职责英语-lucidity
大连理工大学
)
!
机械制造课程设计说明书
题目：拨叉夹具设计
学
院：
机械工程学院
班
级：
机制
0902
姓
名：
管学双
学
号：
4
指导教师：
孙玉文
2013
年
3
月
18
日
目
录
1.
绪论
............
..................................................
.......
1
课题背景
.......................
........................................
1
2.
拨叉加工工艺规程设计
....
.................................................
1
零件的工艺分析
....................
.....................................
1
确定生产类型
.....................
......................................
2
;
确定毛坯铸件加工余量及形状
.............................................
2
工艺规程设计
.....................
......................................
3
选择定位基准
.....................
..................................
3
制定工艺路线
.....................
..................................
3
选择加工设备和工艺设备
.............................................
5
机械加工余量、工序尺寸及公差的
确定
..................................
6
确定切削用量及基本工时
.................................................
8
工序Ⅰ：
..................................................
.........
8
：
工序Ⅵ：钻Φ的孔
..................................................
10
工序Ⅶ：
.......................
...................................
11
本章小结
.......................
.......................................
12
3.
专用夹具设计
........
..................................................
..
13
钻孔夹具设计
.....................
.....................................
13
问题的提出
......................
..................................
13
夹具的设计
......................
..................................
13
本章小结
.......................
.......................................
22
%
4.
零件成本估算
........
..................................................
..
23
结束语
........................
............................................
24
参考文献
.......................
...........................................
25
1.
绪论
课题背景
随着现代科学技术的不断发
展，各种新方法、新工艺和新技术不断涌现，
制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本
方向发展。各种新工艺的出现，大
大提高了复杂零件加工的生产率及加工精度。计算机技
术的迅速发展，极大地
推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的
阶段。虽然
现代制造技术与机械制造工艺都有了长足的发展，但夹具、刀具、量具与辅具
等在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产
率和产品成本都有着直接的影响。
因此，
无论在传
统制造还是现代制造系统中，
夹具都是重要的工艺装备。
2.
拨叉加工工艺规程设计
零件的工艺分析
< br>零件的材料为
HT200
，灰铸铁属于脆性材料，故不能
锻造和冲压。但灰铸
铁的铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及
加工表面
之间的位置要求：
图
拨叉零件位置尺寸图
由分析可知，可以先加工拨叉上端圆孔，然后以此作为基准采
用专用夹具
进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能
达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，采用常规加工工艺均
可保证。
确定生产类型
确定此拨叉零件的生产
类型为中批生产，
年产量
2000
，<
/p>
每批产量为
200
件。
< br>
确定毛坯铸件加工余量及形状
零件材
料为
HT200
。查《金属机械加工工艺人员手册》
1012
页表
12-2
铸
件机械加工余量，选用
?
80
孔底面加工余量为
5mm
，其余各个加工面的
铸件机
械加工余量均为
6mm
。
图
毛坯零件综合图
工艺规程设计
选择定位基准
①粗基准的选择
图
加工表面名称
以零件较大的
B
面为主要的定位粗基准，然后加工与其相对的
D
面。
②精基准的选择
考虑要保证零件的加
工精度和装夹准确方便，
依据
“基准重合”
原则和
“基
准统一”原则，以加工后的
F
通孔和加工后的面
B
为定位精基
准。
制定工艺路线
根据零件的几何形状、
尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所
能达到的经济精度，在生产纲领已确定
的情况下
,
可以考虑采用各种机床配以
专用夹具。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择
零件的加工
方法及工艺路线方案如下：
表零件加工工艺路线方案一
工
工序内容
序
Ⅰ
粗铣平面
B
和平面
D
，
Ra
达到，半精
< br>铣平面
B
和平面
D
，
Ra
达到。
钻、扩、粗铰、精铰孔
F
，
Ⅱ
Ra
达到，
d=30H8
；
钻孔
G
粗车
工件两侧的
H
面，
Ra
达到；
Ⅲ
半精车面
A
和面
E
，
Ra
达到；
精车面
A
和面
E
，
Ra
达到
.
车床
摇臂钻床
名称
立式铣床
名称
镶齿套式
面铣刀
直柄短麻花钻
套式扩孔钻
套式机用铰刀
弯头通切车刀
端面车刀
直柄长麻花钻
Ⅳ
钻、扩、粗铰、精铰孔
C
摇臂钻床
直柄扩孔钻
直柄机用铰刀
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
表零件加工工艺路线方案二
工
工序内容
序
名称
名称
机床
刀具
粗铣平面
M
，
锯片铣刀切开两工件
钻孔
L
攻孔
L
、孔
G
的螺
纹
倒角，去毛刺，修锐边
清洗
检验
立式铣床
摇臂钻床
摇臂钻床
钳工台
清洗机
检验台
镶齿套式面铣刀
中齿锯片铣刀
直柄短麻花钻
细柄机用和手用
丝锥
机床
刀具
Ⅰ
粗铣平面
B
和平面
D
，
Ra
达到，半精
< br>铣平面
B
和平面
D
，
Ra
达到。
钻、扩、粗铰、精铰孔
F
，
立式铣床
镶齿套式
面铣刀
直柄短麻花钻
Ⅱ
Ra
达到
，
d=30H8
；
< br>钻孔
G
，钻、扩、粗铰、精铰孔
C
钻孔
L
粗车工件两侧的
H
面，
Ra
达到；
摇臂钻床
套式扩孔钻
套式机用铰刀
Ⅲ
半精车面
A
和面
E
，
R
a
达到；
精车面
A
和面
E
，
Ra
达到
.
车床
弯头通切车刀
端面车刀
镶齿套式面铣刀
中齿锯片铣刀
细柄机用和手用
丝锥
Ⅳ
粗铣平面
M
，
锯片铣刀切开两工件
立式铣床
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
攻孔<
/p>
L
、孔
G
的螺纹
倒角，去毛刺，修锐边
清洗
检验
摇臂钻床
钳工台
清洗机
检验台
工艺立方案评价：
上述工艺方案一的
特点在于：把工件加工工序分得相对分散，避免了由于
在同一地点各个工步换刀和装夹带
来的时间浪费。各个定位和加工基准能得到
保证，符合中批量生产规模的生产要求。考虑
到加工零件的方便性，及加工精
度要求不高，尽量采用通用夹具，尽可能降低生产成本。
方案二由于工序高度集中，此批零件为中批量生产，不可避免
的会在每一
道工序中浪费掉很多时间，造成成本的提高和工作强度的提高。
综合上述两种方案的特点，选择工艺方案一为加工方案。
选择加工设备和工艺设备
①机床的选择
工序
Ⅰ、Ⅴ
采用
X5025
型卧式铣床；
工序
Ⅱ、Ⅳ、Ⅶ
采用
Z5030
型摇臂钻床；
工序
Ⅲ
<
/p>
采用
CA6140
型卧式车床；
②选择夹具
该拨叉的生产纲领为中批生产，所以部分采用专用夹具。
③选择量具
加工过程中主要用到的量具有游标卡尺、螺纹量规、塞规等。
④其他
对垂直度、平行度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保
证，其他尺寸
采用通用量具即可。
机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个
加工工序的加
工余量如下：
表
各加工工序达到的尺寸、经济度、粗糙度
经济
工序
工序内容
精度
粗铣Φ
55
的两
IT12
侧面
Ⅰ
<
/p>
半精铣Φ
55
的
IT11
两侧面
钻Φ
28
通孔
扩孔Φ
Ⅱ
粗铰Φ
精铰到Φ
30H8
钻孔Φ
10
IT11
IT11
IT11
IT9
IT11
糙度
最小
最大
表面粗
工序余量
粗车
H<
/p>
’’面
到
R=40
，粗车
端面
E
到
半精车端面
E
IT12
到
精车端面
E
到
IT10
27
Ⅲ
<
/p>
粗车
H
’面到
R
=40
，粗车端
面
A
< br>到
半精车端面
A
IT12
到
精车端面
A
到
IT10<
/p>
20
粗车<
/p>
I
到
R=30
IT12
IT12
IT12
钻孔
C
到Φ
IT12
扩孔到Φ
Ⅳ
粗铰到Φ
IT11
IT11
精铰到Φ
6
IT9
Ⅴ
粗铣
M
面
IT12
锯开两工件
Ⅵ
钻孔
L
到Φ
IT11
攻螺纹孔
4H
L
到
M8
Ⅶ
攻螺纹孔
5H
G
到
M12
确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ：
①粗铣Φ
55
的两侧面
机床：
X5025
型卧式铣床
刀具：镶齿套式面铣刀，材料：高速钢，
D
?
80
mm
，齿数
Z
?
10
。
因其单边余量：
6mm
所以铣削深度
a
p
：
a
p
?
5
mm
每齿进给量
f
z
：根据参考文献《金属机械加工工艺人员手册》表
14-69
，
取
f
z
?
0.2
mm
，
铣削速度
V
：
参照
《金属机械加工工艺人员手册》
表
14-71
，
取
V<
/p>
?
38.3
m
/
min
机床主轴转速
n
：
1000
V
1000
?
38.3
n
?
?
?
150
r
/
min
?
d
3.14
?<
/p>
80
进给量
V
f
：
V
f
?
f
z
Zn
?
0.2
?
10
?
150
?
300
m
m
/
min
切削工时
被切削层长度
l
：由毛坯尺寸可知
l<
/p>
?
55
mm
，<
/p>
刀具切入长度
l
1
：
l
1
?
0.5(
D
?
D<
/p>
2
?
a
?
2
)
?
(1~
3)
?
0.5(8
0
?
80
2
?
55
2
)
?<
/p>
(1~
3)
?
1
1
mm
刀具切出长度
l
2
：取
l
< br>2
?
3
mm
走刀次数为
1
机动时间：
t
j
?
l
?
l
1
?
l
2
55
< br>?
11
?
3
?
?
0.23min
f
m
300
辅助时间：<
/p>
t
f
?
t
j
?
17%
?
0.23
?
17%
?
0.039
min
工作地点服务及身体需要时间：
t<
/p>
x
?
(
t
j
?
t
f
)
?
3%
?
(0.23
?
0.039)
?
3%
?
0.008min
准备终结时间：
t
z<
/p>
?
(
t
j
?
t
f
)
?
4%
?
(0.23
?
0.039)
?
4%
?
0.011min
单件时间：
t
d
?
t
j
?
t
f
?
t
x
?
0.23
?
0.039
?
0.008
?
0
.277
min
< br>单件核算时间：
t
h
?
t
d
?
t
h
?
0.277
?
0.011
?
0.288min
功率：
P
?
2.49
?
10
?
5
d
?
0.14
a
p
0.9
f
z
0.72
a
e
1.14
zn
?
2.
6
kW
②
半精铣Φ
55
的两侧面
机床：
X5025
型卧式铣床
刀具：镶齿套式面铣刀，材料：高速钢，
D
?
80
mm
，齿数
Z
?
10
。
单边余量：
1mm
< br>所以铣削深度
a
p
：
a
p
?
1
mm
每齿进给量
f
z
：根据参考文献《金属机械加工工艺人员手册》表
14-69
，
取
f
z
?
0.08
mm
，
铣削速度
V
：
参照
《金属机械加工工艺人员手册》
表
14-71
，
取
V
?
57.6
m
/<
/p>
min
机床主轴转速
< br>n
：
1000
V
1000
?
57.6
n
?
?
?
230
r
/
min
?
d
3.14
?<
/p>
80
进给量
V
f
：
V
f
?
f
z
Zn
?
0.08
?
10
?<
/p>
230
?
184
mm
/
min
切削工时
被切削层长度
l
：由毛坯尺寸可知
l<
/p>
?
55
mm
，<
/p>
刀具切入长度
l
1
：
l
1
?
0.5(
D
?
D
2
?<
/p>
a
?
2
)
?
(1~
3)
?
0.5
(80
?
80
2
?
55
2
)
?
(1~
3)
?
11
mm
刀具切出长度
l
2
：取
l
2
?
3
mm
走刀次数为
1
机动时间：
t
j
?
l
?
l
1
?
l
2
55
?
11
?
3
?
?
0.375min
f
m
184
辅助时
间：
t
f
?
t
j
?
17%
?
0.375
?
17%
< br>?
0.064
min
工作地点服务及身体需要时间：
t<
/p>
x
?
(
t
j
?
t
f
)
?
3%
?
(0.375
?
0.064)
?
3%
?
0.013min
准备终结时间：
t
z
?
(
t
j
?
t
f
)
?
4%
?
(0.375
?
0.064)
?
4%
?
0.018min
单件时间：
t
d
?<
/p>
t
j
?
t
f
?
t
x
?
0.375
?
0.06
4
?
0.013
?
0.452
min
单件核算时间：
t
h
?<
/p>
t
d
?
t
h
?
0.452
?<
/p>
0.018
?
0.469min
功率：
P
?
2.49
?
10
?
5
d
?
0.14<
/p>
a
p
0.9
f<
/p>
z
0.72
a
e
1.14
zn
?
0.48
kW
工序Ⅵ：钻Φ的孔
工件材料为
HT200
铁，硬度
200HBS
。孔的直径为。加工机床为
Z3040x16
型摇臂钻床。钻头为
?
标准高速钢直柄
短麻花钻。
确定钻削用量
①确定每转进给量
参照《金属机械加
工工艺人员手册》表
14-34
，可查出
f
r
?
0.15
mm
/
r
。
②确定切削速度
v
、轴向力
F
、转矩
T
参照《金属机械加工工艺人员手册》表
14-36
，表
14-30
14.2
d
0.25
V
?
0.125
0.55
?
32.1
m
/
min
t
f
o
< br>.8
F
表
?
425
df
?
42
5
?
6.5
?
0.15
0.8
?
605.6
N
T
表
?
210
d
2
f
0.8
?
210
?
6.5
2
?
0.15
0.8
?
1.95
N
?
m
< br>
③校验加工参数
切削工时
被切削层长度
l
：
l
?
< br>12.5
mm
刀具切入长度
l
1
：
l
1
?
D
6.5
ctgk
r
?
(1
~
2)
?
ct
g
120
?
?
1
?
2.5
mm
2
2
刀具切出长度
l
2
：
l
2
?
1
< br>mm
走刀次数为
1
机动时间
t
< br>j
：
t
j
?
L
l
1
?
l
?
l
2
2.5
?
12.5
?
1
?
?
?<
/p>
0.067
min
nf
r
nf
r
1600
?
0.15
辅助时间：
t
f
?
t
j
?
17%
?
0.067
?
17%
?
0.011min
工作地点服务及身体需要时间：
t<
/p>
x
?
(
t
j
?
t
f
)
?
3%
?
(0.067
?
0.011)
?
3%
?
0.002
min
准备终结时
间：
t
z
?
(
t
j
?
t
f
)
?
4%
?
(0.067
?
0
.011)
?
4%
?
< br>0.003min
单
件时间：
t
d
?
t
j
?
t
f
?
t
x
?
0.067
?
0.011
< br>?
0.003
?
0.08min
单件核算时间：
< br>t
h
?
t
d
?
t
h
?
0.08
?
0.003
?
0.083min
切削功
率：
P
?
Mn
/
(7018760
?
1.36)
?
0.32
kW
?
P
机
=4kW
工序Ⅶ：
①攻
M8
×的螺纹
机床：
Z3040x16
型摇臂
钻床
刀具：细柄机用和手用丝锥（
M
8
?
1.25
）
进给量
f
r
：由于其螺距
p
?
< br>1.25
mm
,
因此进给量
f
?
1.25
mm
/
r
切削速
度
V
：
参照
《
金属机械加工工艺人员手册》
表
14-94
，
取
V
?
8
m
/
min
机床主轴转速
n
：
n
?
1000
V
< br>1000
?
8
?
?
320
r
/
min
?
d
0
3.14
?
8
被切削层长度
l
：
l
?
12.5
mm<
/p>
刀具切入长度
l
1
：
l
1
?
3
mm
刀具
切出长度
l
2
：
l
2
?
3
走刀次数为
1
机动时间
t
j
：
t
j
?
l
?
l
1
?
l<
/p>
2
l
?
l
1
?
l
2
12.5
?
3
?
3
12.5
?
3
?
3
?
?
?
?
0.092
min<
/p>
f
r
n
f
r
n
0
1.25
?
320
1.2
5
?
320
辅助时间：
t
f
?
t
j
?
17%
?
0.092
?
17%
?
0.016
min
职责英语-lucidity
职责英语-lucidity
职责英语-lucidity
职责英语-lucidity
职责英语-lucidity
职责英语-lucidity
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