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)选择铣削用量产品型号 C415017 零件图号 第 1 张机械加工工序卡片产品名称 零件名称 拨叉 共 1 张车间 工序号 工序名称 材料牌号机加工 3 钻 25 孔 ZG310-0570毛坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数铸件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数钻床 Z525 1夹具编号 夹具名称 切削液01 钻床夹具 乳化液工序工时工位器具编号 工位器具名称终准 单件工步号 工步内容 工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)进给次数基本工时min1钻 25 孔至23+0.21 0,表面粗糙度为 12.5高速麻花钻 272 18.7 0.36 11.5 1 0.89设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期产品型号 C415017 零件图号机械加工工艺过程卡片产品名称 零件名称 拨叉 共 2 页 第 1 页材 料 牌 号 ZG310-0570 毛 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 218.517477mm3 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 时(min)工序号安装工步工序名称及工序内容主轴转速(r/min)切削速度(m/min) 进给量(mm/r) 背吃刀量(mm) 设 备 夹 具 刀 具 量具 总时 单件01 1 1 粗铣 40 左端面(T2),尺寸至 760 -0.3,表面粗糙度为 12.5 475 149.15 0.8 1 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 19000 0.19021 1 粗铣 40 右端面(T1),尺寸至 750 -0.3,表面粗糙度为 12.5475 149.15 0.8 1 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 19000 0.1903 1 1钻 25,尺寸至 23+0.21 0,表面粗糙度为 12.5272 18.7 0.36 11.5 Z525 型立式钻 床 专用夹具 高速麻花钻头 塞规 89000 0.8904 1 1粗铣叉口左端面(T3),尺寸至58.750 -0.3,表面粗糙度为 12.5 300 188.4 1 0.5XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 59000 0.591粗铣叉口右端面(T4)凸台 1,尺寸至 25.250 -0.21,表面粗糙度为12.5475 149.15 0.8 0.5 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 18400 0.18405 11粗铣叉口右端面(T4)凸台 2,尺寸至 25.250 -0.21,表面粗糙度为12.5475 149.15 0.8 0.5 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 18400 0.18406 1 1粗铣方槽上端面(T7),尺寸至 300 -0.21,表面粗糙度为 12.5475 147.15 0.8 1 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板、塞规 18000 0.1807 1 1粗铣方槽,尺寸至 190 -0.21,表面粗糙度为 12.5118 37.052 0.05 13 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金三面盘铣刀 卡规 66000 0.6608 1 1 粗铣 32 圆柱体上槽,表面粗糙度为 12.5 375 18.84 0.312 20 XA5032 立式铣床 专用夹具 高速钢镶齿立铣刀 卡板 38900 0.38909 1 1钻 15.5 孔,尺寸至 14.5+0.18 0,表面粗糙度为 12.5272 13 0.62 14.5 Z525 型立式钻 床 专用夹具 高速麻花钻头 塞规 36000 0.361 粗铣叉口内侧面 1(T5),尺寸至19.50 -0.21,表面粗糙度为 12.5 475 149.15 0.8 0.5 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13610 11 粗铣叉口内侧面 2(T6),尺寸至19.50 -0.21,表面粗糙度为 12.5 475 149.15 0.8 0.5 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.1361扩 25 孔,尺寸至 24.8+0.084 0,表面粗糙度为 6.397 6 0.81 0.5 Z525 型立式钻 床 专用夹具 高速麻花钻头 塞规 106000 1.0611 11粗铰 25 孔,尺寸至24.94+0.031 0,表面粗糙度为3.2140 10 0.4 1.8 Z525 型立式钻 床 专用夹具 高速麻花钻头 塞规 133000 1.3312 1 1 半精铣叉口左端面(T3),尺寸至58.450 -0.19,表面粗糙度为 6.3 300 188.4 1 0.3 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 59000 0.59设计(日期)校对(日期) 审核(日期)标准化(日期) 会签(日期)标记 处数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更改文 件号 签字 日期产品型号 C415017 零件图号XX 机械加工工艺过程卡片产品名称 零件名称 拨叉 共 2 页 第 2 页材 料 牌 号 ZG310-0570 毛 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 218.517477mm3 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工 时(min)工序号安装工步工序名称及工序内容主轴转速(r/min)切削速度(m/min) 进给量(mm/r) 背吃刀量(mm) 设 备 夹 具 刀 具 量具 总时 单件1半精铣叉口右端面(T4)凸台 1,尺寸至 24.950 -0.13,表面粗糙度为6.3475 149.15 0.8 0.3 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13613 11半精铣叉口右端面(T4)凸台 2,尺寸至 24.950 -0.13,表面粗糙度为6.3475 149.15 0.8 0.3 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13614 1 1半精铣方槽,尺寸至 18.30 -0.13,表面粗糙度为 6.3475 149.15 0.8 0.7 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金三面盘铣刀 卡规、塞规 18100 0.18115 1 1扩 15.5 孔,尺寸至15.5+0.07 0 ,表面粗糙度为 6.397 6 0.36 1 Z525 立式钻床 专用夹具 高速钢麻花钻头 塞规 126000 1.261 半精铣叉口内侧面 1(T5),尺寸至19.20 -0.13,表面粗糙度为 6.3 475 149.15 0.8 0.3 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13616 11 半精铣叉口内侧面 2(T6),尺寸至19.20 -0.13,表面粗糙度为 6.3 475 149.15 0.8 0.3 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13617 1 1精铰 25 孔,尺寸至 25+0.021 0,表面粗糙度为 1.6140 12 1 0.06 Z525 立式钻床 专用夹具 高速钢麻花钻头 塞规 76000 0.7618 1 1 精铣叉口左端面(T3),尺寸至58.250 -0.03,表面粗糙度为 3.2 300 188.4 1 0.2 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 59000 0.591精铣叉口右端面(T4)凸台 1,尺寸至 24.850 -0.021,表面粗糙度为3.2475 149.15 0.8 0.2 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13619 11精铣叉口右端面(T4)凸台 2,尺寸至 24.850 -0.021,表面粗糙度为3.2475 149.15 0.8 0.2 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13620 1 1 精铣方槽,尺寸至 180 -0.018,表面粗糙度为 3.2 475 149.15 0.8 0.3 XA5032 立式铣床 YT15 硬质合金三面盘铣刀 卡规、塞规 18100 0.1811 精铣叉口内侧面 1(T5),尺寸至190 -0.021,表面粗糙度为 3.2 475 149.15 0.8 0.2 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13621 11 精铣叉口内侧面 2(T6),尺寸至190 -0.021,表面粗糙度为 3.2 475 149.15 0.8 0.2 XA5032 立式铣床 专用夹具 YT15 硬质合金端铣刀 卡板 13600 0.13622 1 1 攻 M18 的螺纹,保证精度等级 6H 272 6 0.16 1 Z525 立式钻床 专用夹具 M16 丝锥 螺纹规 23000 0.2323 1 1 去毛刺24 1 1 技术要求面淬火25 1 总检设计(日期)校对(日期) 审核(日期)标准化(日期) 会签(日期)标记 处数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更改文 件号 签字 日期目 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53.1 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.113.2.6 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.67参考文献.671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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