CA6140車床撥叉(831005)零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具

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1、機械制造工藝學 機械制造技術課程設計 說明書 設計題目：設計拔叉零件的機械加工工藝規(guī)程及銑 mm槽工序的專用夾具 姓 名： 李康 學 號： 110125135 班 級: 起機111 指導教師: 安林超 河南機電高等專科學校 2013年11月1日 機械制造技術課程設計 任務書 題目：設計轉速器盤零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆2×Ф9孔工序的專用夾具 內容：（1）零件——毛坯合

2、圖 1張 （2）機械加工工藝規(guī)程卡片 1套 （3）夾具裝配圖 1張 （4）夾具體零件圖 1張 （5）課程設計說明書 1份 原始資料：該零件圖樣一張；生產綱領為8000件/年；每日 一班。 2013年10月14日 前 言 通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機械零件設計》、

3、《金屬切削機床》、《機械制造工藝》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！ 在些次設計中我們主要是設計CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點. 目錄 前 言 3 第一章設計的目的 6 第二章零件的分析 7 （一）、零件的作用 7 （二）、零件的工藝分析 7 第三章工藝規(guī)程設計 8 (一)確定毛坯的制造形成

4、 8 （二）基準的選擇 8 （三）制定工藝路線 8 （四）機械加工余量 9 (五)確定切削用量及基本工時。 9 第四章夾具設計 23 （一）問題的提出 23 （二）夾具設計 25 參考文獻 28 小 結 29 械加工工序卡片 30 第一章 設計的目的 機械制造工藝學課程設計,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經過生產實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的： 1、能熟練的

5、運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。 3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。 第二章 零件的分析 （一）、零件的作用： 題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構中，主

6、要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 （二）、零件的工藝分析： CA6140撥叉共有兩組加工表面 1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面 這一組面包括mm的六齒方花鍵孔、花鍵底孔兩端的倒角和距中心線為27mm的平面。 2. 以工件右端面為基準的 mm的槽和mm的槽 經上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。 第三章 工

7、藝規(guī)程設計 (一) 確定毛坯的制造形成 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。根據(jù)經驗可得取等級為2級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。 （二）基準的選擇 1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準。 2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。 （三）制定工藝路線 方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、

8、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 2. 粗、精銑削B面。 3. 銑削mm的槽。 4. 銑削0mm的槽。 5. 拉花鍵。 方案二 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 2. 以Ф40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。 3. 拉花鍵。以A面為基準， 4. 銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具 5. 銑削mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 6. 銑削mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。 方案分析：

9、 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片” 機械加工余量 CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為6 kg、生產類型為由大、中批量生產，采用模鍛鍛模。 根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 1

10、. A面的加工余量 A面有3±0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸，參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》表2-28確定孔加工余量的分配。 鉆孔Φ20mm 擴孔Φ21mm 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照《機械制造技術基礎課程設計指導教程》取 Z=1mm 3. B面的加工余量。 此工序分2個工步 1、粗銑B面 2、精銑B面。 精加工余量為0.2mm 粗銑加工余量為2.8mm 確定切削用量及基本工時 工序 Ⅰ ：車削A面 1．加工條件

11、工件材料：灰口鑄鐵HT200、 、鑄造 加工要求：粗、半精車A面并保證28mm的工序尺寸， 機床C3163-1。轉塔式六角臥式車床。 刀具：刀具的幾何角度。 2、計算切削用量 （1）已知長度方向的加工余量為3±0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm 。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差級 取-0.46mm（入體方向） （2）進給量、根據(jù)《切削簡明手冊》（第3版）表1.4 當?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,時，以及工件直徑為60mm時（由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm）?=0.6-0.8mm/ｒ. 按CA6140－１　車床說明書　取?=0.6 mm/n。

12、 由于存在間歇加工所以進給量乘以k=0.75—0.85 所以：實際進給量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ 按CA6140－１　車床說明書　?＝0.53ｍｍ／ｒ （3）計算切削速度。按《切削簡明手冊》表1.27 ，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） 刀具材料YG6 其中：=158 =0.15 =0.4 =0.2修正系數(shù)Ko見《切削手冊》表1.28 =1.15 =0.8 =0.8 1.04 =0.81 ∴ （4）確定機床主軸轉速 按C３１６３－１　車床說明書　ｎ＝200 r／min 所以實際切

13、削速度V=40.8m/min （5）切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備 2、精車 1) 已知粗加工余量為0.5mm 2) 進給量f. 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6,　按C３１６３－１　車床說明書 計算切削速度 按《切削用量簡明手冊》表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min） 3) 確定機床主軸轉速. 按C3163－１　車床說明書　　 實際切削速度 4) 切削工時，查《工藝手冊》表6.2-1 由于下一道工序是鉆孔，所以留下的臺階，所以

14、 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔 鉆頭選擇：見《切削用量簡明手冊》表2.2 鉆頭幾何形狀為（表2.1及表2.2）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)： 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2-9確定 ａ、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表2.9 ,當 可確定。 按C3163-1　車床說明書　　　取 ｂ、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表2.21，當鉆頭最大磨損量取0.6 壽命. ｃ、切削速度　由《切削用量簡明手冊》，表2.15得 由機床技術資料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min 取=280m/mi

15、n. 實際=17 m/min ｄ、 基本工時， 入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm 所以 （2）、擴孔 刀具直徑；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調換走刀量等輔助時間，n和f都不變，所以同上 倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。 （3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.2４ 可以查出　當＝160～245HBS 按C３１６３－１　車床說明書　主電機功率 可見Ｐｃ比Ｐ小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合

16、要求 鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21 當 查得轉矩 《切削用量簡明手冊》表由表2.32　得功率公式 按C３１６３－１　車床說明書　主電機功率 可見ＰC比Ｐ小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序Ⅱ 拉花鍵孔 單面齒升：根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為0.06mm, 拉削速度 切削工時 式中： 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； 拉削表面長度，80mm； 考慮校

17、準部分的長度系數(shù)，取1.2； 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； 拉削速度（m/min）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； 拉刀齒距。 ∴拉刀同時工作齒數(shù) ∴其本工時 工序Ⅲ 粗銑，精銑B面。 加工要求：粗銑B面，精銑B面，。 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量3mm 機床 ：Ｘ62W 加工工件尺寸：寬度：40mm 長度：28mm

18、1. 粗銑 1) 選擇刀具 　故齒數(shù)，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數(shù)（表3.2） 2) 切削用量 留精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度，由于加工表面精度要求.根據(jù)表3.5得每轉進給量就能滿足要求，但考慮到Ｘ62W功率為，機床為中等系統(tǒng)剛度和Ｘ62W銑床說明書 所以每轉進給量 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7、銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.6鑲齒銑刀， 刀具壽命 T=120min（表3.8） 4) 決定切削速度、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定 解得

19、 根據(jù)X62W型銑床說明書選 選實際 5) 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.20 切削功率的修正系數(shù)： 根據(jù)X62W型銑床說明書，機床主軸允許的功率為 故因此所決定的切削用量可以采用。 6) 基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5 2. 精銑 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為0.2，所以本道工步切削寬度 3） 決定切削速度、可根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.9確定 根據(jù)X62W型銑床說明書選 4）基

20、本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5 工序Ⅳ 銑削mm槽。 加工工件尺寸：mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻 機床：X62W 選擇刀具：由加工尺寸公差。所以銑刀精度為精密級K8 銑刀參數(shù)： 選擇切削量 由于槽的深度為8mm, 故一次走完， 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定 現(xiàn)取 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中 決定切削速度和每齒進給量

21、、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 解得 根據(jù)X62W型銑床說明書選 實際速度 根據(jù)X62W型銑床說明書選 機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式 圓周力 由表得 解得： 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5 工序Ⅴ銑寬為槽 加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬，長L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的設計尺寸精度要求很高，

22、用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，， 1) 選擇刀具 銑刀參數(shù)： 2) 選擇銑削用量 由于槽的寬度為18mm, 故二次走完， 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中 4）確定切削速度和每齒進給量：決定切削速度和每齒進給量、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 解得

23、 根據(jù)X62W型銑床說明書選 實際速度 選 根據(jù)X62W型銑床說明書選選 5） 基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5 i=2(走兩次) 工序Ⅵ 磨18mm槽， 保證尺寸18mm 1) 選擇砂輪。 見《切削手冊》第三章中磨料選擇各表，結果為 GZ46KV6P350×40×127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16×6×40（D×d×H）。 2) 切削用量的選擇。砂輪轉速n砂=3000r/min(見機床說明書)， v砂=2.5m/s 進給量f=50

24、mm/min 雙單行程 fr=0.015mm 3) 切削工時。當加工1個表面時 Tm=(L+y+△)?i K/50=3.1min 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。 第四章 夾具設計 夾具是一種能夠使工件按一定的技術要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產率，降低制造成本，一直都是生產廠家所追求的目標。正確地設計并合理的使用夾具，是保證加工質量和提高生產率，從而降低生產成本的重要技術環(huán)節(jié)之一。同時也

25、擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。 4.1.提出問題 （1）怎樣限制零件的自由度；V形塊加小平面限制5個自由度，定位銷限制1個自由度。 （2）怎樣夾緊；設計夾具由螺旋夾緊配合V形塊夾緊工件。 （3）設計的夾具怎樣排削；此次加工利用拉刀拉削，通過下底面排削。 （4）怎樣使夾具使用合理，便于裝卸。 4.2.設計思想 設計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構密封和防塵作用，使設計的夾具完全符合要求。 本夾具主要用來對φ6孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為H7，表面粗糙度Ra3.2。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加

26、工，考慮到提高勞動生產率，降低勞動強度，采用一次拉削完成。 4.3、夾具設計 零件的上半部分為圓柱型，根據(jù)這個特點采用V型塊、小平面的夾具來定位。 4.3.1、定位分析 （1）定位基準的選擇 據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。寬為mm的槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準。因此選用工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準。 （2）定位誤差的分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為V形塊與定位塊，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△B=0，由于存在間

27、隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。 △Y=0.707δd=0.707×0.025mm=0.0177mm 4.3.2、切削力、夾緊力、切屑用量和切屑速度的計算 1.進給量：該工序就是通過一次走刀，完成花鍵槽的拉削加工。由于加工方法的特殊性，刀具選擇的特殊性，被吃刀量暫不用選擇。只要選擇合適的切削速度和進給量就可以。根據(jù)機床剛度和刀具尺寸，此工序需要一次走刀，完成要求的機械加工要求。加工總深度為Z=76mm?？傋叩洞螖?shù)為1次。 2.切屑速度： 根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)

28、 切削工時 式中： 單面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； 拉削速度（m/min）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； 拉刀齒距。

29、 P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm ∴拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/12≈7 ∴其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min) 。 3. 切削力及夾緊力的計算 刀具：花鍵拉刀。 切削力：由于本工序拉刀由上至下垂直向下拉，切削力方向也是由上向下，只要底面三個支承釘能夠保證強度，剛度。就能精確加工。保證加工精度。而支承釘能夠保證。所以此處不用算切削力。 由于切削力和夾緊力的方向垂直。平面定位。 Fj=KFL\(H+L)=2.5*250*24/46+24=214N 夾緊力的計算：由于切

30、削力和夾緊力的方向一致。所以夾緊力定位較小夾緊力來防止工件在加工過程中產生振動和轉動。 4.3.3、夾具操作說明 如前所述,在設計夾具時,應該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸。 第五章 體會與展望 夾具課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論

31、知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。主要是鉆模板與鉆套的選擇與設計。本設計采用了快換鉆套和手動螺旋快速加緊機構，從而大大提高了由于鉆、擴、絞孔而頻繁換鉆套的生產效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設計的操作需要人力，所以在生產自動化方面有待改進。 通過本次課程設計，使我將所學理論與生產實踐相結合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識

32、；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！ 第六章

33、參考文獻 1、朱淑萍主編. 機械加工工藝及裝備.北京：機械工業(yè)出版社，1999 2、李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1994 3、孫本緒、熊萬武編.機械加工余量手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1999 4、機床夾具設計手冊.北京：中國科學技術出版社 5、趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工業(yè)出版社，2000 6、田春霞主編.數(shù)控加工工藝.北京：機械工業(yè)出版社，2006 7、吳拓、方瓊珊主編. 機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社，2005 8、黃云清主編.公差配合與測量技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001

34、 9、梁炳文主編，機械加工工藝與竅門精選，北京：機械工業(yè)出版社，2001 10、楊峻峰主編， 小 結 為期兩周的夾具課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，我組五名同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！ 29