机械制造技术课程设计-CA6140拨叉加工工艺及Φ22孔加工夹具设计.doc

辽宁工程技术大学课程设计9辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：CA6140拨叉加工工艺及22孔加工夹具设计班级： 机SX05-1班 姓名： 王智 指导教师： 张兴元 完成日期： 2008-7-1 课程设计任务书一、设计题目 设计“拨叉”零件加工工艺规程及钻削22毛坯孔工序专用夹具 二、原始资料(1) 被加工零件的零件草图 1张(2) 生产类型: 5000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 工件的毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录 摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论体会与展望参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上)课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印.四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘要这次设计的是CA6140车床（831009）拨叉，包括零件图、毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。就我个人而言，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，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。AbstractThis time I design the lathes of the shift forks CA6140(831009), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture.As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying .目 录1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定-11.1拨叉的用途-11.2拨叉的技术要求-11.3审核拨叉的工艺性-31.4.确定拨叉的生产类型-32确定毛坯、绘制毛坯简图-32.1选择毛坯-32.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量-43拟定拔叉工艺路线-43.1定位基准的选择-43.2表面加工方法的确定-53.3加工阶段的划分-53.4工序的集中与分散-63.5，工序顺序的安排-63.6：确定工艺路线-64、夹具设计-74.1问题的提出-74.2夹具设计-8参考文献-101. 拨叉的工艺分析及生产类型的确定1.1拨叉的用途：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，下方的55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。该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、钢度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔N=4000件/年，拨叉重量为1.0kg，拨叉属轻型零件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔22+0.021和螺纹孔8mm，在设计工艺规程时应重点予以保证1.2 拨叉的技术要求按表形式将该拨叉的全部技术要求列表中拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ram形位公差/mm拨叉头上端面50IT83.20.05A拨叉头下端面50IT8拨叉脚内表面 55+00.5IT133.2拨叉脚两端面20-0.07-0.21IT113.20.07A22+00.021的孔22+00.021IT71.6M8mm孔M8螺纹孔IT11拨叉脚内表面73+00.5IT136.3该拨叉形状的特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件，为实现换档、变速的功能。其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉轴两端面在工作中需承受冲击负荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频率淬火处理，硬度为4858 HRC；为保证拨叉在叉轴上有准备的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为8mm。综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定的较合理，符合带零件在变速箱中的作用。1.3 审核拨叉的工艺性分析零件图可知，拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样即减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；另外，该零件除主要工作表面加工精度均较低，不需要高竣工度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的刚法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.4 确定拨叉的生产类型 依设计题目知：N=4000件/年，拨叉重量为1.0kg，拨叉属轻型零件。该拨叉的生产类型为中批生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属中批生产，为提高生产率和铸件精度，以采用机器造型方法只草毛坯。毛坯的拨模斜度为5。2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.2.1公差等级由于拨差的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级二 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表2-12-5可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各因素：1.公差等级：由拨叉零件的毛坯制造方法和材料的选择，确定该零件的公差等级为CT9。2.公差带的位置：公差带应相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下。3.机械加工余量等级：由零件毛坯制造方法和铸件选用的材料可以确定加工余量等级为E。4已知机械加工后拨叉件的重量为1kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1.5kg。2.2.2 已知机械加工后拨叉件的重量为1kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1.5kg。 2.2.3 铸件的材质系数由于该拨叉材料为HT200，是碳的质量分数大于0.65%的碳素钢，该铸件的采制系数属M2级。拨叉铸造毛坯尺寸公差及加工余量铸件的质量/kg 包容体质量/kg形状复杂系数材质系数公差等级1.53S2M2普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/ mm 备注宽D5512.4-厚度5012.6-厚度2012.2-孔径2212.4-中心距6013.2-3拟定拔叉工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。3.1.1 粗基准的选择以拨叉头上端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。 3.1.2 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，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。3.2 表面加工方法的确定 根据拔叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法如表加工表面尺寸精度表面粗糙度加工方案拨叉头上端面IT83.2粗铣半精铣拨叉头下端面IT8粗铣半精铣拨叉脚内表面IT113.2粗铣半精铣拨叉脚端面IT93.2粗铣半精铣22mm孔IT71.6钻粗铰精铰8mm孔IT11钻8mm孔IT11钻3.3加工阶段的划分该拔叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段。首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拔叉头又端面，拔叉脚内表面，拔叉脚两端面的粗铣。在半加工阶段，完成拔叉脚两端面的精铣加工两个销轴孔的钻加工；在精加工阶段，进行拔叉脚两端面的半精铣加工。3.4工序的集中与分散选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、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少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.5 工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉头上端面和叉轴孔。（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，先加工主要表面拔叉头上端面和叉轴孔和拨叉脚两端面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔。3.6 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了拨叉的工艺路线。 工 序 号 工 序 内 容设 备工 艺 装 备1粗铣拨叉头两端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具2半精铣拨叉头上端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具3钻、粗铰、精铰20mm孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、卡尺、塞规4校正拨叉角钳工台手锤5粗铣拨叉角两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具6粗铣叉爪口内侧面立式铣床X51铣刀、游标卡尺、专用夹具7半精铣叉爪口内侧面立式铣床X51铣刀、游标卡尺、专用夹具8半精铣拨叉角两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具9钻8孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺10钻6孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺11去毛刺钳工台平锉12中检塞规、百分表、卡尺等13热处理淬火机等4夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序7钻22mm孔的夹具。本夹具将用于Z515立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。4.1问题的提出本夹具主要用来钻22mm孔，在本工序加工时应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。4.2夹具设计4.2.1 定位基准选择 由零件图可知，22mm孔在零件的旁边，应该用外表面定位，然后用两个V形块夹紧，一个固定V形块，一个活动V形块。还要以底面为基准来加工。为了提高加工效率，现决定采用单螺旋夹紧机构来夹紧工件。4.2.2 定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个V形块，这两个V形块的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与