0031-撥叉工藝及18H11槽專用夾具設(shè)計(jì)
0031-撥叉工藝及18H11槽專用夾具設(shè)計(jì),工藝,18,h11,專用,夾具,設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
CA6140
產(chǎn)品型號(hào)
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
機(jī)床
零件名稱
撥叉
第 1 頁
材料牌號(hào)
HT200
鑄
鐵
毛坯
種類
鑄
件
毛坯
尺寸
φ80
毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
銑削
1.粗銑左端面
2. 精銑左端面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，
游標(biāo)卡尺
60s
2
鉆孔
擴(kuò)孔
1.鉆孔φ20
2.擴(kuò)孔至φ22
鉆床車間
2
鉆床
專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī)
100s
3
倒角
1. 倒角15°
車床車間
1
車床
普通車刀，游標(biāo)卡尺
4
拉花鍵
1. 拉花鍵
拉床車間
1
拉床
專用夾具、拉刀
5
銑削
1.粗銑溝槽
2.粗銑上平面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、盤銑刀深度，
游標(biāo)卡尺
200s
6
銑削
1.精銑溝槽
2.精銑上平面
銑床車間
2
銑床
專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀，
游標(biāo)卡尺
7
鉆孔
1. 鉆孔2×φ8
鉆床車間
1
鉆床
專用夾具、麻花鉆，內(nèi)徑千分尺
8
攻螺紋
1.攻螺紋2×M8
鉗工車間
1
錐絲
錐絲
9
檢驗(yàn)
檢驗(yàn)車間
塞規(guī)，卡尺等。
設(shè)計(jì)（日期）
2014年6月25日
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
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處數(shù)
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日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
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日期
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：撥叉工藝及18H11槽專用夾具設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)題目
二、原始資料
(1)被加工零件的零件圖 1張
(2)生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3編制機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1套
4．編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個(gè)零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫課程設(shè)計(jì)說明書（約5000-8000字）。 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計(jì)說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導(dǎo)教師評(píng)語
該同學(xué)在課程設(shè)計(jì)過程中表現(xiàn) 認(rèn)真，工藝路線
夾具設(shè)計(jì)方案 ，說明書及圖紙質(zhì)量 ，綜合
評(píng)定其成績?yōu)? 。
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
摘要
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。?
撥叉的加工質(zhì)量將直接影響機(jī)器的性能和使用壽命。本次設(shè)計(jì)宗旨在提高CA6140車床撥叉的加工效率，由此我們首先對(duì)撥叉的結(jié)構(gòu)特征和工藝進(jìn)行了仔細(xì)的分析，然后確定了一套合理的加工方案。加工方案要求簡單，操作方便，并能保證零件的加工質(zhì)量。再制定加工工藝規(guī)程的順序如下：?
1、分析零件；?
2、選擇毛坯；?
3、設(shè)計(jì)工藝規(guī)程：包括制定工藝路線，選擇基準(zhǔn)面等；?
4、工序設(shè)計(jì)：包括選擇機(jī)床，確定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，確定切削用量及計(jì)算基本工時(shí)等；?
5、編制工藝文件。?
此外，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證加工質(zhì)量，需設(shè)計(jì)專用夾具。本次選擇了第七道工序的專用夾具，以滿足加工過程的需要。?
Abstract Mechanical?manufacturing?technology?curriculum?design?is?when?we?learn?all?the?basic?courses?University,?throughtechnology?and?the?most?basic?course?after?course.?This?is?our?prior?to?graduation?design?to?learn?the?course?of?an?in-depth?and?comprehensive?review?of?the?total,?is?also?a?theory?with?practical?training,?therefore,?it?occupies?an?important?position?in?our?four?years?of?University?life.
Dials?the?fork?processing?quality?will?directly?affect?the?performance?and?service?life?of?the?machine.?The?designaims?at?enhancing?the?processing?efficiency?CA6140?lathefork,?we?firstly?the?structure?characteristic?and?the?craft?forkhas?carried?on?the?careful?analysis,?andthen?todetermineareasonable?processing?scheme.?The?processing?schemeis?simple,?easy?to?operate,?and?can?guarantee?themachining?quality?of?the?parts.?To?make?the?process?rules?in?.?To?make?the?process?rules?in?the?order?as?follows:
The?1?part,?analysis;
2,?the?choice?of?blank;
3,?the?design?process:?including?the?formulation?process,selection?of?datum?etc.;
4,?process?design:?including?machine?tool?selection,determination?of?machining?allowance,?process?dimension?and?the?dimension?of?blank,?determine?the?amount?of?cutting?and?the?basic?working?hours?calculation;
目錄
一、 零件分析
1.1零件的作用…………………………………………..7
1.2零件的工藝性分析……………………………….....7
二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛胚的制造形式………………………………..7
2.2基面的選擇 ………………………………………….7
2.3制定工藝路線………………………………………...8
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定……8
2.5確定切削用量及基本工時(shí)…………………………..9
三、 夾具設(shè)計(jì)
3.1定位基準(zhǔn)的選的……………………………………. 12
3.2定位誤差的確定……………………………………..12
3.3夾緊方案分析………………………………………...12
3.4夾緊力計(jì)算……………………………………………12
四、 方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論…………………………………….12
五、 體會(huì)與展望………………………………………………..12
六、參考文獻(xiàn)
一、 零件的分析
1.1零件的作用：
題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為30+0.0120mm的面尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。
1.2零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。
1、以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面
這一組面包括?26+0.230mm的六齒方花鍵孔、?23+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為22mm的平面。
2、以工件右端面為基準(zhǔn)的6+0.030 mm的花鍵經(jīng)上述分析可知， 對(duì)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
二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件的材料是HT200，工作環(huán)境良好，不會(huì)承受較大的沖擊載荷，由于年生產(chǎn)量為2000件，已經(jīng)達(dá)到了中批量生產(chǎn)，并且材料可鑄。因此從提高生產(chǎn)率，保證經(jīng)濟(jì)性的角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法制造毛坯。
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會(huì)出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1） 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側(cè)75×80的面為粗基準(zhǔn)。
（2） 精基準(zhǔn)的選擇
精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中采用專用夾具夾持。
2.3制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量是工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以使生產(chǎn)成本盡量下降。
1． 工藝路線方案
工序1 粗銑80×40的左端面,精銑75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。
工序2 鉆φ22的花鍵孔。
工序3 倒2×45°的倒角。
工序4 拉花鍵，保證精度要求。
工序5 粗銑溝槽, 粗銑上表面的平面。
工序6 精銑溝槽, 精銑上平面至符合表面粗糙度要求。
工序7 鉆螺紋孔。
工序8 攻螺紋至M8。
工序9 終檢。
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥叉”零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用“金屬模機(jī)械砂型”鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差為CT8,可以從《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工藝簡明手冊(cè)》得到CT8=1.6mm。相應(yīng)計(jì)算如下：
最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm
最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm
75×40的端面的精加工余量為1mm，粗加工余量2.5-1=1.5mm。
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序1：銑75×40的端面至符合要求。
工步1：粗銑
背吃刀量為=2.5-1.0=1.5mm。
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率5~10Kw,工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊(cè)》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時(shí)間t: 根據(jù)面銑刀平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90°）的基本時(shí)間計(jì)算公式:t=()/。其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。則有：
=0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80-)+2=7.36mm。
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s
工步2：精銑
背吃刀量的確定：=1mm .
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊(cè)》中表3.3，按表面粗糙度為=3.2μm的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r。
銑削速度的計(jì)算：根據(jù)其他有關(guān)資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10，=0.08mm/z?的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉(zhuǎn)速n=229.3r/min 。參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為n=210r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式，可以求得：
v= nπd/1000=52.78mm/min。
基本時(shí)間的確定：根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90°）的基本時(shí)間公式t=()/，可以求得該工序的基本時(shí)間，其中=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得
=×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min
t=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s
工序2：鉆φ20mm的孔，擴(kuò)孔至φ22mm。
工步1：鉆φ20mm的孔。
背吃刀量=20mm
進(jìn)給量的確定：選取該工步的每齒進(jìn)給量f=0.3mm/r。
切削用量的計(jì)算：因?yàn)樵摴ぜ牟牧蠟镠T200，所以選取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得：
n=1000×22/(π×20)=350.32r/min
參照《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表4-9所列的Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，選取n=392r/min，再將n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min
基本時(shí)間t:
其中=80mm，==10×1.66+1=12.66mm，=1~4mm,取=2mm。所以基本時(shí)間t為：
工步2：擴(kuò)φ20mm的孔至φ22mm。
背吃刀量的確定：取=1mm。
進(jìn)給量的確定：由《切削用量簡明手冊(cè)》中表2.10的資料，選取該工件的每轉(zhuǎn)的進(jìn)給量f=1.1 mm/r 。
切削速度的確定：根據(jù)相關(guān)資料，確定: v=0.4=0.1×22=8.8m/min
由公式n=1000v/πd?？梢缘玫剑簄=1000×8.8/22π=127.4r/min
按機(jī)床選取n=140r/min，得切削速度v=
基本時(shí)間t:
其中=80mm, ==1×1.66+1=3.66mm/min, =1~4mm, 取=2mm。所以基本時(shí)間t為：
工序3：粗銑溝槽，上平面
工步1：粗銑溝槽。
背吃刀量的確定：雙邊背吃刀量為=16mm。
進(jìn)給量的確定：按《切削用量簡明手冊(cè)》中表3.14中資料選擇刀具為“直柄立銑刀”，d/z=16/3;銑刀每齒進(jìn)給量為=0.04mm/z。
銑削速度=18mm/min。主軸轉(zhuǎn)速為n=358r/min。
基本時(shí)間t: 按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》中表5-43得： ， 式中=0.5d+(1~2)，=1~3mm，，
其中h為溝槽深度，為銑削輪廓的實(shí)際長度，為溝槽深度的背吃刀量。，取=2mm,i=34/17=2,
工步2: 銑上平面
由工序1可知，精加工余量為1mm,背吃刀量為3-1=2
進(jìn)給量的確定：機(jī)床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡明手冊(cè)》中表3.3選取該工序的每齒進(jìn)給量為=0.2mm/z。
銑削速度：參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手冊(cè)中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為n=160r/min,所以，實(shí)際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時(shí)間t據(jù)面銑刀銑平面不對(duì)稱銑削的計(jì)算時(shí)間計(jì)算公式：
按《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-45切入和切出行程速度,
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=(80+29)/320=0.34min20.7s。
三、夾具設(shè)計(jì)
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。
3.2定位誤差的確定
由于槽的軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。所以槽的定位誤差為槽的尺寸公差，即H11.Z最后只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。
3.3夾緊力方案分析
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。
夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。
3.4夾緊力計(jì)算
因?yàn)榱慵且詢?nèi)孔定位，所以通過查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》可以得到端面夾緊的夾緊力計(jì)算公式，并由此計(jì)算出夾緊力為2113N。
四、方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
通過一系列的方案定位與各種計(jì)算，該方案在可以滿足零件的加工需求，所以，該方案可以進(jìn)行實(shí)行。
五、體會(huì)與展望
通過本次的夾具設(shè)計(jì)，我們進(jìn)一步的理解和掌握了機(jī)械制造技術(shù)這門課程，對(duì)課程中的內(nèi)容不僅加以鞏固，更加拓展了我們的知識(shí)面和對(duì)機(jī)械這一學(xué)科的深層次了解，而且學(xué)會(huì)了查閱各種手冊(cè)，總的來說，本次的課程設(shè)計(jì)，使我們的基礎(chǔ)知識(shí)更加的牢固，并且掌握了繪圖軟件，最后感謝指導(dǎo)老師的辛勤指導(dǎo)和同學(xué)的幫助。
六、參考文獻(xiàn)
1]?李旦，邵東向，王杰．機(jī)床專用夾具圖冊(cè)[M]，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。
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