C415017换挡拨叉的钻Ф25孔夹具设计及加工工艺规程装备含4张CAD图
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1目 录一.零件分析.11.1 计算生产纲领,确定生产类型11.2 零件的工艺分析11.3 零件的作用2二. 铸造工艺方案设计22.1 确定毛坯种类22.2 确定铸件加工余量.32.3 绘制铸造毛坯图.42.4 确定铸造工艺参数.42.4.1 铸造壁的最小厚度42.4.2 铸造斜度42.4.3 圆角半径5三. 机械加工工艺规程设计523.1 基面的选择及工序安排.53.1.1 粗基准的选择.53.1.2 精基准的选择.53.1.3 制订工艺路线.53.2 确定机械加工余量及工序尺寸83.2.1 加工 T1,T2 面.93.2.2 加工 T3 面.93.2.3 加工 T4 面.103.2.4 加工 T5,T6 面.103.2.5 加工方槽、T7 面.3113.2.6 加工 25 孔.123.2.7 加工 15.5 螺纹孔.123.3 确定切削用量及基本时间.13四. 夹具设计.614.1 专用夹具的提出624.2 定位基准的选择624.3 切削力的计算624.4 夹紧力计算634.5 定位误差分析644.6 夹具操作的简要说明66总 结 66致 谢.674参考文献.6751 零件分析1.1 计算生产纲领,确定生产类型图纸所示是产品的换挡拨叉,该产品年产量 10000 件台,其设备废品率为 10%,机械加工废品率为 1%,故柔性连接座的生产纲领为: =(1+%+%)=100001(1+10%+1%)=11100件/年1.2 零件的工艺分析该零件主要加工面有平面、光孔和螺纹孔,可通过铣、钻、扩、铰及攻螺纹来获得。加工参数如下:6铣 T1,T2 面至尺寸 ,表面粗糙度要求 12.5;750-0.3铣 T3,T4 面至尺寸 ,表面粗糙度要求 3.2,以80-0.1孔轴线为基准有 0.05 的垂直度要求;25铣 T5,T6 面至尺寸 , 表面粗糙度要求 3.2,两136+0.50 平面有 0.05 的平行度要求,以 孔轴线为基准有 0.04 的平15.5行度要求;铣 T7 面至尺寸 ,表面粗糙度要求 12.5;300-0.21mm铣方形槽至尺寸 ,表面粗糙度要求 3.2;180-0.018mm钻 的孔至尺寸 ,表面粗糙度要求 3.2;25mm 25+0.0210 mm钻 孔至尺寸 ,表面粗糙度要求 6.3;15.5mm 15.5+0.070 mm攻长为 20 的 螺纹孔,表面粗糙度要求 6.3;18根据以上的分析可知,可以先加工一个平面作为基准加工其他平面。以T1面为粗基准加工T2面。1.3 零件的作用题目所给的零件是C415017车床的拨叉。它位于车床变速机构中,主要起换挡,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 孔与操纵机构相257连接,而下方的 半圆孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接136触。通过上方的力拨动下放的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。2 铸造工艺方案设计2.1 确定毛坯种类零件材料为 ZG310-0570.考虑零件在运行过程种所受的冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为中批生产,故选择熔模铸造生产方法。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-7。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量具、检具及辅助工具加工及检验工件。2.2 确定铸件加工余量查机械制造工艺设计简明手册 第 41 页表 2.2-5, 选用加工余量为 MA-E 级,并查表 2.2-4 确定各个加工面的铸件机械加工余量,铸件的加工余量,如下表 2-1 所示:表 2-1 铸件加工余量加工面代号 基本尺寸 加工余量等级 加工余量 说明T1 40 E 1 单侧加工T2 40 E 1 单侧加工8T3 107 E 1 单侧加工T4 5.752 E 1 单侧加工T5、T6 361 E 2 双侧加工T7 30 E 1 单侧加工D1 15.5 E 15.5 孔降一级双侧加工D2 25 E 25 孔降一级双侧加工2.3 绘制铸造毛坯图92.4 确定铸造工艺参数2.4.1 铸造壁的最小厚度在铸造工艺上为保证铸造工件质量,当铸造壁厚小于机械制造工艺简明手册44 页 2.2-7 上尺寸时不可铸出,据此可以判定零件上较大面积 6 薄壁结构的可以通过熔模铸造铸出。mm2.4.2 铸造斜度参照机械制造工艺简明手册44 页表 2.2-8,据此可判定零件上斜度为 的肋可以通过熔模铸造铸出。7102.4.3 圆角半径参照机械制造工艺简明手册45 页表 2.2-9 的圆角半径计算表,熔模铸造选择圆角半径为 2 。3 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择及工序安排基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工过程中会问题百出,甚至造成零件大批量报废,使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准的选择 以 T1 面为粗基准,在铣床上铣面 T2,以 T2 面为精基准加工其他表面。以 T5、T6 面为粗基准,在钻床上铣面 D2。 3.1.2 精基准的选择 以 为精基准加工 面,以 内表面为精基准加工 面,以2 3 1 4为精基准对 面加工。1、 2 5、 63.1.3 制订工艺路线生产为小批量生产,采用普通机床机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。11工序 1 熔模铸造工序 2 粗铣 40 右端面(T2),以左端面 T1 为粗基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 760 -0.3,表XA5032 面粗糙度为 12.5工序 3 粗铣 40 左端面(T1),以右端面 T2 为精基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 750 -0.3,表XA5032 面粗糙度为 12.5;工序 4 钻 25,以 40 右端面 T2 和外表面为基准,采用立式钻床加专用夹具加工,尺寸至 23+0.21 0,表面粗525糙度为 12.5;工序 5 粗铣叉口左端面(T3),以 25 孔和 40 右端面 T2为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至XA5032 58.750 -0.3,表面粗糙度为 12.5;工序 6 粗铣叉口右端面(T4),以 25 孔和 40 左端面 T1为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至XA5032 25.250 -0.21,表面粗糙度为 12.5;工序 7 粗铣方槽上端面(T7),以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 300 -XA5032 0.21,表面粗糙度为 12.5;12工序 8 粗铣方槽,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 190 -0.21,表面粗XA5032 糙度为 12.5;工序 9 粗铣 32 圆柱体上槽,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,表面粗糙度为XA5032 12.5;工序 10 钻 15.5 孔,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式钻床加专用夹具加工,尺寸至 14.5 +0.18 0,525表面粗糙度为 12.5;工序 11 粗铣叉口内侧面 1(T5),内侧面 2(T6),以 T1 面和15.5 孔为基准,采用 立式铣床加专用夹具,尺寸至 1350 XA5032-0.4,表面粗糙度为 12.5工序 12 扩 25 孔,以 T2 面和 40 外表面为基准,采用立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 24.8+0.084 0,表XA5032面粗糙度为 6.3;粗铰 25 孔,尺寸至 24.94+0.031 0,表面粗糙度为 3.2;工序 13 半精铣叉口左端面(T3),以 25 孔和 40 右端面T2 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至XA5032 58.450 -0.19,表面粗糙度为 6.3;13工序 14 半精铣叉口右端面(T4),以 25 孔和 40 左端面 T1为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 24.950 -XA5032 0.13,表面粗糙度为 6.3;工序 15 半精铣方槽,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 18.30 -0.13,表面粗糙XA5032 度为 6.3;工序 16 扩 15.5 孔,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用立式钻床加专用夹具加工,尺寸至 15.5+0.07 0,表面粗糙525度为 6.3;工序 17 半精铣叉口内侧面 1(T5),内侧面 2(T6),以 T1 面和15.5 孔为基准,采用 立式铣床加专用夹具,尺寸至 135.60 -XA50320.25,表面粗糙度为 6.3;工序 18 精铰 25 孔,以 T2 面和 40 外表面为基准,采用立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 25+0.021 0,表面粗XA5032糙度为 1.6;工序 19 精铣叉口左端面(T3),以 25 孔和 40 右端面 T2 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 58.250 -XA5032 0.03,表面粗糙度为 3.2;14工序 20 精铣叉口右端面(T4),以 25 孔和 40 左端面 T1 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 24.850 -XA5032 0.021,表面粗糙度为 3.2;工序 21 精铣方槽,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式铣床加专用夹具加工,尺寸至 180 -0.018,表面粗糙XA5032 度为 3.2;工序 22 精铣叉口内侧面 1(T5),内侧面 2(T6),以 T1 面和15.5 孔为基准,采用 立式铣床加专用夹具,尺寸至 1360 -XA50320.04,表面粗糙度为 3.2;工序 23 攻 M18 的螺纹,以 T1 面,25 孔和 T5T6 为基准,采用 立式钻床加专用夹具加工,保证精度等级 6H;525工序 24 去毛刺工序 25 技术要求面淬火工序 26 总检3.2 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下:3.2.1 加工 T1,T2 面15根据平面的精度要求,查机械制造工艺设计简明手册21 页表 1.4-8,得可用粗铣达到要求精度。查机械加工余量手册129页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-1表 3-1 加工 T1,T2 面具体工序尺寸加工表面 加工内容 加工余量(mm)经济精 度 工序尺寸(mm)表面粗糙度铸件7+0.55 -70.55T2 面 粗铣 1 IT12 760 -0.3 Ra12.5T1 面 粗铣 1 IT12 750 -0.3 Ra12.53.2.2 加工 T3 面根据平面的精度要求,查机械制造工艺设计简明手册21 页表 1.4-8,得可用粗铣、半精铣、精铣达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-2:表 3-2 加工 T3 面具体工序尺寸16加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸 (mm) 表面粗糙度毛坯9.25+0.5 5-0.5粗铣 0.5 IT1258.750 -0.3Ra 12.5半精铣 0.3 IT1158.450 -0.19Ra6.3T3 面精铣 0.2 IT758.250 -0.03Ra 3.23.2.3 加工 T4 面根据平面的精度要求,查机械制造工艺设计简明手册21 页表 1.4-8,得可用粗铣、半精铣、精铣达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-3:表 3-3 加工 T4 面具体工序尺寸17加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸 (mm) 表面粗糙度毛坯5.75+0.425 -0.45粗铣 0.5 IT1225.250 -0.21Ra 12.5半精铣 0.3 IT1124.950 -0.13Ra6.3T4 面精铣 0.2 IT724.750 -0.021Ra 3.23.2.4 加工 T5、T6 面根据平面的精度要求,查机械制造工艺设计简明手册21 页表 1.4-8,得可用粗铣、半精铣、精铣达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45, 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-4:表 3-4 加工 T5、T6 面具体工序尺寸18加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸 (mm) 表面粗糙度毛坯134+0.6 -0.6粗铣 20.5 IT12 1350 -0.4 Ra 12.5半精铣 20.3 IT11135.60 -0.25Ra6.3T5、T6 面精铣 20.2 IT71360 -0.04Ra 3.23.2.5 加工方槽、T7 面根据平面的精度要求,查机械制造工艺设计简明手册21 页表 1.4-8,得可用粗铣、半精铣、精铣达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-5:表 3-5 加工方槽、T7 面具体工序尺寸19加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸 (mm) 表面粗糙度毛坯1+0.45 -30.45T7 面 粗铣 1 IT12 300 -0.21 Ra 12.5粗铣 11 IT12 190 -0.21 Ra 12.5半精铣 0.7 IT1118.30 -0.13Ra6.3方槽精铣 0.3 IT7180 -0.018Ra 3.23.2.6 加工 25 孔根据孔的精度要求,查 机械制造工艺设计简明手册 21 页表 1.4-8,得可用钻、扩、粗铰、精铰达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-6:表 3-5 加工 25 孔具体工序尺寸20加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙 度钻 23 IT12 23+0.21 0 Ra 12.5扩 1.8 IT1024.8+0.084 0Ra 6.3粗铰 0.14 IT824.94+0.031 0Ra3.225 孔精铰 0.06 IT7 25+0.021 0 Ra 1.63.2.7 加工 15.5 螺纹孔根据孔的精度要求,查 机械制造工艺设计简明手册 21 页表 1.4-8,得可用钻、扩达到要求精度。根据螺纹的精度要求,查 机械制造工艺设计简明手册 23 页表 1.4-17,得可用丝锥加工达到要求精度。查机械加工余量手册129 页表 5-45 表 5-53 确定工序间加工余量,查机械制造工艺设计简明手册表 1.4-24 标准公差值可得如下具体工序尺寸如表 3-6:表 3-5 加工 15.5 螺纹孔具体工序尺寸加工表面 加工内容 加工余量 (mm) 经济精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙 度21钻 14.5 IT1214.5+0.18 0Ra 12.5扩 1 IT1015.5+0.07 0Ra 6.315.5 螺纹孔攻螺纹 20 IT6 6H Ra3.23.3 确定切削用量及基本时间3.3-1 粗铣 T2端面(1)选择刀具根据切削用量简明手册5 页表 1.2 所选刀具为 硬质YT15合金刀片。根据切削用量简明手册84 页表 3.1,铣削深度 ,4故应根据铣削宽度 ,选择 为 。由于采用标 90 0 100准硬质合金端铣刀,故齿数 z=5。(2)选择铣削用量 背吃刀量 :由于加工余量为 ,故可在一次走刀内切完, 1mm取 。=1mm 确定每齿进给量 :根据切削用量简明手册88 页表 3.5,当使用 YT15,铣22床功率为 7.5 (表 3.30, 型立铣床说明书),每 XA5032齿进给量 ,采用对称铣削,取=0.090.18mm/z=0.18mm/z。 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命:根据切削用量简明手册88 页表 3.7-3.8,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 ,由于铣刀直径 ,故1.2 0=100刀具寿命 。T=180 确定铣削速度 和每分钟进给量根据给定条件,查切削用量简明手册56 页表 3.16,根据 得=1mm3f=( 0.250.31) 1=0.390.47mm/r。按钻头强度决定进给量,根据切削用量简明手册51 页表2.8,钻头强度的允许进给量为 f=1.24mm/r。按机床进给机构强度决定进给量:根据表 2.9,进给量=0.88/从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,根据 钻床说明书,选择Z525 f=0.36mm/r由于加工通孔,为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断,故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。机床进给机构强度校核由表 2.19 可查出钻孔时的轴向力,当 ,f=0.13mm/r时,轴向力 。轴向力修正系数为 1,故轴014.5 =6090N向力 = 。6090N根据 钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力Z525为 。由于 故 可用。=8830 , f=0.36mm/r决定钻头磨钝标准及寿命:由切削用量简明手册54 页表 2.12 钻头后刀面最大磨损量29取为 ,寿命 。0.4到 0.8T=452)决定切削速度 由切削用量简明手册表 2.14 45 钢加工性属 5 类由切削用量简明手册表 2.13, =30/切削速度修正系数为: =1.01=1=1.0=0.8所以,得: 取=14.98/=15/=10000 =1000243.1412.8=258/根据 钻床说明书,选择较低一级, ,Z525 f=0.36mm/r。=22/(3)检验机床扭矩和功率根据切削用量简明手册表 2.20,当扭矩修正系数为f0.41/, 025, =91.8。1.0,故 根据 钻床说明书,当=76.81。 Z525时,=272r/min=144.2根据切削用量简明手册表 2.22,当, 时,=570680, 025f0.41mm/r=22/30。=1.1根据 Z525 钻床说明书, 。=2.80.8=2.26由 ,故选择的切削用量可用,即, , ,=0.36/=272r/min=22/(4)计算基本工时=式中, ,入切量及超切量由切削 =+, =75用量简明手册表 2.29 查出 ,则:+=12=75+122720.36min=0.89min3.3-4 粗铣 T3面(1)选择刀具根据切削用量简明手册5 页表 1.2 所选刀具为 硬质YT15合金刀片。根据切削用量简明手册84 页表 3.1,铣削深度 ,4故应根据铣削宽度 ,选择 为 。由于采用标 90 0 200准硬质合金端铣刀,故齿数 z=8。(2)选择铣削用量
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