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机械工程及自动化专业本科毕业设计论文——变速拨叉加工工艺及工装

机械工程及自动化专业本科毕业设计论文——变速拨叉加工工艺及工装

东华理工大学 05 级毕业设计论文

东华理工大学长江学院

毕 业 设 计 ( 论 文 )
题 目: 变速箱 plc 控制方式

英 文 题 目 : Fork speed and equipment

processing

technology

学生姓名 学 号 职称

指导教师 专

业 机械工程及自动化

二 零 零 九 年 五 月 二十七 日

东华理工大学 05 级毕业设计论文





本论文设计的是变速拨叉的加工工序、设计方案、计算过程以及钻孔的夹具 设计。拨叉表面加工方法的选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的处理、加 工阶段的划分、 机床和工艺装备的选择、加工余量与工序尺寸及公差的确定等都 是编制工艺规程的主要问题。 而夹具设计所面临的是设计方案的确定、定位元件 的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的计算、夹具体毛坯结构及夹具元件配 合的确定。还有拨叉毛坯图、零件图和夹具装配图的绘制,如何保证用拨叉的技 术条件是加工过程最为重要的问题,而夹具也起着至关重要的作用。 拨叉的合理结构设计、加工工艺性设计,保证拨叉的加工质量,对提高生产 效率有着重要意义, 它是保证产品质量的关键所在。 通过对拨叉加工过程的设计, 可以发现一个产品的设计需要各个加工过程很好的配合才能成功。 关键词:拨叉; 工艺; 夹具; 夹紧; 定位

附件:

Abstract

In this paper, the design of the fork processing speed, design, calculation and design of drilling jig. Fork the surface of the choice of processing methods, processing sequence of the arrangement, process centralization and decentralization of treatment, the division stage of processing, machine tools and process equipment selection, allowance and processes determine the size and tolerance of the preparation process are the main point of order problem. Fixture Design and facing the program is designed to identify, locate component selection, positioning errors of analysis and calculation, the calculation of clamping force, the specific folder structure and the rough with the determination of fixture elements. There are fork blank map, fixture assembly parts diagram and mapping how to ensure the technical conditions fork is the most important process,

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and fixture also plays a vital role. Fork reasonable structural design, design process to ensure quality processing fork, to improve the productivity of great significance, it is to ensure that the key to product quality. Fork through the design process can be found in a product design process requires a good co-ordination to succeed. Keywords: fork; technology; fixture; clamping; positioning

目录
第一章

………………………1 1.1 零件的作用 …………………....1 1.2 零件的技术要求. ………………… 1.3 工艺分析…………………………
拨叉零件的分析
2.1 确定毛坯的制造形式

第二章 工艺规程的设计..............................

……………….3 2.2 基面的选择…………………....3 2.3 表面加工方法的确定制定工艺路………..3 2.4 工序顺序安排的确定…………....3 2.5 确定工艺路线……....4 2.6 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定..5 2.7 确立切削用量及基本工时…………..5 第三章 夹具设计……………………...…...9 3.1 问题的提出……………………9 3.2 夹具设计…………………….9 参考文献………………………….17

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序言
机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门, 在国民经济的发展中具有十分 重要的地位。 机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标 志,因此,我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。 我国机械制造工业虽然取得了很大的进步,但与工业发达的国家相比,在生产能力、技 术水平、管理水平和劳动生产率等方面,还有很大的差距。因此,我国的机械制造工业今后 的发展, 除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外, 还必须研究开发优质高效精 密工艺,为高新技术产品的生产提供新工艺、新装备,加强基础技术研究,强化和掌握引进 技术,提高自主开发能力,形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。制 造自动化及其发展是机械制造行业中的最新技术进步的又一个标志, 但随着数控加工的应用 的推广,CAD 和 CAM 逐步进入实用阶段,特别是柔性制造系统(FMS)的出现,提高生产效 率,降低成本,同时也保证了产品的质量和改善了劳动条件。目前,计算机集成制造系统 (CIMS)正在研究和开发,也即将投入使用,它的出现将会更大程度的改变现代世界的机械 行业。 我研究的课题是拨叉。拨叉应用在变速箱的换档机构中,拨叉头孔套早变速叉轴上。拨 叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时,操纵变速杆,变换操纵机构就通过拨叉头 部的操纵 槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上 滑动一改变档位,从而改变速度。该拨叉在改换档位是要承受弯曲应力和冲击载荷的作用, 因此该零件具有足够的强度和刚度以及韧性,以适应拨叉的工作条件。该拨叉形状特殊,结 构简单。 为实现换档变速的功能, 其叉轴空与变速叉轴有配合要求, 因此加工精度要求较高。 叉脚两端面在工作中需要承受冲击载荷,为增强起耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度 为 48—58HRC。 拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工。 并在轴方向上均高于相邻表面, 这样既减少了加工表面又提高了换档是叉脚端面的接触刚度。 该零件除了主加工表面外, 其 余的表面加工精度均较低,不需要高精度的机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到 加工要求 毕业设计是本专业培养我们的最后一个综合性的实践教学环节, 通过完成一定的生成设 计或科研试制任务, 获得运用基本理论的工程技术训练达到综合素质和能力的提高。 其目的 的培养我们独立分析和处理专业问题的能力。

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第一章
1.1 零件的作用

拨叉零件的分析

拨叉应用在变速箱的换档机构中,拨叉头孔套早变速叉轴上。拨叉脚则夹在双联变换齿 轮的槽中。当需要变速时,操纵变速杆,变换操纵机构就通过拨叉头部的操纵 槽带动拨叉 与变速叉轴一起在变速箱中滑移, 拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位, 从而 改变速度。 该拨叉在改换档位是要承受弯曲应力和冲击载荷的作用, 因此该零件具有足够的 强度和刚度以及韧性,以适应拨叉的工作条件。该拨叉形状特殊,结构简单。为实现换档变 速的功能,其叉轴空与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中 需要承受冲击载荷,为增强起耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度为 48—58HRC。拨叉 头两端面和叉脚两端面均要求切削加工。 并在轴方向上均高于相邻表面, 这样既减少了加工 表面又提高了换档是叉脚端面的接触刚度。 该零件除了主加工表面外, 其余的表面加工精度 均较低,不需要高精度的机床加工,通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求

1.2 零件的技术要求 零件的技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 mm 拨叉头左端面 拨叉头右端面 拨叉脚内表面 拨叉脚两端面 φ 12 孔 Φ8孔 操纵槽内侧面 操纵槽底面 83.5 83.5 R40 3.2 3.2 12.5 2.5 5 20 5 10 IT12 IT12 IT13 IT9 IT7 IT7 IT12 13 ┻ 0.1 A 表面粗糙度 Ra 公差精及度等级 形位公差/mm

7?0.2 ?0.3
φ 12?0?105 ?0?045
+0.1 φ 80

13.5 11

该拨叉形状特殊,结构简单,属典型的叉杆类零件。为实现换档变速的功能,其叉轴孔 与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。叉脚两端面杂工作中需承受冲击载荷,为 增加强起耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度为 48~58HRC。

1.3 拨叉的工艺分析 分析零件图可知,拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于

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相邻表面,这样既减少了加工面积,又提高了换档时叉脚端面的接触刚度。φ 12?0?105 mm 孔 ?0?045 的的端面为平面,可以防止钻头偏钻,可以保证加工精度;另外,该零件除了主要工作表面 外,其余的表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣床钻床的粗加工就可以达 到加工要求;而主要的饿表面虽然加工精度要求较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较 经济的方法保证质量的加工出来.由此可见,该零件的工艺性能较好.

第二章 工艺规程的设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为 ZG45。 考虑零件在机床运行过程中要承受的载荷较大,为增强拨叉的强度和 冲击韧度,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。该零件的轮廓尺寸不大,且生产类型为 大批量的生产,为提高生产率和锻件的精度,宜采用模锻方法制造毛坯。

2.2

基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准有粗基准和精基准之分。通常 先确定精基准然后确定粗基准。 基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证, 生产率得 以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,是生产 无法正常进行。

(1)精基准的选择。 根据零件的技术要求和装配要求选择拨叉的端面和叉轴孔 φ 12mm 作为精基准。零件上的 很多表面都是可以采用它们作为精基准进行加工, 即遵循 “基准统一” 的原则。 叉轴孔 φ 12mm 的轴线是设计基准。选择基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔 φ 8mm。实现设计基准和工艺 基准的重合, 保证被加工表面的垂直度要求。 选择拨叉头左端面作为精基准同样遵循了基准 重合的原则。 因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准。 另外由于拨叉件的 刚性较差受力容易产生弯曲变形, 为了避免在机械加工中产生夹紧变形。 根据夹紧力应垂直 于主要定位基面,并应作用在刚度较大部位的原则。夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选择 拨叉头左端面作进进精基准。夹紧可作用在拨叉头的右端面上夹紧稳定可靠。

(2)精基准的选择。 作为粗基准的表面平整, 没有飞边毛刺或其他表面缺欠。 拨叉轴孔 φ 12mm 的外圆和右

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端面作为粗基准。采用 φ 12mm 外圆面定位加工内孔可保证孔的内壁厚度均匀。采用拨叉右 端面做粗基准加工左端面可以为后续工序准备精基准。

2.3 表面加工方法的确定 根据拨叉零件图上各个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件表面的加工方法 如下表 加工表面 尺寸精度等 级 拨叉头左端面 拨叉头右端面 拨叉脚内表面 拨叉脚两端面 φ 12 孔 Φ8孔 操纵槽内侧面 操纵槽底面 IT12 IT12 IT13 IT9 IT7 IT7 IT12 13 3.2 3.2 12.5 2.5 5 20 5 10 粗铣 粗铣 粗铣—磨 粗铣—粗磨—精磨 钻—铰—拉 钻 粗铣 粗铣 表面粗糙度 Ra 加工方案 备注

2.4 工序顺序的安排

1 机械加工工序 (1)遵循“先基准后其他”的原则,首先加工精基准——拨叉头左端面和 φ 12mm (2)遵循“先粗后精”的原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 (3)遵循“先主后次”的原则,先加工主要表面——拨叉头左端面和叉轴孔 φ 12mm 和拨 叉脚的两端面,后加工次要表面——操纵槽底面和内侧面 (4)遵循“先面后孔”的原则,先加工拨叉头的端面,在加工叉轴孔 φ 12mm 孔;先铣操 纵槽,在钻 φ 8mm 孔 2 热处理工序 锻成型后切边,进性调质,调质的硬度为 241—285HBS,叉脚精加工之前进行局部高 频淬火,提高其耐磨性和在工作中承受的冲击载荷的能力。 3 辅助工序 粗加工拨叉两端面和热处理后,安排校正工序;在半精加工后,安排去毛刺和中间检 验工序;精加工后,安排去毛刺清洗和钟检工序。

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2.5 确定工艺路线

工序一 工序二 工序三 工序四 工序五 工序六 工序七

铸钢 清砂 热处理 正火 校正 整形 检验毛坯 铣拨叉两端面 1 钻 φ 12mm 孔

2 铰孔

工序八

第一拉孔 第二次拉孔

工序九 工序十

检验 1 锪端面 2 孔口倒角

工序十一

1 锪另端面取总长 2 孔口倒角

工序十二 校正叉脚高低 工序十三 校正叉脚开挡

工序十四 1 铣叉口面 2 铣 5.5mm 平面 3 铣 7?0.20 mm 平面至尺寸 7.20?0.20 mm ?0.30 ?0.30
? 4 铣 13.500.12 mm 槽

工序十五

倒角去毛刺

工序十六 钻锁销孔,去内孔毛刺 1 钻 φ 8mm 孔 2 去内孔毛刺 工序十七 1 钻通气孔 φ 3mm 2 去内孔毛刺 工序十八 叉槽两侧面处高频淬火 工序十九 校正叉脚高低 工序二十 1 磨叉脚上端面至锁销孔中心尺寸为 7.15?0.05 mm ?0.13

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2 磨叉脚下端面至上端面尺寸为 6.8?0.20 mm ?0.30 工序二十一 镀铬 工序二十二 校正叉脚高低 工序二十三 磨叉交两端面 1 磨上端面至尺寸 7.2500.80 mm ? 2 磨下端面至尺寸 7?020 mm ?0.80 工序二十四 磨叉脚开挡面 工序二十五 按检验卡要求检验 工序二十六 清洗,涂防锈油,入库

2.6 加工余量,工序尺寸的确定 2.6.1 叉头两端面:粗铣——锪平面

查《课程设计》表 2-35,粗铣端面的余量为 3mm,锪端面的余量为 0.5mm;查《课
程设计》表 1-20 可知,粗铣的精度为 IT12,锪端面为 IT11;

由此可知单边余量为 2..5mm; 工序尺寸偏差按“入体原则”标注为:粗铣——86.5 ?0.3 ,锪端面——84.5 ?0.19 。
0 0

2.6.2 叉脚两端面:铣——粗磨——精磨

查《课程设计》表 2-35 可知,粗铣余量为 3mm,查《课程设计》表 2-36 可知,粗 磨余量为 0.3mm,精磨余量为 0.2mm; 查《课程设计》表 1-20 可知,粗铣的精度为 IT12,粗磨为 IT10,精磨为 IT9; 由此可知端面单边余量为 3.5mm; 查《课程设计》表 2-40 可得各公差为:T 铣=0.09mm,T 粗磨=0.058mm,T 精磨 =0.036mm; 工序尺寸偏差按“入体原则”标注为:铣——14 ?0.09 ,粗磨——8 ?0.058 ,
0 0

精磨——7.4 ?0.036 。
0

2.6.3 叉脚内表面:铣——磨

查《课程设计》表 2-35 可知,铣削余量为 3mm,查《课程设计》表 2-36 可知磨削 余量为 0.3mm;

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查《课程设计》表 1-20 可知,粗铣的精度为 IT12,粗磨为 IT10; 由此可知单边余量为 3.3mm; 查《课程设计》表 2-40 可得,T 铣=0.3mm,T 磨=0.12mm; 工序尺寸偏差按“入体原则”标注:铣削——69.8 ?0.3 ;磨削——75.8 ?0.12 。
0 0

2.6.4 叉口两侧面:铣

查《课程设计》表 2-35 可知,铣削余量为 3mm; 查《课程设计》表 1-20 可知,铣的精度为 IT12; 由此可知,单边余量为 3mm; 查《课程设计》表 2-40 得,T 铣=0.18mm; 工序尺寸偏差按“入体原则”标注:铣——7.5 0
2.6.5 铣 5.5mm 平面
?0.18

,39.65 0

?0.18



查《课程设计》表 2-35 可得铣削余量为 1mm; 查《课程设计》表 1-20 可得,铣的精度为 IT12; 由此可知单边余量为 1mm; 查《课程设计》表 2-40 得 T=0.12mm; 工序尺寸偏差按“入体原则”标注:铣——7.5 0
?0.12

2.7
工序六

切削用量的计算
粗铣拨叉头两端面

该工序分两工步,分别粗铣拨叉头两个端面。由于这两个 工步在同一台机床上经过一次 走刀加工完成,因此它们所选用的切削速度 v 和进给量 f 是一样的。 (1)背吃刀量的确定

a p1 =2mm

a p2 =2mm。

(2) 进给量的确定 《课程设计》表 5-7,按机床的功率 5-10KW,工件—夹具系统刚度为 中等条件选取,该工序的每齿进给量 f z 取为 0.08mm/z。 (3)铣削速度的计算 查《课程设计》表 5-9,按镶齿铣刀 d/Z=80/10,的条件选取,铣削 速度 v 可取 44.9m/min。由公式 n=1000v/ ? d 可得该工序铣刀转速, n=1000*44.9m/min/ ? *80mm=178.65r/min,参照《课程设计》表 4-15 所列 X-51 型立式 铣床的主轴转速,取 n=160,在将该转速代入该公式可求出该工序的实际铣削速度 v=40.2m/min。

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工序七

钻φ 12mm 孔 铰孔

(1) 钻φ 12mm 孔工步 1)背吃刀量的确定 a p =11.5mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。 3)切削速度的计算 参照《课程设计》表 5-22,按工件材料为 ZG45 的条件选取,切 削速度 v 可取为 22m/min。 由公式 n=1000v/ ? d 可求得钻头的钻速 n=897.6r/min, 参 《课程设计》表 4-9 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=960r/min。在将 此转速代入公式 n=1000v/ ? d 中可求的实际的切削速度 v=23.5m/min。

(2) 粗铰孔 1)背吃刀量的确定 a p =0.1mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r。 3)切削速度的计算 参照《课程设计》表 5-31,切削速度 v 可取为 22m/min。由公式 n=1000v/ ? d 可求得钻头的钻速 n=80r/min, 参照《课程设计》表 4-9 所列 Z525 型立式 钻床的主轴转速,取转速 n=97r/min。在将此转速代入公式 n=1000v/ ? d 中可求的实际 的切削速度 v=2.4m/min。

工序八 拉孔 (1)第一次拉孔工步 1) 背吃刀量的确定 a p =0.2mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-33 选取该工步的每转进给量 f=0.01mm/r(单 齿面升量) 。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-34,选取该工步的拉刀的速度为 5m/min。 (2)第二次拉孔工步 1)背吃刀量的确定 a p =0.2mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-33 选取该工步的每转进给量 f=0.01mm/r(单 齿面升量) 。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-34,选取该工步的拉刀的速度为 5m/min。

工序十 锪端面 1) 背吃刀量的确定 a p =0.5mm。 2) 进给量的确定 参照《课程设计》表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.10mm/r。

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3) 切削速度的确定参照《课程设计》表 5-32,切削速度 v 可取为 10m/min。由公式 n=1000v/ ? d 可求得铰刀转速 n=159.2r/min, 参照《课程设计》表 4-9 所列 Z525 型 立式钻床的主轴转速,取转速 n=195r/min。在将此转速代如公式 n=1000v/ ? d 中可 求的实际的切削速度 v=12.4/min。

工序十一 锪另一端面取总长 1) 背吃刀量的确定 a p =0.5mm。 2) 进给量的确定 参照《课程设计》表 5-31,选取该工步的每转进给量 f=0.10mm/r。 3)切削速度的确定参照《课程设计》表 5-32,切削速度 v 可取为 10m/min。由公式 n=1000v/ ? d 可求得铰刀转速 n=159.2r/min, 参照《课程设计》表 4-9 所列 Z525 型立 式钻床的主轴转速,取转速 n=195r/min。在将此转速代如公式 n=1000v/ ? d 中可求的 实际的切削速度 v=12.4/min。

工序十四 铣各部平面,槽及叉口 (1)铣叉口面工步 1)背吃刀量的确定

a p =3mm。

2) 进给量的确定 《课程设计》表 5-7,按机床的功率 5-10KW,工件—夹具系统刚 度为中等条件选取,该工序的每齿进给量 f z 取为 0.08mm/z。 3)铣削速度的计算 查《课程设计》表 5-9,按镶齿铣刀 d/Z=80/10 的条件选取,铣削 速度 v 可取 44.9m/min。由公式 n=1000v/ ? d 可得该工序铣刀转速, n=1000*44.9m/min/ ? *80mm=178.65r/min,参照《课程设计》表 4-15 所列 X-51 型立式 铣床的主轴转速,取 n=160,在将该转速代入该公式可求出该工序的实际铣削速度 v=40.2m/min。 (2)铣 5.5mm 平面工步 1)背吃刀量的确定

a p =1.5mm。

2) 进给量的确定 《课程设计》表 5-7,按机床的功率 5-10KW,工件—夹具系统刚 度为中等条件选取,该工序的每齿进给量 f z 取为 0.08mm/z。 3)铣削速度的计算 查《课程设计》表 5-9,按镶齿铣刀 d/Z=80/10 的条件选取,铣削 速 度 v 可 取 44.9m/min 。 由 公 式 n=1000v/

? d 可得该工序铣刀转速,

n=1000*44.9m/min/ ? *80mm=178.65r/min,参照《课程设计》表 4-15 所列 X-51 型立 式铣床的主轴转速,取 n=160,在将该转速代入该公式可求出该工序的实际铣削速 度 v=40.2m/min。

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(3)铣 7?0.20 mm 平面至尺寸 7.20?0.20 mm 工步 ?0.30 ?0.30 1)背吃刀量的确定

a p =1.5mm。

2) 进给量的确定 《课程设计》表 5-7,按机床的功率 5-10KW,工件—夹具系统刚 度为中等条件选取,该工序的每齿进给量 f z 取为 0.08mm/z。 3)铣削速度的计算 查《课程设计》表 5-9,按镶齿铣刀 d/Z=80/10 的条件选取,铣削 速 度 v 可 取 44.9m/min 。 由 公 式 n=1000v/

? d 可得该工序铣刀转速,

n=1000*44.9m/min/ ? *80mm=178.65r/min,参照《课程设计》表 4-15 所列 X-51 型立 式铣床的主轴转速,取 n=160,在将该转速代入该公式可求出该工序的实际铣削速 度 v=40.2m/min。

? (4) 铣 13.500.12 mm 槽工步

1)背吃刀量的确定

a p =1.0mm。

2) 进给量的确定 《课程设计》表 5-7,按机床的功率 5-10KW,工件—夹具系统刚 度为中等条件选取,该工序的每齿进给量 f z 取为 0.08mm/z。 3)铣削速度的计算 查《课程设计》表 5-9,按镶齿铣刀 d/Z=80/10 的条件选取,铣削 速 度 v 可 取 44.9m/min 。 由 公 式 n=1000v/

? d 可得该工序铣刀转速,

n=1000*44.9m/min/ ? *80mm=178.65r/min,参照《课程设计》表 4-15 所列 X-51 型立 式铣床的主轴转速,取 n=160,在将该转速代入该公式可求出该工序的实际铣削速 度 v=40.2m/min。

工序十六 钻 φ 8mm 孔 1)背吃刀量的确定 a p =8mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。 3)切削速度的计算 参照《课程设计》表 5-22,按工件材料为 ZG45 的条件选取,切 削速度 v 可取为 22m/min。 由公式 n=1000v/ ? d 可求得钻头的钻速 n=897.6r/min, 参 照《课程设计》表 4-9 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速,取转速 n=960r/min。在 将此转速代入公式 n=1000v/ ? d 中可求的实际的切削速度 v=23.5m/min。 工序十七 钻通气孔 φ 3mm 1)背吃刀量的确定 a p =3mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-22,选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。 3)切削速度的计算 参照《课程设计》表 5-22,切削速度 v 可取为 20m/min。由公式

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n=1000v/ ? d 可求得钻头的钻速 n=2123.4r/min, 参照《课程设计》表 4-9 所列 Z4006 型 台式钻床的主轴转速, 取转速 n=2900r/min。 在将此转速代入公式 n=1000v/ ? d 中可求的 实际的切削速度 v=27.3m/min。 工序二十 粗磨脚叉两端面 (1)粗磨叉脚上端面至锁销孔中心尺寸为 7.15?0.05 mm 工步 ?0.13 1)背吃刀量的确定 a p =0.4mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-35,选取该工步的进给量 f=0.0068mm/r。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-35,选取工件的运动速度为 v=25m/min。 由公式 n=1000v/ ? d 可求的该工序的砂轮转速为 99.5r/min。再将此转速代入公式 中,可以求的该工序的实际磨削速度为 v=25m/min 。 (2)粗磨叉脚下端面至上端面尺寸为 6.8?0.20 mm ?0.30 1)背吃刀量的确定 a p =0.3mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-35,选取该工步的进给量 f=0.0068mm/r。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-35,选取工件的运动速度为 v=25m/min 由公式 n=1000v/ ? d 可求的该工序的砂轮转速为 99.5r/min。再将此转速代入公式 中,可以求的该工序的实际磨削速度为 v=25m/min 。 工序二十三 磨叉交两端面 (1)精磨上端面至尺寸 7.2500.80 mm 工步 ? 1)背吃刀量的确定 a p =0.2mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取该工步的进给量 f=0.0040mm/r。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取工件的运动速度为 v=30m/min 由公式 n=1000v/ ? d 可求的该工序的砂轮转速为 119.4r/min。再将此转速代入公 式中,可以求的该工序的实际磨削速度为 v=29.9m/min 。 (2) 精磨下端面至尺寸 7?020 mm 工步 ?0.80 1)背吃刀量的确定 a p =0.2mm。 2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取该工步的进给量 f=0.0040mm/r。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取工件的运动速度为 v=30m/min 由 公式 n=1000v/ ? d 可求的该工序的砂轮转速为 119.4r/min。再将此转速代入公式 中,可以求的该工序的实际磨削速度为 v=29.9m/min 。

工序二十三 磨叉脚的开挡面 1)背吃刀量的确定 a p =0.3mm。

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2)进给量的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取该工步的进给量 f=0.0016mm/r。 3)切削速度的确定 参照《课程设计》表 5-36,选取工件的运动速度为 v=15m/min 公 式 n=1000v/ ? d 可求的该工序的砂轮转速为 238.8r/min。再将此转速代入公式中, 可以求的该工序的实际磨削速度为 v=14.9m/min。

第三章

夹具的设计

决定设计第十七道工序——钻 M3 孔的钻床卡具。 本卡具将用于 Z4006 立式钻床。 刀具 为φ 3 的高速钢麻花钻。

3.1 问题的提出
在给定的零件中,对本步加工的定位并未提出具体的要求,是自由公差,定位要求较低。 因此,本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。

3.2 夹具的设计
3.2.1 基准的选择 出于定位简单和快速的考虑,选择φ 12 孔为基准,即以一面上一长销(自由度限制 数:5)配合以一挡销(自由度限制数:1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机 构进行卡紧。

3.2.2 切削力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 轴向力 Fi ? CF d Mf f 0 扭矩
yM

k F ? 420 0.0061.0? .00.8? .0 ? 2.52N ? 1 1

M c ? CM d 0zM f

yM

k M ? 0.206 0.0062.0? .00.8? .0 ? 7.416 10?N ? M ? 1 1 ? 6

由于扭矩很小,计算时可忽略。 卡紧力为 F ?

Ff

? 2 ? 5.04N

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调节装置,即可指定可靠的卡紧力。 3.2.3 误差的分析 本工序采用一定位销,一挡销定位,工件始终靠近定位销的一面,而挡销的偏角会使 工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力,因此,工件不在在定位销正上方,进 而使加工位置有一定转角误差。但是,由于加工是自由公差,故应当能满足定位要求。

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3.2.4 卡具操作的简要说明 卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。为了提高生产力,使用快速螺旋卡紧机构。 钻模套上设置有钻套,用于确定的钻头位置。

参考文献
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