工艺师手册表349取4=2mm机动时间，：查查机摊加工工艺师手册表349公式如下:75+36.8+2112.5=1.3min辅助时间:tz=0.2y=0.2611in(2)精铳上平面刀具：高速钢端铳刀，D=100mm,齿数Z=Io背吃刀量P：=0.5nm每齿进给量工：查机械加工工艺新手册3表3413,/=1.32.7之间，取=1.5m11Vz铳削速度查机械加工工艺师手册表3423,V=15-20,精铳时增加30%,取=25manin机床主轴速度:KXXh，100oX25-d-3.14100=79.6rnu三机械制造工艺设计简明手册表4235,取=95rmin实际铳削速度v.=1.=%31.29MmmC100O1000fuz=J7ji=1.51.095=1425nvnimx每分进给量九:：铳削宽度%：=75mm刀具切入长度R包6机械加工工艺师手册表3.4-9公式如下：I1=0.5(D-J一)+(1-3)=0.5X(100100-75?)+3=36.8Wm具切出长度W查