CA6140撥叉831003夾具設計.docx

課程設計報告課程名稱： 機械制造工程學課程設計 報告題目： CA6140撥叉831003夾具設計 學生姓名： 所在學院： 機械工程學院 專業(yè)班級： 學生學號： 指導教師： 2014 年 9 月 25 日機械制造工程學課程設計任務書報告題目CA6140撥叉831003夾具設計完成時間2014.9.25學生姓名 專業(yè)班級 指導教師 職稱教授總體設計要求和技術要點要求根據(jù)給定零件圖和該零件的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型，完成零件工藝分析；擬定工藝方案（不少于兩個方案）；對優(yōu)選方案進行工藝設計（畫毛坯圖，擬訂工藝路線，選擇機床和工藝裝備，填寫工藝過程卡片）和工序設計（確定加工余量、工序尺寸、切削用量、時間定額，填寫加工工序卡片）；對給定工序擬定夾具設計方案，設計并繪制夾具裝配圖和夾具件大件零件圖；最終完成設計說明書一本，夾具設計圖一套（含裝配圖和至少2張零件圖）。工作內(nèi)容及時間進度安排第2周周一任務布置，集中輔導資料借閱，熟悉任務要求第2周周二明確生產(chǎn)類型，分析零件及繪制零件工作圖第2周周三擬訂工藝路線（至少兩種方案）,繪制毛坯圖第2周周四方案評價，擬定機械加工工藝過程,填寫過程卡第2周周五選擇機床和工藝裝備,確定工藝參數(shù)第3周周一編制工序卡片(每人編制一道工序)第3周周二 制定夾具設計方案，繪制結(jié)構草圖第3周周三定位設計,夾緊設計第3周周四夾具精度分析和夾緊力分析第3周周五繪制夾具裝配圖第4周周一繪制夾具裝配圖第4周周二完成夾具裝配圖，繪制夾具主要(大件)零件圖第4周周三繪制完成夾具主要零件圖第4周周四整理說明書第4周周五答辯并進行材料整改，上交材料歸檔課程設計成果產(chǎn)品零件圖一張；產(chǎn)品毛坯圖一張；機械加工工藝過程卡一套；機械加工工序卡一份（一道工序）；夾具裝配圖一張；夾具主要零件工程圖（至少二張）；設計說明書一份。 摘 要本次設計是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。此拔叉零件的結(jié)構較為復雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設計先加工孔后加工面。將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證它們的加工精度?；鶞蔬x擇以拔叉右面的最大的平面作為粗基準，來加工中間的通孔，然后以此加工過的孔作為精基準。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側(cè)平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。最后以這兩個孔為基準，分別加工右側(cè)的槽和頂面的螺紋底孔。整個加工過程選用了鉆床、銑床和拉床。工件在機床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設計要求。關鍵詞 ： 加工工藝，定位，夾緊，專用夾具ABSTRACTThis design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts processing craft rules distance and some work prefaces tongs design.This pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore primarily.This design processes after processing first the bore.Process with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coarseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise degree.The basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore that processed.Processing primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carry down.While processing is to use the boring machine boring bore.Regard these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the a.Whole processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tight, clip tight and dependable, operation convenience.Therefore produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to process.Can satisfy the design request.Keywords Process the craft，F(xiàn)ixed position，Clip tight，Appropriation tongs 目錄一、 零件的分析1、零件的作用.1 2、零件的工藝分析.1二、工藝規(guī)程設計 1、確定毛坯的制造形式2 2、基準面的選擇2 3、制定工藝路線2 4、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.7 5、確定切削用量及基本工時三、夾具設計四、設計小結(jié)五 參考文獻一、零件的分析（一）零件的作用 課程設計題目給定的零件是C6140撥叉1,它位于車床變速機構中，主要起換擋作用。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合，從而達到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉1工作工程中，如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時，滑移齒輪就達不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進行正確有效的嚙合。從而影響整個傳動系統(tǒng)的工作，所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達到很高的配合精度。（二）零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面： 1、這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的花鍵底孔 2、這一組加工表面包括: 六個方齒花鍵孔,25mm花鍵頂孔兩端的215倒角。對于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。 二、工藝規(guī)程設計（一）確定毛坯的制造形式此次所設計的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因為生產(chǎn)綱領為中批量生產(chǎn)。因為零件形狀簡單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，可選為鑄出（二）基準面的選擇1、粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于撥動滑移齒輪的右端面。所以以40的外圓表面為粗基準。2、精基準的選擇：為了保證定位基準和加工工藝基準重合，所以選擇零件的左端面為精基準。（三）制定工藝路線工藝路線方案： 工序一：鑄造毛坯，粗銑左端面，精銑左端面。 工序二：以外圓為基準鉆20，再擴孔至22。 工序三：車倒角15 工序四：拉花鍵。 工序五：以花鍵中心孔為基準粗銑溝槽，粗銑上平面。 工序六：以花鍵中心孔為基準精銑溝槽，精銑上平面。 工序七：鉆孔28。 工序八：攻螺紋2M8。工序九：檢測，入庫。 湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號I零件名稱撥 叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾具和輔助工具名 稱型 號工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/n)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(mm/min)基本工時I1鑄造毛坯游標卡尺湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號II零件名稱撥 叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾具輔助工具名 稱型 號專用夾具立式銑床X52K工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(mm/s)基本工時minII12粗銑表面7540精銑表面7540YG6YG6游標卡尺游標卡尺8787111.31.00.50.23003003003000.180.61湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號零件名稱撥 叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾具和輔助工具名 稱型 號專用夾具立式鉆床Z535工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時minIII123鉆20孔擴22孔倒角麻花鉆do=23mm高速鋼鉆do=24.8mm游標卡尺2021.750.6227514017.19.670.690.8湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號IV零件名稱撥叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾具和輔助工具名 稱型 號專用夾具臥式拉床L6110A工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)齒升量(mm)進給量(mm/z)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(m/min)基本工時minIV1拉花鍵立銑刀游標卡尺1010.063003.00.14湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號V零件名稱撥叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾 具輔助工具名 稱型 號專用夾具立式銑床X52K工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/z)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(mm/min)基本工時minV12粗銑8030表面精銑8030表面立銑刀游標卡尺919111210.1020.0646046012482.85.8611湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號VI零件名稱撥叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾 具輔助工具名 稱型 號專用夾具立式銑床X52K工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/z)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(mm/min)基本工時minVI12粗銑18mm槽半精銑18mm槽立銑刀游標卡尺5151113050.090.06460460124.282.80.821.2湖南工學院機械設計制造極其自動化專業(yè)機 械 加 工 工 序 卡 片生產(chǎn)類型中批生產(chǎn)工序號VII零件名稱撥叉零件號零件重量同時加工零件數(shù)1材 料毛 坯牌 號硬 度型 式重 量HT200HB170241鑄 件設 備夾 具輔助工具名 稱型 號專用夾具立式鉆床Z525工序工步工步說明刀具量具走刀長度（mm）走刀次數(shù)切削深度(mm)進給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度(mm/min)基本工時minVII12鉆M8底孔攻M8螺紋高速鋼麻花鉆絲錐游標卡尺33.7531.256803900.63（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：1. 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。2. 選取精度等級CT由機械制造工程學課程設計指導教程中表2-3可查得毛坯件的精度等級CT為810級，取為10級。 3. 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由機械制造工程學課程設計指導教程中表2-8可查得尺寸公差數(shù)值為3.2mm。 4. 求機械加工余量(RAM) 由機械制造課程設計指導教程表2-6表5-5查得機械加工余量等級范圍為AJ，取為G級。結(jié)合最大輪廓尺寸80mm，可以得出要求的加工余量為2.5mm。 5. 求毛坯尺寸( R ) 2-M8通孔和5錐孔較小鑄成實心；C、面單側(cè)加工，求出，C面：R=F+RAM+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm 取整為85mm 同理可知D面： R=F+RAM+CT/2=72+2.5+3.2/2=76.1mm 取整得R77mm。鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表1-1項目C面D面公差等級CT1010加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差3.23.2機械加工余量等級GGRAM2.52.5毛坯基本尺寸8577 1、C面(7540)的單邊總加工余量為Z5mm。查機械制造工程學課程設計指導教程表3-23平面加工余量可知：精加工余量為1mm，則粗加工余量為4D面的單邊總加工余量為Z=5mm。同理可知：D面精加工余量為1mm，粗加工余量為4mm。 2、花鍵孔：（以花鍵外徑定心），采用拉削加工。由機械制造工程學課程設計指導教程表3-29孔加工余量可知：孔加工（擴）余量為1.52.0 ，取2.0mm。 3、 銑18H11槽 由機械制造技術基礎課程設計指南表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z3mm粗銑后公差為+0.18+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11）五）確定切削用量及基本工時 工序一：鑄造毛坯 ，粗、半精銑左端面7540面即C面。 一、 粗銑面7540面1、 背吃刀量的確定 根據(jù)表1-1可知ap=4mm。 2、 進給量的確定。 選用硬質(zhì)合金端銑刀，刀具材料為YG6，銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10。選用X52K，立式升降臺銑床，功率為7.5KW。由機械制造工程學課程設計指導教程表4-8可查得每齒進給量af0.140.24mm取af0.2mm/z。3、 銑削速度的確定 由機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=6010m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D238.8437.9r/min 。Vfaf*Z*n477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/mi4、 切削工時： 由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm?？梢缘贸銮邢鞴r：t=（L+Y+）/Vf=(75+12)/480=0.18min。二、 精銑7540面1、 背吃刀量的確定 由機械加工工藝手冊表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap1mm。2、 進給量的確定 選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由實用機械加工工藝手冊表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進給量為0.51.0故取0.5mm/r。3、銑削速度的確定 由機械加工工藝手冊查得銑削速度為60110m/min則機床主軸轉(zhuǎn)速n1000Vc/pD=238.8437.9r/mim取n300r/min，則Vf150mm/min4、計算切削工時：由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm?？梢缘贸銮邢鞴r：t=（L+Y+）/Vf=(80+12)/150=0.61min工序二： 鉆22花鍵底孔，擴花鍵底孔22；工序三： 倒角1、 鉆20的孔。2、進給量的確定：由切削用量簡明手冊表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進給量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系數(shù)Ktf0.95則f0.410.50mm/r。由切削用量簡明手冊表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f1.75mm/r。 由切削用量簡明手冊表2.9可知機床進給機構強度所允許的鉆削進給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進給機構允許的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量簡明手冊表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fmax，故可用。3、 確定鉆頭的磨鈍標準及壽命：由切削用量簡明手冊表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 4、確定切削速度：n=1000v/(* do)=1000*18/(3.14* do)=286.6 r/min 由切削用量簡明手冊表2.35取n272r/min則實際切削速度：V=（* do*n）/1000=17.1m/min。5、檢驗機床扭矩及功率：由切削用量簡明手冊表2.20可查得f0.5 mm/r時，Mc76.81Nm。當nc272r/min時由切削用量簡明手冊表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量簡明手冊表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.60.817.76 kw。因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。 6、 計算基本工時：t=L/nf 由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。t=L/nf =(80+10)/(272*0.48)=0.69min二、擴20孔。1、背吃刀量的確定：由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為2mm。2、進給量的確定 ：由切削用量簡明手冊查的f0.60.7mm/r。根據(jù)機床說明書取f0.62mm/r3、計算切削速度：V=（1/31/2）*17.1=5.78.5m/min。 由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為：n82.5r/min 根據(jù)機床說明書取n140r/min，則實際切削速度：v=140v/1000=9.67m/min4、計算切削工時：由切削用量簡明手冊表2.5可查得Kv3060，取Kv45。由機械加工工藝手冊表3.5.1可以得知：t=(L+L1+L2)/fn=0.8m/min三、倒角。工序四： 拉花鍵孔。 由機械加工工藝手冊表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.040.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由機械加工工藝手冊表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削速度為級的花鍵拉削速度為：Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min，拉削級別由機械加工工藝手冊表4.166查得。 拉削工時t=(Zb*L*k)/(1000*v*fz*z) (其中Zb為單面余量，Zb=（25-22）/2=1.5mm ；L為拉削表明長度 L80 mm ；為拉削系數(shù)，取1.2 ；K 考慮機床返回行程系數(shù)取 k1.4 ； v為拉削速度 ； fz為拉刀單面齒開量 ；P為拉刀齒距，P=（1.251.5）*80=1.35*80=12mm 所以拉刀同時工作齒數(shù)為: zL/P=80/127 ； 所以t=(1.5*80*1.2*1.4)/(1000*3*0.06*7)=0.16mm工序五、六 粗、精銑8030面及槽。一、 粗銑8030面1、加工余量的確定 ： 由前面可知粗加工加工余量為4mm，加工余量較小故采用一次切削故ap4 mm。2、 切削用量的確定 ： 由機械加工工藝手冊表2.120選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3 。 由機械加工工藝手冊表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度為v18.29m/min，每齒進給量為0.0630.102 mm/z 則主軸轉(zhuǎn)速為n=1000v/(nD)=358.3577.2r/min ，取n460r/min，由此可得Vfznfz0.093460=124.2mm/min3、銑削加工工時的計算 由機械加工工藝手冊表2.194可查得 t=(L+L1+L2)*i/Vf (i=30/(d0/4) 8, ，L1=0.5d0+(0.51.0)=9mm , L2=12mm ，取L2=2mm 則t=(80+9+2)/124.2=5.86min二、 精銑 8030面1、 加工背吃刀量ap的確定 由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm。2、 進給量的確定 由精銑加工工藝手冊表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時同一銑刀和機床。 銑削寬度為aw3 mm是的每齒進給量為0.080.05 mm/z，因為表精度要求較高故fz0.06 mm/z3、 切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.175查得銑刀磨鈍標準查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。 由機械加工工藝手冊表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機械加工工藝手冊表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速：n=1000v/d0=437.9r/min ,取n=460r/min ,Vf=fz*z*n=0.06*3*460=82.8mm/min4、計算銑削加工工時 t=(L+L1+L2)*i/Vf (L,L1,L2與上述表示相同) 可以得知：（80+9+2）*10/82.8=11min三、 粗銑18H11槽1、選擇與加工8030平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap30 mm2、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為V1829 m/min 每齒進給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。 則銑床主軸轉(zhuǎn)速為n1000v/D=358.3577.2 r/min 根據(jù)機床說明書可取n460 r/min 則實際轉(zhuǎn)速為 Vffz*n*z0.093460=124.2mm/min4、 切削加工工時：t=(L+L1+L2)*i/ Vf=(40+9+2)/124.2=0.82min四、 精銑18H11槽1、 選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap5 mm。2、 確定進給量 由機械加工工藝手冊表2.1-72查得每齒進給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。 由機械加工工藝手冊表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min3、 切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-92查得V22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速n=1000v/D=437.9r/min 根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n460 r/min。則Vffz*n*z82.8 mm/min4、 計算切削工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99可知：t=(L+L1+L2)*i/ Vf=(40+9+2)*2/82.8=1.2min工序七： 鉆兩M8底孔1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡明手冊表2.7查得進給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f0.86mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9機床進給機構所允許的鉆削進給量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說明書取f0.36mm/r。2、確定鉆頭磨鈍標準及壽命