CA6140拨叉831006零件钻25孔夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、 零件 的工艺 分析 及生产类型的确定 件的 用途 床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，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 2 5 孔与操纵机构相连，二下方的 5 5 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 分析零件的技术要求 该拨叉的全部技术要求列如下表 : 加工表面 尺寸及偏差 (公 差 及 等级精度 表 面 粗 糙 度m) 形 位 公 差(拨叉头右端面 80 拨叉脚两端面 拨叉脚内 表 面 55 25 25 操纵槽内侧面 16 操纵槽底面 8 拨叉头侧面 17 拨叉底板端面 拨叉头 顶 面 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷作用，因此该零买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 件应具有足够的强度，以适应拨叉的工作条件，因此该拨叉采用肋板结构。该拨叉的主要工作面为拨叉脚两端面 、叉轴孔 25 和操纵槽内表面，在设计工艺规程时应重点予以保证。 查拨叉的工艺性 该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。 25的孔的粗糙度值要求 要精加工。因是大批量生产，所以需用钻削。保证其加工精度。下面的叉口有 粗糙度的要求，所以采用 先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证 25 的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工 40 16 的槽，其粗糙度值为 以一次铣销即可。但同时要满足该槽与 25 的孔的垂直度。 以 2 5 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 2 5 的孔，以及其 右 端面， 槽 端面与孔有位置要求，孔壁上有一个 一定角度的斜加工面 ， 操纵槽的三个表面，其中侧面与 25 孔的中心线有垂直度要求为 以 55 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 55 的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置 度要求 ,即 55 的孔上下两个端面与 2 5 的孔有垂直度要求 为 0.1 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 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。 确定拨叉的生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000 件 /年， 拨叉属于轻型零件，查机械制造工艺及设备设计指导手册，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶 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。 二、确定毛坯 根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滨工业大学李益民主编） 零件材料为 用铸造。根据机械加工工艺师手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。 三 、工艺规程设计 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得 以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。 因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择 40一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度，达到完全定位。 基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算 ，这在以后还要专门计算。 制定工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,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 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并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。 工艺路线方案一 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 式钻床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选 用 式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 式铣床和专用夹具。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 工序：粗铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：切断 55 的叉口，用宽 为 4 的切断刀，选用 式铣床加专用夹具。 工序 检验。 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面 为基准，选用 式钻床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 式铣床和专用夹具。 工序：切断 55 叉口，用宽为 4 的切断 刀，选用 式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序 检验。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺卡片”。 以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在25的 孔及其 16的槽和 55的端面加工要求上 ,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻 25 孔。由此可以看出：先钻 25 的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 孔，再由它定位加工 55 的内圆面及端面，保证 25 的孔与 55 的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻 25 的孔为准。为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。 具体方案如下： 工序： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 式钻 床加专用夹具。 工序：铣 55 的叉口及上、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 式铣床和专用夹具。 工序：粗、精铣 的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 式铣床和专用夹具。 工序：粗铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：精铣 35 3 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：粗铣 40 16 的槽，以 25 的孔定位，选用 式铣床加专用夹具。 工序：切断 55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 式铣床加专用夹具。 工序 检验。 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 零件材料为 度 170220坯重量约 据机械加工工艺师手册（以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。 根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： 毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。根据机械加工工艺师手册（以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编），买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。 粗铣 55 的叉口的上、下端面的加工余量及公差。 该端面的表面粗糙度为 以先粗铣再精铣。查机械加工余量手册（以下简称余量手册机械工业出版社、孙本序主 编）中的表 4批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级为 79 级，选用 8 级。 F。再查表 4得加工余量为 2.0 工艺手册表 表 机械制造工艺与机床夹具（机械工业出版出版社、刘守勇主编）中表 1工厂实际可得：Z=差值为 T= 加工 35 3 的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=差值为 1.3 铣 40 16 的槽的上表面的加工余量及公差。 同上方法得： 2Z=差值为 1.6 各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定 25的孔加工 余量及公差 毛坯为实心，不冲出孔。该孔的精度要求在 间，参照工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 为 79 级，选用 8 级。 F。公差值 T= 钻孔 23孔 24.8 2Z=1.8 孔 25 2Z=0.2 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。 25 孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图 1。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由图可知： 由图可知： 毛坯名义尺寸： 42（ 铸件毛坯 钻孔 扩孔 粗铰 精铰 加工前尺寸 最大 23 小 工后尺寸 最大 23 25 最小 工余 量 23 5 工 序 加 工 尺 寸 及 公 差 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 钻孔时的最大尺寸： 23（ 钻孔时的最小尺寸： 扩孔时的最大尺寸： 23 + 扩孔时的最小尺寸： 粗铰孔时的最大尺寸： 粗铰孔时的最小尺寸： 精铰孔时的最大尺寸： 5（ 精铰孔时的最小尺寸： 55的叉口及上、下端面 因为叉口的粗糙度为 以粗铣再精铣。参照工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 为 79 级，选用 8 级。 F。公差值 T=1.4 粗铣 55 的叉口及上、下端面余量 1.0 2Z=铣 55 的叉口及上、下端面。 2Z= 粗铣 35 3的上端面 因为该面的粗 糙度为 以粗铣一次即可。参照工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 9 级，选用 8 级。 。公差值 T=铣 35 3 的上端面 2z= 铣 40 16的上表面 此面的粗糙度要求为 以分粗精加工即可。参照工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺 寸公等级 为 79 级，选用 8 级。 F。公差值T=偏差 铣 40 16 的上表面 2Z= 铣 40 16的槽 此面的粗糙度要求为 以粗铣再精铣。参照工艺手册买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 定工序尺寸及余量为： 查工艺手册表 批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 为 79 级，选用 8 级。 F。公差值 T= 粗铣 40 16 的槽 2Z=铣 40 16 的槽 2Z= 切断 55 叉口 确立切削用量及基本工时 序： 钻、扩、粗铰、精铰 25孔 1） 加工条件 工件材料：灰铸铁 工要求：钻 25 的孔，其表面粗糙度值为 m；先钻23 的孔在扩 孔，再粗铰 ，再精铰 25 孔。 机床： 式钻床。 刀具： 23 麻花钻， 扩刀，铰刀。 2） 计算切削用量 钻 23 的孔。 进给量 查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导 2孔进给量 f 为 mm/r，由于零件在加工 23时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 则 f=(r，查表得出，现取 f=r。此工序采用 23的麻花钻。 所以进给量 f= z 钻削速度 切削速度：根据手册表 表 得切削速度 V=18m/ m (810001000 根据手册 00r/切削速度为 m (00231000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切削工时 l=23查工艺手册 削工时计算公式： )s( n w f 扩孔的进给量 查切削用量手册表 定 ,查得扩孔钻扩 孔时的进给量 ,并根据机床规格选取 F=0.3 mm/z 切削速度 扩孔钻扩孔的切削速度 ,根据工艺手册表 28定为 V= 其中 V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度 V=m ( 按机床选取 95r/切削工时 切削工时时切入 出 s(80211 n w 粗铰孔时的进给量 根据有关资料介绍 ,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故 F=1/3f 钻 =1/3 r V=1/3V 钻 =1/3 m ( 切削速度 按机床选取 95r/以实际切削速度 m i n )/(md w n 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切削工时 切削工时 ,切入 出 )s(80211 n w f 精铰孔时的进给量 根据有关资料介绍 ,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故 F=1/3f 钻 =1/3 r V=1/3V 钻 =1/3 m ( 切削速度 按机床选取 95r/以实际切削速度 m (95251000 md w n 切削工时 切削工时 ,切入 出 )s( n w f 铣 55 的叉口的上、下端面 进给量 采用端 面 铣刀，齿数 4，每齿进给量z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。 故进给 量 f=铣削速度： vv v v y u f a a a z（ m/ （表 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5切削速度为918m/据实际情况查表得 V=15 m/切削工时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 引入 l=2出 5 查工艺手册 削工时计算公式： )s(522311 1 nw 55 的叉口 进给量 由工艺手册表 得采用硬质合金 立铣刀 ,齿数为 5 个，由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5硬质合金立铣刀每齿进给量 f 为 手册得 f 取 z 故进给量 f=mm/z. 铣削速度： 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5硬质合金立铣刀切削速度为 4590mm/由手册得 V 取 70mm/切削工时 引入 l=2出 5 查工艺手册 削工时计算公式： )s(522311 n w 铣 35 3的上端面 进给量 采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导，吴拓、方琼珊主编）。 故进给量 f=铣削速度： vv v v y u f a a a z（ m/ （表 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5切削速度为918m/据实际情况查表得 V=15 m/切削工时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 切入 l=3程 5。 查工艺手册 削工时计算公式： )s(5311 n w 序：铣 40 16槽的表面 进给量 该槽面可用变速钢三面刃铣刀加工，由前定余量为 2可一次铣出，铣刀规格为 32，齿数为 8。由工艺手册表 每齿进给量为 z,总的进给量为 f=8=1.2 mm/z。 切削速度 由工艺手册表 主轴转速为 190r/相应的切削速度为： m (90321000 m 切削工时 切入 l=2出 程量 0 查工艺手册 削工时计算公式： )s(022321 nw 40 16 的槽 进给量 的槽可用高速钢三面刃铣刀加工，铣刀规格为 16，齿数为10。由机械加工工艺师手册表 21z,总的进给量为 f=10=1.5 mm/z。 切削速度 由工艺手册表 主轴转速为 190r/相应的切削速度为： m ( 00 190161 0 00 m 切削工时 切入 l=2出 程量 0 查工艺手册 削工时计算公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )s(022211 n w ftm 序：切断 55叉口 进给量 采用切断刀，齿数 4，每齿进给量z（ 机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（吴拓、方琼珊主编）。 故进给量 f=铣削速度： vv v v y u f a a a z（ m/ （表 由数控加工工艺（田春霞主编）中第五章表 5切削速度为918m/据实际情况查表得 V=15 m/切削工时 切出 l=2出 程量 =75 查工艺手册 削工时计算公式： )s(522211 n w 检验 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四 、 夹具设计 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 （ 1）怎样限制零件的自由度； V 形块限制 4 个自由度，定位块限制 1个自由度，限位销限制 1 个自由度。 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合 V 形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。 （ 3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和扩刀、铰刀，排削买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 通过钻模板与工件之间的间隙排削。 （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来对 25进行加工，这个孔尺寸精度要求为面粗糙度 、扩、粗铰、精铰以可满足其精度。所以设计时要在满足精 度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。 夹具设计 位分析 （ 1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工 25时，采用 40 的外圆面和其的下端面作为定位基准。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为 V 形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合 B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 Y=d=、切削力及夹紧力的计算 刀具： 23 的麻花钻， 扩孔钻，铰刀。 钻孔切削力：查机床夹具设计手册 3钻削力计算公式： P 式中 P钻削力 t钻削深度 , 80每转进给量 , 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 D麻花钻直径 , 23B布氏硬度， 140所以 =800（ N） 钻孔的扭矩： 20 1 式中 S每转进给量 , 麻花钻直径 , 23B布氏硬度， 14020 1 =232 140 =1580(N M) 扩 孔时的切削力：查机床夹具设计手册 3钻削力计算公式： 式中 P切削力 t钻削深度 , 80每转进给量 , 扩孔钻直径 , B布氏硬度， 140 所以 = 873（ N） 扩孔的扭矩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中 t钻削深度 , 80每转进给量 , 麻花钻直径 , B布氏硬度， 140 =1263（ N M） 钻孔夹紧力：查机床夹具设计手册 3得工件以 32)(2 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元件之间的摩擦系数 ,螺杆直径 螺纹升角 Q 手柄作用力 L 手柄长度 则所需夹紧力 32)(2 =399（ N） 根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。 具操作说明 此次设计的夹具夹紧原理为：