“CA6140车床拨叉”零件机械加工工艺及2套夹具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 197216396 或 11970985 I 南通职业大学 毕 业 设 计 题 目 床拨叉 加工工艺及 2 套 夹具设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 机制 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 本设计是基于拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。拨叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以拨叉的输 入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。 关键词： 拨叉类零件；工艺；夹具； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is of of a of In of to of of to of of of by a as a as a is to of In to in of of of is 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 1 章 绪论 . 1 械加工工艺概述 . 1 械加工工艺流程 . 1 具概述 . 2 床夹具的功能 . 3 床夹具的发展趋势 . 3 床夹具的现状 . 3 代机床夹具的发展方向 . 4 第 2 章 零件的工艺 性分析 . 5 件的作用 . 5 件的工艺分析 . 6 第 3 章 工艺规程设计 . 7 定毛坯的制造形成 . 7 准的选择 . 8 定工艺路线 . 8 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 10 定切削用量及基本工时 . 11 第 4 章 铣槽夹具专用夹具设计 . 22 题的提出 . 22 具设计 . 22 位基准的选定 . 22 紧力分析 . 22 位误差的分析 . 23 具设计及操作 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 V 第 5 章 设计铣 顶 面的夹具设计 . 25 出问题 . 25 具设计 . 26 位基准的选择 . 26 位误差的分析 . 26 削力及夹紧力计算 . 26 具设计说明 . 27 结 论 . 28 参 考 文 献 . 29 致 谢 . 30 全套图纸加 Q 401339828买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 第 1 章 绪论 械加工工艺概述 机械加工工艺 是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺 是工人进行加工的一个依据。 机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 装配 包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了 ，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称 工艺规程 。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 械加工工艺流程 机械加工工艺规程 是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写 成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及 检验方法、切削用量、时间定额等。 制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 2 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 选择毛坯。 4) 拟订工艺路线。 5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸 及公差。 6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和 辅助工具 。 7) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9) 填写工艺文件。 在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及 时对工艺规程进行修订和完善。 具概述 夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，帮机床夹具设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工作。 “工欲善其事，必先利其器。” 工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 床夹具的功能 在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能 机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。 （ 1）定位 确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件 加工的尺寸和位置精度要求。 （ 2）夹紧 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能 机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。 （ 1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。 （ 2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床 夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 床夹具的发展趋势 随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 床夹具的现状 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工作品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。然而，一般企业仍习惯于大量采用传统的专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约 4 年就要更新 80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 15%左右。特别是近 年来，数控机床（ 加工中心（ 成组技术（ 柔性制造系统（ 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 4 等新技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）适用于精密加工的高精度机床夹具。 4）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 5）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 6）提高机床夹具的标准化程度。 代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标 准化四个方面。 精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 m。 高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电 动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用的高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在（试验）转速为 2600r/条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。 柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 标准化 机床夹具的标准化与通用 化是相互联系的两个方面。在制订典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： 214891 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成 本。 第 2 章 零件的工艺性分析 件的作用 题目给定的零件是 叉（见附图 1）它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进行工作。获得所需要的速度和扭矩宽度为 30面寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时，滑移齿轮得不到高的位置精度，所以宽度为 30面槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 6 件的工艺分析 分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可得到基本形状，减少了工序加工，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度机床加工，可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求；而主要工作表面 也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出 来。由此可见，该零件工艺性较好。 （ 1） 零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再以前端面为精基准加工左端面； 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 (2） 以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括 2522端的 22 （ 3) 以工件右端面为基准的 18顶面的 25锥孔。 经上述分析可知， 对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。 第 3 章 工艺规程设计 定毛坯的制造形成 （ 1）选择毛坯 零件材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，考虑到零件加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既没有变载荷，又属间歇性工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。 零件的形状简单，因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。 （ 2)确定毛坯尺寸公差和机械加工余量 由拨叉的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为 面粗糙度 由零件图可知，该拨叉各加工表面粗糙度 由铸件铸造类型为金属铸造，因此加工余量等级选用 F 机械加工余量为 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 8 准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，加工工艺过程中将会出现很多问题，使生产无法进行。 （ 1）粗基准的选择 因为要保证花间道中心线垂直于右端面，所以 40 的外圆表面为粗基准。 （ 2）精基准的选择 为保证定位基准和工序基准重合，加工 2 5锥孔、 18上顶面以花键中心线为精基准。 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中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外好应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 1、 工艺路线方案一 工序 10：粗、精铣后端面； 工序 20：钻、扩花键底孔 22 工序 30：倒角 15； 工序 40：粗、精铣上顶面； 工序 50：粗、精铣 18 工序 60：钻 2 孔并攻丝，钻 5锥孔； 工序 70：拉内花键 25 工序 80：挫圆角； 工序 90：去毛刺，清洗； 工序 100：终检。 2、 工艺路线方案二 工序 10：粗、精铣后端面； 工序 20：钻、扩花键底孔 22 工序 30：倒角 15； 工序 40：拉内花键 25 工序 50：粗、精铣 18 工序 60：粗、精铣上顶面； 工序 70：钻 2 孔并攻丝，钻 5锥孔； 工序 80：挫圆角； 工序 90：去毛刺，清洗； 工序 100：终检。 3、 两套工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一把拉内花键 25铣 18样后面的工序 50、工序 60、工序 70 很难对工件进行定位和夹紧。造成生产率的下降。而工艺路线二把花键底孔 22削出来并倒角后紧接着就拉内花键 25样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 10 夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。 通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线二为该零件的加工路线，工艺过程详见加工工序卡片。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 号 831003）”零件材料为 坯重量约为 产类型为中批量生产。采用铸 造毛坯。 根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下： 1、后端面加工余量 后端面有 3 加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。后端面粗铣一次、精铣一次。粗铣加工余量 序经济精度等级 差值 铣加工余量 序经济精度等级 差值 面粗糙度 序基本尺寸 80 2、矩形花键底孔 要求以花键外径定心，故先钻中心孔。再扩最后拉削内孔尺寸为 22零件图）。参照金属机械 加工工艺人员手册表 3 59 确定孔加工余量的分配： 钻孔 20序经济加工精度等级 差值 扩孔 22序经济加工精度等级 差值 糙度 拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2Z=1 3、 18槽底面粗铣余量为 35侧面的铣削余量为 序经济精度等级为 差值 底面表面粗糙度 铣的加工余量为侧面余量 序经济精度等级为 差值为 面粗糙度为 4、上顶面的加工余量 此工序为两个工步：、粗铣上顶面 、精铣上顶面 粗铣加工余量为 序经济加工精度等级为 差值 精铣加工余量为 序经济加工精度等级为 差值 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 定切削用量及基本工时 工序 10:以 40外圆为基准，粗、精铣后端面。 1、 加工条件： 工件材料： 41190 ,铸造。 加工要求：粗、精铣后端面，尺寸保证 80 机床 : 型立式铣床51X 刀具材料：镶齿铣刀 2. 计算切削用量： 工步 1：粗铣 背吃刀量为 p 进给量的确定：机床的功率 5 10件夹具系统的刚度为中等条件，按切削用量简明手册中表 取该工序的每齿进给量为 z /。 铣削速度：参考机械制造技术基础毕业设计指导教程得，选 用镶齿铣刀，其中在10/80/ 条件下选取。铣削速度为 0 。有公式 000可以得到： m 。 由于手册中的 立式铣床的主轴转速为 60 ，所以，实际铣削速度为： m i n/ 0 0 0 0 。 基本时间 t：根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角 90的基本时间计算公式：1 。其中， 5 ， 12 ，取 2 ， 0 。则有： e 08080(1()(2221 。 m i n/3 2 01 6 0102.0 i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 12 工步 2：精铣 背吃刀量的确定 p 。 进给量的确定：由切削用量简明手册中表 表面粗糙度为 的条件选取，该工序的每转进给量为 。 铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀， 10/80 条件选取，铣削速度 v 为 。由公式 000可以求得铣刀转速 。参照机械制造技术基础毕业设计指导教程中 451立式铣床的主轴转速，选取转速为 10 。再将此转速代入上面公式。可以求得： m 。 基本时间的确定：根据机械制造技术基础毕业设计指导教程中表 5面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角 90的基本时间公式 1t ，可以求得该工序的基本时间，其中 5 ， 12 ，取 2 ， 0 ， ，得： m i n/1 6 8m i n/2 1 0/8.0 i 8 。 工序 20：以 40圆为基准钻、扩花键底孔 22、加工条件： 工件材料： 41190 ,铸造。 加工要求：钻花键底孔，尺寸保证 20 机床： 型立式钻床525Z 刀具材料：高速钢直柄麻花钻 20孔钻 22算切削用量： 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 工步 1：钻 20键底孔 背吃刀量： p 20 进给量的确定：选取该工步的每齿进给量 。 切削用量的计算：因为该工件的材料为 以选取切削速度为 2 。由式 000可以求得： m 参照机械制造技术基础毕业设计指导教程中表 4列的 型立式钻床525Z 的主轴转速。先取 92 ，再将 000中，得到： m 0 0 203 9 2 基本时间 t： 其中 0 ， r c o ， 12 ，取2 。所以基本时间 i 工步 2：扩 20键底孔至 22吃刀量确定 。 进给量的确定：由切削用量简明手册中表 资料，选取该工件的没转进给量 。 切削速度的确定：根据相关资料，确定： m / m 钻由公式 000。可 以得到： m 1000 按机床选取 40 ，得到切削速度 m 基本时间 t： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 14 其中 0 ， m i n/c o r ， 12 取 2 。所以基本时间 i 工序 30：以 40圆为基准，倒角 15 加工条件 工件材料： 41190 ,铸造。 加工要求：倒角 15 机床： 车床13163 C 刀具材料：专用刀具。 此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 以查出 当 160 241艺过程详见加工工序卡片 p 1 mv c 按 13163 C 车床说明书 主电机功率 1 可见 钻削功率检验按切削用量简明手册表 1 查得转矩 切削用量简明手册表由表 功率公式 按 13163 C 车床说明书 主电机功率 1 可见 P 小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要求。 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 工序 40：拉内花键 25、加工条件： 工件材料： 件； 加工 要求：花键底孔粗糙度 m，键槽侧面粗糙度 m，m，键槽尺寸 6差代号 刀具：高速钢拉刀；切削液：乳化液； 机床：拉床。 确定齿升量：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为 切削速度：查有切削简明手册有切削速度为 s（ 切削工时： t=k/1000中： 单面余量 22到 25 l 拉削表面长度， 80 考虑校准部分的长度系数，取 k 考虑机床返回行程系数，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀单面齿升 ； Z 拉刀同时工作齿数， Z=l/p； P 拉刀齿距。 所以 280) 因为拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7 所以其本工时 80 000 7=。 工序 50：粗、精铣 18加工条件 工件材料 ： 41190 ,铸造。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 16 加工要求：以花键中心线为基准粗、精铣 18面表面粗糙度 、侧面表面粗糙度 。 机床：立式升降台铣床（ 52 刀具材料：根据实用机械加工工艺师手册表 21用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径 160径 40宽粗铣 16铣 18齿数为 24齿。 工步 1、粗铣 16槽 铣削深度 33pa 每齿进给量 查机械加工工艺手册表 0 . 2 0 . 3 /fa m m z ，取0 fa m m z 。 铣削速度 V ：查机械加工工艺师手册表 30 14 m 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 2 7 . 9 / m i 1 4 1 6 0 查机械加工工艺手册表 0 / 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 0 0 . 2 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 2 2 4 3 0 / 6 0 2 . 4 /a Z n m m s 工作台每分进给量 2 . 4 / 1 4 4 / m i m m s m m 被 切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l 刀具切入长度 1l ： 1 0 1 2 ) =81具切出长度 2l ：取 2 走刀次数 1次 机动时间 1 1214 0 8 1 2 0 . 8 5 m i ml l lt f 买文档就 送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 工步 2、精铣 18槽 切削深度 35pa 根据机械加工工艺手册表 6 查得：进给量 0 /fa m m z ,查机械加工工艺手册表 切削速度 23 / m ， 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i 1 4 1 6 0 ， 查机械加工工艺手册表 7 m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 0 5 2 4 4 7 . 5 / 6 0 0 . 9 5 /a Z n m m s 工作台每分进给量 0 . 1 8 / 5 7