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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流CA6140车床拨叉831007课程设计说明书 (更正版)【精品文档】第 13 页课 程 设 计 说 明 书机 床 夹 具 设 计河北农业大学指 导 教 师 弋景刚 学 院 名 称机电工程学院专业及班级机制1502提 交 日 期答 辩 日 期 （图1为CA6140车床拨叉831007的CAD图）（图2为CA6140车床拨叉831007的proe图）目 录1、 序言42、 设计具体内容42.1、 零件的作用42.2、 零件的工艺性分析42.3、 工艺规程设计52.3.1、 确定毛坯的制造形式52.3.2 、基面的选择52.3.3 、制定工艺路线52.3.4
2、 、选择加工设备和工艺设备72.4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5、 确定切削用量及基本工时82.6、 夹具设计132.6.1、 零设计任务132.6.2、 确定毛坯的制造形式142.6.3、 定位基准选择152.6.4、 夹紧方案的选择152.6.5 、 定位误差分析152.6.6 、 夹具结构介绍152.7、 参考文献15、1、序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言
3、，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。2、设计具体内容2.1、零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主6要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔与操纵机构相连，而下方的55mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨
4、动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。2.2、零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1）需要加工的表面：a.小孔的上端面、大孔的上下端面；b.小头孔mm以及与此孔相通的mm的锥孔、螺纹孔；c.大头半圆孔mm；2）位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达
5、到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.3、 工艺规程设计2.3.1、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知零件的质量是1.0Kg/个，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3.2、基面的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，
6、还会造成大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。 （3）加工阶段的划分:该拨叉加工质量要求较高，可加工阶段可分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。（4）工序的集中与分散：本拨叉选用工序
7、集中加工原则安排拨叉加工序。该拨叉的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装，夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。(5)加工原则 1)遵循“先粗后其他”原则。 2)遵循“先粗后精”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”原则，首先加工拨叉上端面。2.3.3、 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并
8、尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：a.工艺路线方案一工序一 ： 铸造毛坯。（预铸出54mm孔）工序二 ：粗铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。精铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序三 ：粗镗、半精镗、精镗55mm孔至图样尺寸。工序四 ： 钻、扩、铰两端22mm孔至图样尺寸。工序五 ： 钻M8的螺纹孔，钻8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。工序六 ： 铣断至图样尺寸。工序七 ：去毛刺，检查。b.工艺路线方案二工序一：粗铣半精铣 粗铣40mm的上下的端面,至51MM，中间大孔上下端面至3
9、0mm。工序二：钻、铰两端22mm孔至图样尺寸。工序三：粗铣中间孔上端面至22（5）mm，周径至71mm；半精铣钻中间孔下端面至22mm，周径至71mm；粗铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；半精铣中间孔下端面至20mm周径至73mm。工序四：粗镗、-到-、半精镗55mm孔至图样尺寸。工序五：钻8mm的锥销孔钻到一半，装配时再钻，铰！钻M8x1mm的螺纹孔攻丝M8x1mm。工序六：铣断至图样尺寸。工序七：去毛刺，检查。以上工艺过程详见“过程卡”。2.3.4、选择加工设备和工艺设备a) 机床的选择： 工序010为铣平面，可采用万能XA6132铣床。 工序020采用Z512台式钻床。 工序0
10、30采用万能XA6132铣床。 工序040采用万能XA6132铣床。 工序050采用万能XA6132铣床。工序060采用钻床。多刀具组合机床。 工序070采用铣断机床b) 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。c) 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。d) 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。e) 其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.0,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。根
11、据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：a.外圆表面（40mm及73mm外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对40mm的中心轴线的尺寸偏差为1201.25的范围内。b. 两小孔毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照实用手册确定工序尺寸及余量：钻孔：20.5mm 2Z=20.5mm铰孔：mm 2Z=0.2mmc.中间孔（55mm及73mm）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表得：孔的铸造毛坯为49、73的孔是在55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表
12、面距离为30mm，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照实用手册确定73mm工序尺寸及余量：粗铣：71mm Z=0.4mm精铣：73mm Z=1mm参照切屑加工简明实用手册确定55mm工序尺寸及余量：粗 镗：54.5mm 2Z=0.8mm半精镗：55mmd.螺纹孔及销孔销尺寸铸造为实体。参照实用手册确定钻8螺纹孔和8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。e.铣断2.5、确定切削用量及基本工时工序粗铣40mm孔的两头的端面。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。机床：X52K立式铣床参数。刀具：
13、涂层硬质合金盘铣刀45mm，选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。2）计算切削速度 按简明手册V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。3)校验机床功率 查简
14、明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）计算基本工时tmL/ Vf=9.4s。工序 钻、铰两端22mm孔之图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：钻孔至20.5mm，精铰至22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6m。机床：Z512台式钻床。刀具：莫式圆锥为2 号的高速钢横锥柄麻花钻作为刀具 ，刀长21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角12、二重刃长度=2.5mm、横锥柄麻花钻
15、作为刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度 、 、。莫式圆锥为2 号的高速钢横锥柄麻花钻22mm。b.计算切削用量1）查简明手册。 f=10.25m按钻头强度选择 按机床强度选择。最终决定选择机床已有的进给量 。2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.5.mm，寿命。3）切削速度查简明手册 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为n=180.2r/min.选取机床机床转速为 n=200r/mm。故实际的切削速V=兀dn/1000=12.9m/min.4) 计算基本工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。钻和精铰的切削用量如下：钻孔： 。精铰：
16、。工序-工序 粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔的端面至50mm；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至周径至73mm。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔的端面至50mm；保证粗糙度Ra=3.2m；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至73mm，保证端面粗糙度Ra=3.2m，保证孔壁粗糙度Ra=6.3m。
17、机床：万能铣床X6132。刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm，选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。2）计算切削速度 按简明手册V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.2
18、5mm/z。3)校验机床功率 查简明手册Pcc=2kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）计算基本工时粗铣中间孔上端面至25 mm，周径至71mm；tm1=L/ Vf=13s粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；tm2=L/ Vf=13s精铣小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精铣中间孔上端面至周径至73mm，tm4= L/ Vf=10s；精铣中间孔下端面至周径至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗镗、半精镗、精镗55mm孔至
19、图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗镗中间孔至54.5半镗中间孔至55、机床：万能铣床X6132。刀具：YT质合金镗刀。b.计算切削用量单边余量Z=1m 第一次0.4mm明手册4.2-20查得，取 。根据简明手册4.2-21查得，取：n=900r/min。c.计算切削基本工时：0.1mm时，进给量和，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工时分别为100s和80s。工序 钻8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS
20、，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：先钻8mm的锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工，为的使保证孔与轴的同轴度，同时在尺寸上保证距上端面10mm；再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。机床：组合机床。刀具：8mm麻花钻、7.5mm麻花钻、8mm的丝锥。b.计算切削用量1）钻8mm的锥销孔根据切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为： 计算切削基本工时：2)钻M8的螺纹孔刀具：7.5mm麻花钻。根据切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3
21、mm/z，v=5m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：3）攻M8x1mm的螺纹刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，计算切削基本工时：工序 铣断保证图样尺寸a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：铣断后保证两边对称相等。 刀具：YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为4mm。 机床：组合机床。b.计算切削用量查切削手册，选择进给量为：,切削速度为：，则：根据简明手册表4.2-39，取，故实际切削速度为：查切削手册表4.2-40，刚好有。计算切削
22、基本工时：工序 去毛刺，检查。2.6、夹具设计2.6.1 设计任务钻、铰两端22mm孔夹具大批量生产2.6.2 确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。铸造时两件铸在一起。2.6.3 定位基准选择 由零件图可知，22mm孔垂直于22中心线，为使基准重合，应该选择22孔为定位基准。孔在拨叉上的位置尺寸20的设计基准为8锥销孔中心线，但是此孔较小且属于斜孔，不适合用于定位，故选择22孔上端面作为定位基准。根据上述分析，可以选择长销小平面组合进行定位。但是零件图上要求两件铸在一起，若两件都用长
23、销小平面组合进行定位将造成过定位。考虑到前面的工序已将22孔上端面进行了精加工，两头的端面可以看成是一个面，故最终确定一面两孔进行定位。2.6.4 夹紧方案的选择 1、切削力的计算 刀具：硬质合金麻花钻，。由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台，切削力计算公式为：其中：，与加工材料有关,取0.92；与刀具刃磨形状有关,取1.33；与刀具磨钝标准有关,取1.0，故，则： 2、加紧方案选择由上述计算可见切削力较小，在22孔下端面采用开口垫圈和带肩六角螺母适当夹紧后本夹具即可安全工作。方案如下图所示：2.6.5 定位误差分析1、计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。钻
24、套外径与钻模板孔的最大间隙为：2、计算定位销轴与工作台的平行度误差。定位轴与夹具体孔的最大间隙为：夹具体孔的长度为12mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为：0.045/12，即0.375%。合格。2.6.6 夹具结构介绍 夹具结构如下图所示：如图所示，用两个直立的板作为22孔上端面的平面定位，分别用菱形销和短圆柱销定位两个22，然后用夹紧螺母夹紧下断面。在右端定位板上安装一个横板，板上安装钻套对道具进行定位。2.7、参考文献1、胡家秀编 简明机械零件设计实用手册 机械工业出版社2、万晓亮编 切削用量简明手册3、王先逵编 机械制造工艺学 机械工业出版社 4、郑丁科 李志伟 陈燕编 机械制造工艺学实习指导书 华南农业大学工程学院