叉杆零件的加工工艺规程及加工孔Φ20的专用夹具设计说明书

重庆信息技术职业学院毕业设计题目叉杆夹具设计选题性质：设计院系电子工程学院专业计算机辅助设计与制造班级09级2班学号0920010231学生姓名刘晓东指导教师付建中教务处制年月日目录一、零件工艺性分析1、零件的技术要求2、零件的作用3、审查叉杆的工艺性4、确定生产类型二、拟定叉杆工艺路线及确定毛坯（一）选择定位基准1、粗基准的选择2、精基准的选择（二）工序顺序的安排原则（三）制定工艺路线（四）工序尺寸及毛坯的确定1、圆柱表面工序尺寸2、平面工序尺寸3、确定毛坯三、切削用量及时间定额的计算（一）切削用量的计算1、钻、扩、粗铰、精铰Φ20孔2、钻、粗铰、精铰Φ10孔（二）时间定额的计算1、钻、扩、粗铰、精铰Φ20孔2、钻、粗铰、精铰Φ10孔四、机床夹具的设计（一）提出问题（二）设计思想（三）导向元件的设计（四）夹具设计1、定位分析2、切削力及夹紧力的计算五、车拨叉花盘式夹具的装配图见附图六、心得体会七、参考文献序言随着科技技术的不断进步，生产都向着自动化、专业化和大批量化的方向发展。这就要求企业的生产在体现人性化的基础上降低工人的生产强度和提高工人的生产效率，降低企业的生产成本。现代的生产和应用设备多数都采用机电一体化、数字控制技术和自动化的控制模式。在这种要求下叉杆越发体现出其广阔的应用领域和市场前景。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合后，使叉杆进入了一个新的发展阶段。又因需求的增加，所以生产也步入大批量化和自动化。为适应机械设备的要求，对叉杆的设计要求和技术领域的拓展还需要不断的更新。机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。一、零件工艺性分析1、零件的技术要求该叉杆的全部技术要求列如下表:尺寸及偏差公差表面粗糙度形位公差Φ20mm孔043.0020mm0.043，1.2üm叉口上下表面20.035.012mm0.156.3üm叉口内圆面8mm12.5ümΦ10mm孔10031.00mm0.0311.2ümΦ20孔上端面40mm12.5üm2、零件的作用题目所给的零件是叉杆，它位于车床变速机构中，主要起换档，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Φ20孔与操纵机构相连，下方的Φ46半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。3、审查叉杆的工艺性零件如图：0.15A0.05A0.05A技术要求加工面审查叉杆的工艺性分析零件图可知，该叉杆形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工序，又节约了材料。除了孔以外外，其余表面加工精度较低，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达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度较高，但也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。4、确定生产类型零件的生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。已知此叉杆零件的生产纲领为5000件/年，叉杆属于轻型零件，查《机械制造技术基础课程设计指导书》，可确定该零件生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。二、拟定叉杆工艺路线及确定毛坯（一）选择定位基准1、粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，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，应该尽量避免重复使用。因此，选择孔的外圆柱面作为粗基准。2、精基准的选择应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。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。（二）工序顺序的安排原则1）遵循“先基准后其他”原则。2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面。4）遵循“先面后孔”原则（三）制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。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,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造技术基础课程设计指导书》，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序Ⅰ：粗铣Φ20孔的两个端面，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序Ⅱ：精铣20孔的上端面，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序Ⅲ：钻、扩、粗铰、精铰Φ10孔。以Φ36外圆和其端面为基准，选用Z525立式钻床加专用夹具。工序Ⅳ：铣φ46的叉口及上、下端面。利用Φ10的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序Ⅴ：粗铣φ46的叉口的内圆面。利用Φ10的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序Ⅵ：精铣φ46的叉口的内圆面。利用Φ10的孔定位，以两个面作为基准，选用X5012立式铣床和专用夹具。工序Ⅶ：钻、粗铰、精铰Φ10孔。以Φ36外圆和其端面为基准，选用Z525立式钻床加专用夹具。工序Ⅷ：热处理。工序Ⅸ：终检。工序Ⅹ：入库。（四）工序尺寸及毛坯的确定1、圆柱表面工序尺寸前面已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的加工工序的加工余量：加工内容加工余量工序尺寸Φ10孔钻9.89.8铰0.1610.0φ20孔钻1818.0扩1.819.8粗铰0.1419.94精铰0.0620.02、平面工序尺寸工序内容加工余量基本尺寸铸件1.501粗铣Φ46叉口上下表面1.036.003粗铣φ46的叉口内圆面1.08.005精铣φ46的叉口内圆面1.08.03、确定毛坯技术要求加工面技术要求工序号机械加工中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等，同一种毛坯又有可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是铸件和锻件。选择零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择砂型铸件毛坯。查《机械制造技术基础课程设计指导书》第23页表2-1,选用铸件尺寸公差等级为CT-10。根据加工余量表格可以确定毛坯的尺寸具体数据见毛坯图：三、切削用量及时间定额的计算（一）切削用量的计算1、钻、扩、粗铰、精铰Φ20孔（1）钻孔工步：钻床：Z525立式钻床钻头：选用直柄麻花钻，钻头直径18.00mm，l=123mm，l1=62mm。1)背吃刀量的确定取ap=0.25mm.2)进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》表5-21f=0.26mm/r。3)切削速度的计算由表5-21切削速度选取为20m/min，由公式dvn*1000，求得该工序钻头转速min/86.35318*20*1000rn，参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min,再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/16.22100018*392*mv（2）扩孔工步：钻床：Z525立式钻床扩孔钻：直柄扩孔钻，钻头直径d=19.8，L=205mm，l=140mm.1）背吃刀量确定取ap=0.9mm.2)进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》表5-23f=1.0mm/r.3)切削速度的计算由表5-24切削速度选取为v=83.7m/min.由公式dvn*1000，求得该工序转速min/13538.19*7.83*1000rn，参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=1360r/min.再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/12.8410008.19*1360*mv。（3）粗铰孔工步：1）钻床：Z525立式钻床2）铰刀：直柄机用铰刀d=19.94，L=195mml=60mm3）背吃刀量确定取ap=0.07mm.4）进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》f=0.8mm/r.5)切削速度的计算由表5-27切削速度选取为v=13.1m/min,由公式dvn*1000，求得该工序转速min/59.20894.19*1.13*1000rn,参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min.再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/25.12100094.19*195*mv。（4）精铰孔工步：钻床：Z525立式钻床铰刀：直柄机用铰刀d=20，L=195mml=60mm1）背吃刀量确定取ap=0.03mm.2）进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》表f=0.3mm/r.3）切削速度的计算由表5-26切削速度选取为v=8m/min,由公式dvn*1000，求得该工序转速min/39.12720*8*1000rn,参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r/min.再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/79.8100020*140*mv。2、钻、粗铰、精铰Φ10孔（1）钻孔工步：钻床：Z525立式钻床钻头：选用直柄麻花钻，钻头直径9.8mm，l=89mm，l1=40mm。1)背吃刀量的确定取ap=4.9mm.2)进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》表5-21f=0.20mm/r。3)切削速度的计算由表5-21切削速度选取为20m/min，由公式dvn*1000，求得该工序钻头转速min/6498.9*20*1000rn，参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min,再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/92.2010008.9*680*mv（2）粗铰孔工步：钻床：Z525立式钻床铰刀：直柄机用铰刀d=9.96，L=133mml=38mm1）背吃刀量确定取ap=0.08mm.2）进给量的确定查《机械制造基础课程设计指导书》表f=0.8mm/r.3）切削速度的计算由表5-27切削速度选取为v=14.1m/min,由公式dvn*1000，求得该工序转速min/45096.9*1.14*1000rn,参照Z252型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min.再将此转速代入公式1000ndv,可求出该工序的实际钻削速度为min/04.17100096.9*545*mv。（3）精铰孔工步：钻床：Z525立式钻床铰刀：直柄机用铰刀d=10，L=13