铣断夹具831007说明书

广东海洋大学工程学院拨叉零件课程设计说明书

目 录

一、零件的分析???????????????????2 1、零件的作用??????????????????2 2、零件的工艺分析????????????????2 3、确定生产类型?????????????????2 4、确定毛坯???????????????????2 二、工艺规划设计?????????????????4 1、选择定位基准?????????????????4 2、制定工艺路线?????????????????4 3、选择加工设备和工艺设备????????????4 4、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定???????5 5、时间定额计算?????????????????13 6、辅助时间

tf的计算???????????????? 16

7、其他时间的计算?????????????????17 8、单件时间的计算?????????????????18 三、夹具设计?????????????????? 18 1、问题的提出??????????????????? 19 2、夹具设计????????????????????19 3、定位误差分析??????????????????20 五、设计感言???????????????????21 六、参考文献???????????????????22

拨叉零件的工艺规程及夹具设计 （一）、零件的分析 一、零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。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φ22孔与操纵机构相连，下方的φ55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。 二、零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此，

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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： 1、小头孔?22?0?0.021以及与此孔相通的?8的锥孔、M8螺纹孔

0.42、大头半圆孔Ф550

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面。

大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗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，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

三、确定生产类型

已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，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，大量采用专用工具。

四、确定毛坯

1、 确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。

2、 确定铸件加工余量及形状：

《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：

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表 1

3、绘

加工 制铸件零

孔降一级双件图：

孔降一级双

（二）、工艺规程设计 一、选择定位基准：

1、 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 二、制定工艺路线

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T4 73mm 5 单侧加工 T2 73mm 5 单侧加工 D2 55mm 2.5?2 侧加工 D1 22mm 2.5×2 侧加工 简图 加工面代号 基本尺寸 余量 说明 T3 50mm 3.5×2 单侧加工 广东海洋大学工程学院拨叉零件课程设计说明书

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《指导手册》，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序 010 020 030 040 050 060 070 080 090 工序内容 粗铣两端小头孔两端面 精铣两端小头孔上端面 粗铣中间孔两端面 精铣中间孔上端面 精铣中间孔下端面 扩两端小头孔 粗铰两端小头孔 精铰两端小头孔 扩中间孔 定位基准 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T3及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 工序 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 表 2

工序内容 粗铰中间孔 精铰中间孔 钻2-Φ8锥销孔 粗铰锥销孔 精铰锥销孔 钻M8螺纹孔 对M8螺纹孔攻丝 铣断 去毛刺 检查 定位基准 T1及小头孔外圆 T1及小头孔外圆 T1及小头孔 T1及小头孔 T1及小头孔 T1及小头孔 T1及小头孔 T1、D1 三、选择加工设备和工艺设备 1、 机床的选择：

工序010～050均为铣平面，可采用X51立式铣床。 工序060～110采用Z35摇臂钻床。 工序120～160采用Z525立式钻床。 工序170采用铣断机床。

2、选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 3、选择刀具：工序010-050，采用高速钢立铣刀 工序060采用硬质合金扩孔钻 工序070-080采用高速钢铰刀 工序090采用硬质合金扩孔钻 工序100-110采用高速钢铰刀 工序120采用高速钢麻花钻 工序130-140高速钢铰刀

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工序150采用高速钢麻花钻 工序160采用高速钢机动丝锥

工序170采用高速钢切断铣刀 4、选择量具：两小头孔、中间孔均采用塞规。

5、其他：对垂直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。

四、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

前面根据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： 1、平面加工工序尺寸：

表面粗糙度加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 Ra(?m) 工序余量 最小 1.12 最大 1.88 铸件 粗铣两端小头孔两端面 7mm CT9 IT13 0 6.3 51.15?0.15 0精铣两端小头孔上端面 1mm IT12 50.3?0.6 22.10521.0420?0.213.2 0.55 1.45 粗铣中间孔两端面 8mm IT12 6.3 3.79 4.21 精铣中间孔上端面 精铣中间孔下端面 1mm 1mm IT10 IT10 0?0.084 3.2 3.2 0.853 0.748 1.147 1.252 20.070?0.28 表 3

2、圆柱表面工序尺寸：

加工 表面 加工 内容 加工 余量 精度 等级 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 4.75 最大 4.9 Ra(?m) ?50?0.5 6.3 6.3 铸件 扩孔 5 5 CT9 IT12 ?55 （D2） ?54.9?0.3 ?550?0.0460粗铰 0.18 IT10 3.2 0.01 0.19 精铰 0.07 IT7 ?55.03?0.06 03.2 0 0.06 ` 铸件 5 CT9 ?17?0.5 6.3 5

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?220 ?0.021扩孔 4.8 IT12 ?21.905?21.982?22.0105

0?0.21 6.3 4.695 4.905 粗铰 0.14 IT10 0?0.0843.2 0.07 0.287 精铰 0.06 IT7 0?0.01051.6 0.0075 0.0285 表 4

3、确定切削用量：

工序010 以T1为粗基准，粗铣φ22孔两个端面。 （1） 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣φ22孔上端面。 机床：X51立式铣床。

刀具：W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。 （2）切削用量

1）铣削深度。因为切削量较小，选择背吃刀量ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）进给量的确定。按机床功率为5~10kw,工件-夹具系统刚度为中等条件，取

fz=0.3mm/z.

3）计算切削速度。查《指导教程》表5-11，取直径d=50mm，齿数Z=6的高速钢立铣刀. 取每齿进给量为

fz=-0.18mm/z。查表5-13得立铣刀铣平面的铣削速度为V＝49mm/min，由公式（5-1）n=1000v/πd得，

n=312.10r/min。参照表4-15所列X51系列立式铣床的主轴转速n=300r/min,将n=300r/min代入求得V＝47.1mm/min

工序020 以T1为粗基准，精铣φ22孔上端面。 （1）加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣φ22上端面。 机床：X51立式铣床。

刀具： W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。 （2） 切削用量

1）背吃刀量的确定。取ap=1mm。

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2）进给量的确定。查《指导教程》表5-8，按表面粗糙度Ra2.5μm条件选取，该工序的每转进给量f=0.6mm/r。 3）计算切削速度。由表5-13，按高速钢立铣刀铣平面的铣削速度，取

fz=0.12mm/z,查表5-13，取V=54m/min。

由公式n=1000v/πd得n=343.94r/min。参照表4-15所列，取X51型机床，取其转速为380 r/min。代入求得V=nπd/1000=59.66m/min。

工序030以T1及小头孔外圆为粗基准，粗铣φ55中间孔两端面。 （1）加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣φ22上端面。 机床：X51立式铣床。

刀具： W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。 （2）．切削用量

1）背吃刀量的确定。因为切削量较小，故可以选择ap=4.0mm。 2）进给量的确定。查表5-11，取

fz=0.25mm/Z。

fz=0.25mm/Z,查表5-13，

3）铣削速度的计算。按立式铣刀铣削进给量选取。查表5-11，取d=50mm,Z=6，取

铣削速度为V-47m/min。由公式n=1000v/πd=299.36 r/min。参照表4-15所列X51型立式铣床的主轴转速n=255r/min,将n=255r/min代入得，V= nπd/1000=40.04 m/min。

工序040以T1及小头孔外圆为粗基准，精铣φ55中间孔上端面。 （1）加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣φ22上端面。 机床：X51立式铣床。

刀具： W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。 （2）切削用量

1）背吃刀量的确定。因为切削量较小，故可以选择ap=1mm。 2）进给量的确定。由表5-13，取进给量

fz=0.12mm/z。

3）铣削速度的计算。由表5-13，取铣削速度V=54m/min，由公式n=1000v/πd=1000×54/πd=343.95r/min。查表4-15所列，X51型机床取其转速为300r/min，代入求得V= nπd/1000=47.1m/min。

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工序050以T1及小头孔外圆为粗基准，精铣φ55中间孔下端面。 （1）加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣φ22上端面。 机床：X51立式铣床。

刀具： W18Cr4V高速钢立铣刀。取刀具直径do=50mm，齿数z=6。 （2）切削用量

1）背吃刀量的确定。因为切削量较小，故可以选择ap=1mm。 2）进给量的确定。由表5-13，取进给量

fz=0.12mm/z。

3）铣削速度的计算。由表5-13，取铣削速度V=54m/min，由公式n=1000v/πd=1000×54/πd=343.95r/min。查表4-15所列，取X51型机床，取其转速为300r/min，代入求得V= nπd/1000=47.1m/min。

工序060~080以T3（或T1）及小头孔外圆为粗基准，粗扩两端小头孔、粗铰两端小头孔、精铰两端小头孔。 （1）粗扩

本工步使用硬质合金扩孔钻，主偏角为

Kr?540。查表2-28，选取扩孔钻直径为?21.8mm。

a.进给量的确定。查表5-23，取进给量为

f=1.0mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的扩孔钻直径为?21.8mm，而毛坯的直径为?17mm，故背刀量为ap=4.8mm。 c.切削速度的计算。查表5-24，扩孔钻的切削速度V=63.28m/min，由公式n=1000v/πd=1000×63.28/（π×21.8）=923.97r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为1051r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=71.94m/min。 （2）粗铰

本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为?21.94mm。

a.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

Kr?150查表2-28，选取铰刀的直径为

f=1.0mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的铰刀直径为?21.94mm，而粗扩的最后的直径为?21.8mm，故背刀量为ap=0.14mm。

c.切削速度的计算。查表5-31，铰刀的切削速度为V=3m/min由公式n=1000v/πd=1000×3/（π×21.94）=43.52r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为53r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=

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（53×3.14×21.94）/1000=3.65m/min。 （3）精铰

本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为Kr?15a.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

o查表2-28，选取铰刀的直径为?22mm。

f=0.8mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的精铰铰刀直径为?22mm，而粗铰的最后的直径为?21.94mm，故背刀量为ap=0.06mm。

c.切削速度的计算。查表5-31，铰刀的切削速度为V=4m/min由公式n=1000v/πd=1000×4/（π×22）=57.87r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为67r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（67×3.14×22）/1000=4.63m/min。

工序090~110以T1及小头孔外圆为粗基准，粗扩扩中间孔、粗铰中间孔、精铰中间孔。 （1）粗扩

本工步使用硬质合金扩孔钻。查表2-28，选取扩孔钻直径为?54.75mm，主偏角为Kra.进给量的确定。查表5-23，取进给量为

?540。

f=1.7mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的扩孔钻直径为?54.75mm，而毛坯的直径为?50mm，故背刀量为ap=4.75mm。 c.切削速度的计算。查表5-24，扩孔钻的切削速度V=45.26m/min，由公式n=1000v/πd=1000×45.26/（π×54.75）=271.82r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为335r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（335×3.14×54.75）/1000=57.62m/min。 （2）粗铰

本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为?54.93mm。

a.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

Kr?15o查表2-28，选取铰刀的直径为

f=1.5mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的铰刀直径为?54.93mm，而粗扩的最后的直径为?54.75mm，故背刀量为ap=0.18mm。

c.切削速度的计算。查表5-31，铰刀的切削速度为V=3m/min由公式n=1000v/πd=1000×4/（π×54.93）=23.26r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为34r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（34×3.14×54.93）/1000=5.84m/min。 （3）精铰

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本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为Kra.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

?15o查表2-28，选取铰刀的直径为?55mm。

f=1.4mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的精铰铰刀直径为?55mm，而粗铰的最后的直径为?54.93mm，故背刀量为ap=0.07mm。

c.切削速度的计算。查表5-31，铰刀的切削速度为V=6m/min由公式n=1000v/πd=1000×6/（π×55）=34.74r/min。查表4-6所列，取Z35型摇臂钻床，其转速为42r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（42×3.14×55）/1000=7.26m/min。

工序120~140以T1及小头孔为粗基准，钻2-Φ8锥销孔、粗铰锥销孔、精铰锥销孔。 （1）钻孔：刀具采用高速钢麻花钻，主偏角为Kra.背吃刀量的确定，取ap=7.8mm b.进给量的确定。查表5-22，取进给量为

?54。

of=0.15mm/r。

c.切削速度的计算。查表5-22，钻头的切削速度为V=16m/min由公式n=1000v/πd=1000×16/（π×7.8）=653r/min。查表4-9所列，取Z525型立式钻床，其转速为680r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（680×3.14×7.8）/1000=16.7m/min。 （2）粗铰

本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为Kra.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

?15o查表2-28，选取铰刀的直径为?7.96mm。

fz=0.4mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的铰刀直径为?7.96mm，而粗扩的最后的直径为?7.8mm，故背刀量为ap=0.16mm。 c.切削速度的计算。查表5-31，铰刀的切削速度为V=3m/min由公式n=1000v/πd=1000×4/（π×7.96）=119.97r/min。查表4-9所列，取Z525立式钻床，其转速为140r/min，代入求得实际切削速度为V= nπd/1000=（140×3.14×7.96）/1000=3.50m/min。

（3）精铰

本工步使用高速钢铰刀，查《指导教程》，取其主偏角为Kra.进给量的确定。查表5-31，取进给量为

?15o查表2-28，选取铰刀的直径为?8mm。

f=0.3mm/r。

b.背吃刀量的确定。由于取的精铰铰刀直径为?8mm，而粗铰的最后的直径为?7.96mm，故背刀量为ap=0.04mm。

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