K445-撥叉[中心距142.5]工藝及鉆φ15.5孔夾具設(shè)計(jì)

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目錄 一、零件分析————————————————————1 二、鑄造工藝方案設(shè)計(jì)————————————————3 三、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)——————————————6 四、夾具設(shè)計(jì)————————————————————73 五、總結(jié)——————————————————————76 六、參考文獻(xiàn)————————————————————77 1零件分析 1.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 圖紙所示是產(chǎn)品的換擋撥叉，該產(chǎn)品年產(chǎn)量10000件臺(tái)，其設(shè)備廢品率為10%，機(jī)械加工廢品率為1%，故柔性連接座的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： N=Qn1+α%+β%=10000×1×1+10%+1%=11100件/年 1.2 零件的工藝分析 該零件主要加工面有平面、光孔和螺紋孔，可通過銑、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋來獲得。加工參數(shù)如下： 銑T1,T2面至尺寸75-0.30mm,表面粗糙度要求12.5； 銑T3,T4面至尺寸8-0.10mm，表面粗糙度要求3.2，以?25孔軸線為基準(zhǔn)有0.05的垂直度要求； 銑T5,T6面至尺寸1360+0.5mm, 表面粗糙度要求3.2，兩平面有0.05的平行度要求，以?15.5孔軸線為基準(zhǔn)有0.04的平行度要求； 銑T7面至尺寸30-0.210mm，表面粗糙度要求12.5； 銑方形槽至尺寸18-0.0180mm，表面粗糙度要求3.2； 鉆Φ25mm的孔至尺寸Φ250+0.021mm，表面粗糙度要求3.2； 鉆Φ15.5mm孔至尺寸Φ15.50+0.07mm，表面粗糙度要求6.3； 攻長為20的M18螺紋孔，表面粗糙度要求6.3； 根據(jù)以上的分析可知，可以先加工一個(gè)平面作為基準(zhǔn)加工其他平面。以T1面為粗基準(zhǔn)加工T2面。 1.3 零件的作用 題目所給的零件是C415017車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連接，而下方的Φ136半圓孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動(dòng)下放的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 2 鑄造工藝方案設(shè)計(jì) 2.1確定毛坯種類 零件材料為ZG310-0570.考慮零件在運(yùn)行過程種所受的沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇熔模鑄造生產(chǎn)方法。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-7。此外應(yīng)盡可能選擇各種已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用刀具、通用量具、檢具及輔助工具加工及檢驗(yàn)工件。 2.2確定鑄件加工余量及形狀 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 第41頁表2.2-5， 選用加工余量為MA-E級，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的加工余量，如下表2-1所示: 表2-1鑄件加工余量 加工面代號 基本尺寸 加工余量等級 加工余量 說明 T1 Ф40 E 1 單側(cè)加工 T2 Ф40 E 1 單側(cè)加工 T3 107 E 1 單側(cè)加工 T4 25.75 E 1 單側(cè)加工 T5、T6 136 E 2 雙側(cè)加工 T7 30 E 1 單側(cè)加工 D1 Ф15.5 E 15.5 孔降一級雙側(cè)加工 D2 Ф25 E 25 孔降一級雙側(cè)加工 2.3繪制鑄造毛坯圖 2.4 確定鑄造工藝參數(shù) 2.4.1 鑄造壁的最小厚度 在鑄造工藝上為保證鑄造工件質(zhì)量，當(dāng)鑄造壁厚小于《機(jī)械制造工藝簡明手冊》44頁2.2-7上尺寸時(shí)不可鑄出，據(jù)此可以判定零件上較大面積6mm薄壁結(jié)構(gòu)的可以通過熔模鑄造鑄出。 2.4.2鑄造斜度 參照《機(jī)械制造工藝簡明手冊》44頁表2.2-8，據(jù)此可判定零件上斜度為7°的肋可以通過熔模鑄造鑄出。 2.4.3圓角半徑 參照《機(jī)械制造工藝簡明手冊》45頁表2.2-9的圓角半徑計(jì)算表，熔模鑄造選擇圓角半徑為2mm。 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 基面的選擇及工序安排 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇得正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工過程中會(huì)問題百出，甚至造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 以T1面為粗基準(zhǔn)，在銑床上銑面T2，以T2面為精基準(zhǔn)加工其他表面。以T5、T6面為粗基準(zhǔn)，在鉆床上銑面D2。 3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇 以T2為精基準(zhǔn)加工T3面，以T1內(nèi)表面為精基準(zhǔn)加工T4面，以D1、D2為精基準(zhǔn)對T5、T6面加工。 3.1.3 制訂工藝路線 生產(chǎn)為小批量生產(chǎn)，采用普通機(jī)床機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。同時(shí)還可降低生產(chǎn)成本。 工序1熔模鑄造 工序2粗銑ф40右端面（T2），以左端面T1為粗基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至760 -0.3，表面粗糙度為12.5 工序3粗銑ф40左端面（T1），以右端面T2為精基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至750 -0.3，表面粗糙度為12.5； 工序4鉆ф25，以ф40右端面T2和外表面為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具加工，尺寸至ф23+0.21 0，表面粗糙度為12.5； 工序5粗銑叉口左端面(T3)，以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至58.750 -0.3，表面粗糙度為12.5； 工序6粗銑叉口右端面(T4)，以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至25.250 -0.21，表面粗糙度為12.5； 工序7粗銑方槽上端面(T7)，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至300 -0.21，表面粗糙度為12.5； 工序8粗銑方槽，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至190 -0.21，表面粗糙度為12.5； 工序9粗銑ф32圓柱體上槽，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，表面粗糙度為12.5； 工序10鉆ф15.5孔，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具加工，尺寸至ф14.5+0.18 0，表面粗糙度為12.5； 工序11粗銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5)，內(nèi)側(cè)面2(T6)，以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至1350 -0.4，表面粗糙度為12.5 工序12擴(kuò)ф25孔，以T2面和ф40外表面為基準(zhǔn)，采用XA5032立式銑床加專用夾具加工，尺寸至ф24.8+0.084 0，表面粗糙度為6.3；粗鉸ф25孔，尺寸至ф24.94+0.031 0，表面粗糙度為3.2； 工序13半精銑叉口左端面(T3)，以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至58.450 -0.19，表面粗糙度為6.3； 工序14半精銑叉口右端面(T4)，以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至24.950 -0.13，表面粗糙度為6.3； 工序15半精銑方槽，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至18.30 -0.13，表面粗糙度為6.3； 工序16擴(kuò)ф15.5孔，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具加工，尺寸至ф15.5+0.07 0，表面粗糙度為6.3； 工序17半精銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5)，內(nèi)側(cè)面2(T6)，以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至135.60 -0.25，表面粗糙度為6.3； 工序18精鉸ф25孔，以T2面和ф40外表面為基準(zhǔn)，采用XA5032立式銑床加專用夾具加工，尺寸至ф25+0.021 0，表面粗糙度為1.6； 工序19精銑叉口左端面(T3)，以ф25孔和ф40右端面T2為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至58.250 -0.03，表面粗糙度為3.2； 工序20精銑叉口右端面(T4)，以ф25孔和ф40左端面T1為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至24.850 -0.021，表面粗糙度為3.2； 工序21精銑方槽，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用 XA5032 立式銑床加專用夾具加工，尺寸至180 -0.018，表面粗糙度為3.2； 工序22精銑叉口內(nèi)側(cè)面1(T5)，內(nèi)側(cè)面2(T6)，以T1面和ф15.5孔為基準(zhǔn),采用XA5032立式銑床加專用夾具,尺寸至1360 -0.04，表面粗糙度為3.2； 工序23攻M18的螺紋，以T1面，ф25孔和T5T6為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具加工，保證精度等級6H； 工序24去毛刺 工序25技術(shù)要求面淬火 工序26總檢 3.2 確定機(jī)械加工余量及工序尺寸 根據(jù)以上原始資料及機(jī)械加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸如下： 3.2.1 加工T1，T2面 根據(jù)平面的精度要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》21頁表1.4-8，得可用粗銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-1 表3-1加工T1,T2面具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精 度 工序尺寸（mm） 表面粗糙度 鑄件 77+0.55 -0.55 T2面 粗銑 1 IT12 760 -0.3 Ra12.5 T1面 粗銑 1 IT12 750 -0.3 Ra12.5 3.2.2加工T3面 根據(jù)平面的精度要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》21頁表1.4-8，得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-2： 表3-2 加工T3面具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 毛坯 59.25+0.5 -0.5 T3面 粗銑 0.5 IT12 58.750 -0.3 Ra 12.5 半精銑 0.3 IT11 58.450 -0.19 Ra6.3 精銑 0.2 IT7 58.250 -0.03 Ra 3.2 3.2.3加工T4面 根據(jù)平面的精度要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》21頁表1.4-8，得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-3： 表3-3 加工T4面具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 毛坯 25.75+0.45 -0.45 T4面 粗銑 0.5 IT12 25.250 -0.21 Ra 12.5 半精銑 0.3 IT11 24.950 -0.13 Ra6.3 精銑 0.2 IT7 24.750 -0.021 Ra 3.2 3.2.4加工T5、T6面 根據(jù)平面的精度要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》21頁表1.4-8，得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45， 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-4: 表3-4 加工T5、T6面具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 毛坯 134+0.6 -0.6 T5、T6面 粗銑 2×0.5 IT12 1350 -0.4 Ra 12.5 半精銑 2×0.3 IT11 135.60 -0.25 Ra6.3 精銑 2×0.2 IT7 1360 -0.04 Ra 3.2 3.2.5加工方槽、T7面 根據(jù)平面的精度要求，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》21頁表1.4-8，得可用粗銑、半精銑、精銑達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-5: 表3-5 加工方槽、T7面具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 毛坯 31+0.45 -0.45 T7面 粗銑 1 IT12 300 -0.21 Ra 12.5 方槽 粗銑 11 IT12 190 -0.21 Ra 12.5 半精銑 0.7 IT11 18.30 -0.13 Ra6.3 精銑 0.3 IT7 180 -0.018 Ra 3.2 3.2.6 加工ф25孔 根據(jù)孔的精度要求，查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 21頁表1.4-8，得可用鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-6： 表3-5 加工ф25孔具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 Ф25孔 鉆 23 IT12 ф23+0.21 0 Ra 12.5 擴(kuò) 1.8 IT10 ф24.8+0.084 0 Ra 6.3 粗鉸 0.14 IT8 ф24.94+0.031 0 Ra3.2 精鉸 0.06 IT7 ф25+0.021 0 Ra 1.6 3.2.6 加工ф15.5螺紋孔 根據(jù)孔的精度要求，查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 21頁表1.4-8，得可用鉆、擴(kuò)達(dá)到要求精度。根據(jù)螺紋的精度要求，查 《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 23頁表1.4-17，得可用絲錐加工達(dá)到要求精度。查《機(jī)械加工余量手冊》129頁表5-45 表5-53確定工序間加工余量，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表1.4-24標(biāo)準(zhǔn)公差值可得如下具體工序尺寸如表3-6： 表3-5 加工ф15.5螺紋孔具體工序尺寸 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量（mm） 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸(mm) 表面粗糙度 ф15.5螺紋孔 鉆 14.5 IT12 ф14.5+0.18 0 Ra 12.5 擴(kuò) 1 IT10 ф15.5+0.07 0 Ra 6.3 攻螺紋 20 IT6 6H Ra3.2 3.3 確定切削用量及基本時(shí)間 3.3-1粗銑T2端面 （1）選擇刀具 根據(jù)《切削用量簡明手冊》5頁表1.2所選刀具為YT15硬質(zhì)合金刀片。 根據(jù)《切削用量簡明手冊》84頁表3.1，銑削深度ap≤4mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae≤90mm，選擇d0為100mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀，故齒數(shù)z=5。（2）選擇銑削用量 n 背吃刀量ap：由于加工余量為1mm，故可在一次走刀內(nèi)切完，取ap=1mm。 n 確定每齒進(jìn)給量af： 根據(jù)《切削用量簡明手冊》88頁表3.5，當(dāng)使用YT15，銑床功率為7.5kW（表3.30，XA5032型立銑床說明書），每齒進(jìn)給量af=0.09~0.18mm/z，采用對稱銑削，取af=0.18mm/z。 n 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命： 根據(jù)《切削用量簡明手冊》88頁表3.7-3.8，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.2mm，由于銑刀直徑d0=100mm，故刀具壽命T=180min。 n 確定銑削速度vc和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)給定條件，查《切削用量簡明手冊》56頁表3.16，根據(jù)ap=1mm<5mm得 vc=154m/min nt=491r/min vft=393mm/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》98頁表3.16查出修正系數(shù)： kMv=kMn=kMvf=1.13 ksv=ksn=ksvf=0.8 故 vc=vtkv=154×1.13×0.8m/min=139.216m/min n=ntkn=491×1.13×0.8r/min=443.864 r/min vf=vftkvt=393×1.13×0.8mm/min=355.272 mm/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》111頁表3.30 X5032A型立式銑床說明書取 nc=475r/min，vf=375mm/min 因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為 vc=πd0n1000=3.14×100×4751000=149.15m/min fzc=vfcncz=150475×4=0.16mm/z （3）校驗(yàn)機(jī)床功率: 根據(jù) 《切削用量簡明手冊》 105頁表3.24，當(dāng)ae≤72mm，ap=1.7mm，每分鐘進(jìn)給量為375mm，每齒進(jìn)給量為0.16mm時(shí)由表選擇 Pcc=1.3kW 根據(jù)《切削用量簡明手冊》111頁表3.30，機(jī)床主軸允許功率為 PCM=7.5×0.75=5.63kW 故Pcc3，所以f=0.25~0.31×1=0.39~0.47mm/r。 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量，根據(jù)《切削用量簡明手冊》51頁表2.8，鉆頭強(qiáng)度的允許進(jìn)給量為f=1.24mm/r。 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)表2.9，進(jìn)給量f=0.88mm/r 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r 由于加工通孔，為了避免孔即將鉆穿時(shí)鉆頭容易折斷，故宜在孔即將鉆穿時(shí)停止自動(dòng)進(jìn)給而采用手動(dòng)進(jìn)給。 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度校核 由表2.19可查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f=0.13mm/r，d0<14.5mm時(shí)，軸向力Ff=6090N。軸向力修正系數(shù)為1，故軸向力Ff=6090N。 根據(jù)Z525鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=8830N。由于·Ff

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