零件的机械加工工艺规程及孔工艺装备设计.docx
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零件的机械加工工艺规程及孔工艺装备设计
此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取522192623@qq
1.零件的工艺性分析
1.1拨叉的用途
题目所给的零件是下体。
马达分上体和下体。
下体密封性，加工精度要求不高。
1.2拨叉的技术要求
加工外表
尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
外表粗糙度Ra
m
形位公差
mm
下体左右端面
70
IT12
12.5
下体上下端面
52
IT12
12.5
φ36槽
φ22+00.046
IT8
6.3
φ28槽
φ28+00.210
IT12
12.5
φ30孔
φ30+00.084
IT10
6.3
φ26孔
φ26+00.084
IT10
6.3
φ22孔
φ22+00.084
IT10
6.3
φ18孔
φ18+00.084
IT10
6.3
2×φ7孔
φ7
IT10
12.5
4×φ7孔
φ7
IT10
12.5
1.3审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，该下体形状、结构比拟简单，通过铸造毛坯可以得到根本形状，减少了加工工序，又节约了材料。
外表加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以到达加工要求，可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。
由此可以见，该零件的工艺性较好。
2．确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工外表少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，应选用金属型铸件，以满足不加工外表的粗糙度要求及生产要求。
零件形状简单，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近。
2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量
2.1.1公差等级
由下体的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为IT12。
2.2.2铸件重量
机械加工后下体的重量为0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。
2.2.3零件外表粗糙度
由零件图可知，该下体各加工外表的粗糙度Ra均大于等于6.3
m
2.2.4机械加工余量
由铸件铸造类型为金属型铸造，因此加工余量等级选为H。
工程
机械加工余量mm
公差等级
长度120
3
IT12
高度90
2
IT12
2.3绘制铸件毛坯简图
3拟定拨叉工艺路线
3.1定位基准的选择
3.1.1粗基准的选择
对于同时具有加工外表与不加工外表的工件，为了保证不加工面与加工外表之间的位置要求，那么应以不加工外表作为定位基准。
假设工件上有多个不加工外表，应选其中与加工外表位置精度要求高的外表为粗基准。
如果首先要求保证工件某重要外表加工余量均匀时，应选择该外表的毛坯面作为粗基准。
为保证工件某重要外表的余量均匀，应选重要外表为粗基准。
应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的外表为粗基准，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，应该尽量防止重复使用。
因此，选择零件的左外表作为粗基准。
3.1.2精基准的选择
应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原那么。
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。
该零件根据形位公差的要求，选择主轴孔中心线为精基准。
3.2外表加工方法的选择
本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，倒圆角等。
公差等级及粗糙度要求参考零件图。
其加工方法的选择如下：
加工外表
尺寸精度等级
外表粗糙度Ra/μm
加工方案
备注
下体左右端面
IT12
12.5
粗铣
表1-8
下体上下端面
IT12
12.5
粗铣
表1-8
φ36槽
IT8
6.3
粗铣-半粗铣
表1-8
φ28槽
IT12
12.5
粗铣
表1-8
φ30孔
IT10
6.3
钻-扩
表1-7
φ26孔
IT10
6.3
钻-扩
表1-7
φ22孔
IT10
6.3
钻-扩
表1-7
φ18孔
IT10
6.3
钻-扩
表1-7
2×φ7孔
IT10
12.5
钻
表1-7
4×φ7孔
IT10
12.5
钻
表1-7
3.3工序集中与分散
选用工序集中原那么安排下体的加工工序。
该下体的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原那么使工件装夹的次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多外表，有利于保证各种加工外表之间的相对位置精度要求。
3.4工序顺序的安排
1〕遵循“先基准后其他〞原那么，首先加工基准——下体左端面
2〕遵循“先粗后精〞原那么，先安排粗加工工序，后安排加工工序。
3〕遵循“先主后次〞原那么，先加工主要外表——下体左右端面内孔，后加工次要外表——下体上下端面和槽底面及内侧面。
4〕遵循“先面后孔〞原那么，先加工下体左端面，再加工内孔；先下体上端面，再钻φ7孔等
3.5确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原那么的根底上，表列出了下体的工艺路线，如下：
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
1
铣削
粗铣左端面Ra=12.5
m
卧式铣床X6140
端面铣刀、游标卡尺
2
扩孔φ26
扩孔至φ26mmRa=6.3
m
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规
3
扩孔φ20
扩孔至φ20mmRa=6.3
m
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规
4
钻孔
钻孔4×φ7mmRa=12.5
m
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
5
铣削
粗铣右端面Ra=12.5
m
卧式铣床X6140
端面铣刀、游标卡尺
6
铣削
1.粗铣槽φ36mm
2.槽底Ra=6.3
m槽内侧Ra=6.3
m
立式铣床X51
三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺
7
扩孔φ30
扩孔至φ30mmRa=6.3
m
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规
8
铣削
3.粗铣槽φ28mm
4.槽底Ra=6.3
m槽内侧Ra=6.3
m
立式铣床X51
三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺
9
钻孔
钻孔4×φ7mmRa=12.5
m
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
10
铣削
粗铣下端面Ra=12.5
m
立式铣床X51
端面铣刀、游标卡尺
11
扩孔φ18
扩孔至φ18mmRa=6.3
m
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规
12
钻孔
钻孔2×φ7mm
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
13
铣削
粗铣上端面Ra=12.5
m
立式铣床X51
端面铣刀、游标卡尺
14
扩孔φ22
扩孔至φ22mmRa=6.3
m
四面组合钻床
麻花钻、扩孔钻、卡尺、塞规
15
钻孔
钻孔2×φ7mm
四面组合钻床
麻花钻、内径千分尺
16
去毛刺
钳工台
平锉
17
清洗
清洗机
清洗机
4.切削用量、时间定额的计算
4.1切削用量的计算
工序11-----钻孔4×φ7
钻床：
选用Z525立式钻床。
钻头：
选用直柄麻花钻,钻头直
=7.0mm,
=74mm,
1=34mm,
≈14.3mm
1）背吃刀量确实定查?
机械制造技术根底课程设计指南?
由表5-52取螺距为1.0mm的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为7.0mm所以背吃刀量取
=7.0mm
2）进给量确实定查?
机械制造技术根底课程设计指南?
由表5-133，选取该工步的每转进给量
=0.16mm/r
3）切削速度的计算查?
机械制造技术根底课程设计指南?
由表5-133，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度可取20m/min。
由公式
可求的该工序的钻头转速为
=909.9r/min，参照?
机械制造技术根底课程设计指南?
由表5-65所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速
=960r/min。
再将此转速带入公式
，可求出该工序的实际钻削速度
=960r/min×
×7mm=21.1m/min
4.2时间定额确实定
4.2.1根本时间的计算
钻孔工步根据?
机械制造技术根底课程设计指南?
由表2-26，钻孔的根本时间可由公式
求得。
式中
=9.5mm，
=1~4，取
=2mm，
=
≈5.20；
=960r/min；
=0.16mm/r。
将上述结果带入公式，那么该工序的根本时间
≈0.11min=6.6s
4.2.2辅助时间确实定
辅助时间
与根本时间
之间的关系为
=〔0.15~0.2〕
，取
=0.2
，那么各工序的辅助时间分别为：
钻孔工步的辅助时间
=0.2×6.6s=1.3s
5.夹具的设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。
在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造本钱，一直都是生产厂家所追求的目标。
正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产本钱的重要技术环节之一。
同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
5.1夹具的选择
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
设计工序为钻φ7mm孔专用机床夹具。
这类夹具定位准确、装卸工件迅速，但设计与制造的周期较长、费用较高。
因此，主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批或大量生产。
5.2定位方案的设计
5.2.1夹具的设计思想
设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用平安，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。
本夹具主要用来对4×φ7mm的通孔进行加工，这个螺纹孔尺寸精度要求一般，所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。
5.2.2工件在夹具中的定位与夹紧
定位：
用销和压块定位。
夹紧：
在工件两端用垫片和螺母实现螺旋夹紧。
5.3夹具体的设计
5.3.1定位基准的选择
在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。
据?
夹具手册?
知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。
所以加工4×φ7mm孔时，选取工件左端面为主定位基准。
5.3.2定位误差的分析
定位误差由基准不重合误差
和基准移位
两局部组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即
=
±
由定位方案可知定位基准与工序基准重合，所以
=0。
零件在定位衬套中定位时，由于
〔最小间隙〕无法通过调整刀具预先予以补偿，所以在加工尺寸方向上的最大基准移位误差可按最大孔和最小轴〔配合代号H7/p6）求得〔配合代号H7/p6），那么
=
=0.087mm
综上所述，夹具的定位误差为
=
±
=0.087mm，满足要求。
5.4导向元件的设计
为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件——钻套。
钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。
钻套与工件之间留有排削间隙。
加工4×φ7mm的通孔选用立式钻床，钻床夹具的刀具导向元件为钻套。
钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏移。
加工工序为先钻φ7mm孔。
所以选用快换钻套和钻套用衬套。
相关计算如下：
1〕钻套高度H
钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件外表形状等因素有关。
钻套高度H越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H=（1～2.5）d，所以H=1.5×8mm=12mm。
2〕排屑间隙h
钻套底部与工件间的距离h称为排屑间隙。
h值太小，切屑难以自由排出，使加工外表损坏；h值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用。
加工铸铁时，h=（0.3～0.7）d，所以h=0.5×8mm=4mm。
5.5夹紧元件的设计
在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。
采用简单手动螺旋夹紧机构，使工件的装卸迅速、方便。
5.6夹具操作的简要说明
夹具体必须将定位、导向、夹紧装置链接成一体，并能正确地安装机床上。
本夹具采用铸铁夹具体，此方案安装稳定、刚性好，但周期较长，本钱略高。
应该考虑提高劳动生产率。
为此，设计采用了快换装置。
在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率防止干预。
应使夹具结构简单，便于操作，降低本钱。
提高夹具性价比。
本夹具操作简单，省时省力。
5.7分度装置设计
为了能在一次装夹中完成均布圆周孔的加工，就要求在工件加工过程中按其需要进行分度。
即当加工好工件的一个外表后，使夹具的某些部件连同工件转动一个角度而不断完成其余外表的加工。
为枪栓是对定分度机构的结构简图，其工作原理如下所述。
转动手柄5时，轴3一起回转，通过销2带动定位销1回转。
由于定位销外圆柱外表上有曲线槽，定位螺钉6圆柱头嵌在曲线槽中，故定位销回转时便向右移动，压缩弹簧4而退出定位孔。
完成分度后，重新反转手柄，定位销在弹簧的作用下沿曲线槽重新插入定位孔内。
6.设计的感想与体会
为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回忆整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。
课程设计作为?
机械制造技术根底?
课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我根本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
本设计还存在很多缺乏之处。
一是由于本人对CAXA画图软件的掌握还不够熟练,在画图遇到复杂图和难的地方时显得力不从心，使图不能到达预期设计出来的水平。
二是本人对换档叉结构和工作原理掌握的不够熟练，在设计过程中不能全面地考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步研究和进一步实践来解决。
总的来说，这次设计，使我们在根本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的根底。
本设计还存在很多缺乏之处。
一是由于本人对CAXA画图软件的掌握还不够熟练,在画图遇到复杂图和难的地方时显得力不从心，使图不能到达预期设计出来的水平。
二是本人对拨叉结构和工作原理掌握的不够熟练，在设计过程中不能全面地考虑问题，造成走了许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步研究和进一步实践来解决。
由于能力所限，设计中还有许多缺乏之处，恳请各位老师、同学们批评指正！
7.参考文献
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机械制造技术根底?
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机械制造技术根底课程设计指南?
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机床夹具设计〔第二版〕?
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升级会员 