CA6140车床拨叉[831003] 加工工艺及钻2-M8底孔夹具设计[版本3]【全套CAD图纸说明书】

下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 一、设计题目 设计拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺设备 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :大批大量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 (参附表 1) 1 张 (4) 与所设计夹具对 应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体图 1 张 (6) 课程设计说明书 (5000 8000 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 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 五、指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 需要 CAD 图 纸 ， 扣 扣 414951605 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 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、内容下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 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 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基 础课、专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 我这次设计的是拨叉 831003，有零件图、毛坯图、夹具装配图、夹具零件图各一张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是拨叉 831003。了解了拨叉的作用，接下来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机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗 基准，最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 Abstract Machinofacture technology curriculum design is that we mimic all basic courses , technology basic course and major part having completed university being in progress after the specialized course. This is that we always review before the graduation practice being in progress to what be learned every thorough comprehensiveness of course,be also that a theory contacts actual training , it occupies important position therefore, in our university for four years life. My design is Bocha 831,003, part map, rough map, fixture assembly, a fixture parts of the map. Machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, subject to the parts is Bocha 831,003. Bocha understanding of the role, followed in accordance with 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, Bocha finalizing the road map process, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly. For me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be further engaged in the work of adaptive training, in the hope that their design can exercise their own analysis, problem solving, the ability to search information, the work laid for the future A good foundation. Because of limited capacity, there are a lot of design deficiencies, I hope that teachers give guidance. 目 录 1. 零件的工艺性分析 . 1 1.1 拨叉的用途 . 7 1.2 拨叉的技术要求 . 8 1.3 审查拨叉的工艺性 . 8 2确定毛坯、绘制毛坯简图 . 9 2.1 选择毛坯 . 9 2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量 . 9 2.1.1 公差等级 . 9 2.2.2 铸件重量 . 10 2.2.3 零件表面粗糙度 . 10 2.2.4 机械加工余量 . 10 2.3 绘制铸件毛坯简图 . 10 3 拟定拨叉工艺路线 . 10 3.1 定位基准的选择 . 10 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 3.1.1 粗基准的选择 . 10 3.1.2 精基准的选择 . 11 3.2 表面加工方法的选择 . 11 3.3 工序集中与分散 . 11 3.4 工序顺序的安排 . 12 3.5 确定工艺路线 . 12 4. 切削用量、时间定额的计算 . 13 4.1 切削用量的计算 . 13 4.2 时间定额的确定 . 14 4.2.1 基本时间的计算 . 14 4.2.2 辅助时间的确定 . 14 5.夹具的设计 . 14 5.1 夹具的选择 . 15 5.2 定位方案的设计 . 15 5.2.1 夹具的设计思想 . 15 5.2.2 工件在夹具中的定位与夹紧 . 16 5.3 夹具体的设计 . 16 5.3.1 定位基准的选择 . 16 5.3.2 定位误差的分析 . 16 5.4 导向元件的设计 . 16 5.5 夹紧元件的设计 . 17 5.6 夹具操作的简要说明 . 17 6.设计的感想与体会 . 17 7. 参考文献 . 18 1. 零件的工艺性分析 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 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 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。 宽度 为 30mm 的面寸精度要求很高，因 为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽 的尺寸 精度不高或间隙很大时，滑 移齿轮得不到很高的位置精度。 所以，宽度为 30mm 的面的槽和滑移 齿轮的配合精度要求很高。 1.2拨叉的技术要求 加工表面 尺寸及偏差 mm 公差及精度等 级 表面粗糙度 Ra m 形位公差 mm 拨叉左端面 80 3.2 拨叉上表面 30 3.2 0.10 A 花键小径 22+00.021 IT7 花键大径 25+00.021 IT7 1.6 通槽上底面 35 6.3 通槽内侧面 18+00.11 3.2 0.08 A 通槽下底面 35 2 M8通孔 8 5锥孔配件 5 1.3审查拨叉的工艺性 分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工序，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面 -拨叉上表面虽然加工精度较高，但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。由此可以见，该零件的工艺性较好。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 2确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良， 考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，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。 零件形状简单，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。 2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量 2.1.1 公差等级 由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为 IT10。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 2.2.2 铸件重量 已知机械加工后波插件的重量 为 0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为 1kg。 2.2.3 零件表面粗糙度 由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6 m 2.2.4 机械加工余量 由铸件铸造类型为金属型铸造，因此加工余量等级选为 F。 项目 机械加工余量 mm 尺寸公差 mm 公差等级 长度 80 3 3.2 IT10 通槽深 35 3 2.6 IT10 通槽宽 18 3 2 IT10 2.3 绘制铸件毛坯简图 3 拟定拨叉工艺路线 3.1 定位基准的选择 3.1.1 粗基准的选择 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。因此，选择零件的右表面作 为粗基准。 3.1.2 精基准的选择 应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。 该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。 3.2 表面加工方法的选择 本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下： （ 1）：花键 花键大径表面粗糙度为 Ra1.6 m，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。 （ 2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很 大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为 Ra3.2 m 及 Ra6.3 m，经粗铣和半精铣即可。 （ 4）： M8mm 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知 .配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 （ 5）：内倒角 加工角度为 15 度的内倒角，采用铣床加工即可。 3.3 工序集中与分散 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。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 3.4 工序顺序的安排 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准 拨叉左端面 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。 3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面 拨叉上端面和通槽底面及内 侧面。 4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；先拨叉上端面，再钻 M8 孔 3.5 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，如下： 工序名称 设备 工艺装备 粗铣左端面 立式铣床 X51 端面铣刀、游标卡尺 钻孔 20mm 、扩孔至 22+00.021mm Ra=3.2 m 立式钻床 Z535 麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规 拉花键 卧式拉床 L6110A 拉刀、卡规 精铣左端面至 80mm Ra=3.2 m 立式铣床 X51 端面铣刀、游标卡尺 粗铣沟槽 、精铣沟槽 18+00.11 35 槽底 Ra=6.3 m 槽内侧 Ra=3.2 m 立式铣床 X51 三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺 粗铣上平面 、精铣上平面 Ra=3.2 m 立式铣床 X51 端面铣刀、游标卡尺 钻孔 2 7 立式钻床 Z525 麻花钻、内径千分尺 攻螺纹 2 M8mm 立式钻床 Z525 丝锥 钻、铰 5锥销孔 立式钻床 Z525 麻花钻、锥度铰刀、塞规、卡尺 去毛刺 钳工台 平锉 清洗 清洗机 清洗机 终检 塞规、百分表、卡尺等 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 4. 切削用量、时间定额的计算 4.1 切削用量的计算 工序 6-钻孔 2 7 钻床：选用 Z525 立式钻床。 钻头：选用直柄麻花钻 ,钻头直 d =7.0mm, l =74mm, l 1=34mm, 1d 14.3mm 1） 背吃刀量的确定 查机械制造技术基础课程设计指南由表 5-52 取螺距为 1.0mm 的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为 7.0mm 所以背吃刀量取pa=7.0mm 2） 进给量的确定 查机械制造技术基础课程设计指南由表5-133，选取该工步的每转进给量 f =0.16mm/r 3） 切 削速度的计算 查机械制造技术基础课程设计指南由表 5-133，按工件材料为铸铁的条件选取，切削速度可取20m/min。由公式 1000 /n v d 可 求 的 该 工 序 的 钻 头 转 速 为n =909.9r/min，参照机械制造技术基础课程设计指南由表5-65 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n =960r/min。再将此转速带入公式 1000 /n v d ，可求出该工序的实际钻削速度 / 1000v n d =960r/min 7mm=21.1m/min 工序 7-攻螺纹 2 M8mm 1） 背吃刀量的确定 查机械制造技术基础课程设计指南由表5-52 取螺距为 1.0mm 的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为 7.0mm，因此攻螺纹的背吃刀量pa=8mm-7mm=1mm 2） 进给量的确定 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的 螺距，因此f =1mm/r 3） 切削速度的选择 查机械制造技术基础课程设计指南由表 5-141 差 的 攻螺 纹 的 切 削速 度 v =510m/min ， 所 以 暂 取v =5m/min。由公式求得该工序的主轴转速 1000 /n v d =10005m/min/ 8mm 199.0r/min， 参 照机械制造技术基础课程设计指南由表 5-65 所列 Z525 型立式钻床的主轴转速，取转速 n =272r/min。再将此转速带入公式 1000 /n v d ，可求出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 / 1000v n d =272r/min 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 8mm/1000=6.83m/min 4.2 时间定额的确定 4.2.1 基本时间的计算 1）钻孔工步 根据 机械制造技术 基础课程设计指南由表 2-26，钻孔的基本时间可由公式12j l l lLT fn fn求得。式中 l =9.5mm，2l=14，取2l=2mm， 1 c o t (1 2 )2 rDlk= 7 c o t 5 4 12 omm mm 5.20； n =960r/min ； f =0.16mm/r 。将上述结果带入公式，则该工序的基本时间 9 . 5 5 . 2 20 . 1 6 / 9 6 0 / m i nj L m m m m m mT f n m m r r 0.11min=6.6s 2）攻螺纹工步根据 机械制造技术基础课程设计指南由表 5-97，选用细柄机用丝锥，螺纹加工机动时间的计算由公式1 2 1 20()j l l l l l lT f n f n 求得。式中 l =9.5mm ，1l=（ 13） P， 2l=（ 23） P ， P=1mm ，所以取1l=2mm ，2l=2mm， f =1mm/r； n =272r/min； i 为丝锥数量 1； 0n =272r/min， 将上述结果带入公式，求得 9 . 5 2 2 9 . 5 2 2( ) 11 / 2 7 2 / m i n 1 / 2 7 2 / m i nj m m m m m m m m m m m mT m m r r m m r r 5.96s 6.0s 4.2.2 辅助时间的确定 辅助时间ft与基本时间jt之间的关系为ft=（ 0.150.2）jt，取ft=0.2jt，则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间ft=0.2 6.6s=1.3s 攻螺纹工步的辅助时间ft=0.2 6.0=1.2s 5.夹具的设计 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。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 5.1 夹具的选择 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。设计工序为钻 7mm 孔、攻螺纹 M8mm 的专用机床夹具。这类夹具定位准确、装卸工件迅速，但设计与制造的周期较长、费用较高。因此，主要适用于产品相对稳定而产量较大的成批或大量生产。 5.2 定位方案的设计 5.2.1 夹具的设计思想 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 2 M8mm 的通孔进行加工，这个螺纹孔尺寸精度要求一般，需要先钻出 7mm 孔，之后用丝锥攻螺纹 M8mm。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。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 5.2.2 工件在夹具中的定位与夹紧 定位：一个带键的长心轴限制 4 个自由度，在工件左端面用两个支承钉限制一个自由度，在工件右端面用夹紧件限制一个自由度。这样就限制了工件在空间六个方向的活动性，使工件在空间占据了惟一确定的位置。 夹紧：在工件两端用垫片和螺母实现螺旋夹紧。 5.3 夹具体的设计 5.3.1 定位基准的选择 在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。 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。所以加工 2M8mm 的通孔时，选取工件左端面和花键心轴的中心线为主定位基准。 5.3.2 定位误差的分析 夹具的主要定位元件为一个面与两个孔的定位，因为该定位元件的定位基准和工序基准均为内花键的轴线，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度，所以不存在不重合误差和基准位移误差，基准重合 b=0， j=0。 5.4 导向元件的设计 加工 2 M8mm 的通孔选用立式钻床，钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏移。由于加工工序为先钻 7mm 孔，之后用丝锥攻螺纹 M8mm。所以选用快换钻套和钻套用衬套。相关计算如下： 1）钻套高度 H 钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度 H 越大，刀具的导向性越好，但 刀 具 与 钻 套 的 摩 擦 越 大 ， 一 般 取 H=(1 2.5)d， 所 以 H=1.58mm=12mm。 2）排屑间隙 h 钻套底部与工件间的距离 h 称为排屑间隙。 h 值太小，切屑难以自下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 由排出，使加工表面损坏； h 值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用。加工铸铁时， h=(0.3 0.7)d，所以 h=0.5 8mm=4mm。 5.5 夹紧元件的设计 在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件压紧夹牢在定位元件上。 该工件选用螺旋夹紧机构，查机械加工工艺 手册，夹紧力计算如下：332 2222t a n ( )3FLFDdd a fDd ， a -螺纹升角 -螺纹摩擦角 f -螺母端面与工件之间摩擦系数 2d-螺杆中径 则所需夹紧力 F =298N 5.6 夹具操作的简要说明 此次设计的夹具夹紧 原理为：通过花键孔轴线和拨叉左端面为定位基准，以钻模板上的快换钻套和钻套衬套引导刀具进行加工。夹紧时采用手动螺旋夹紧机构作为夹紧工件。同时为了保证定位基准的精度，采用十字垫圈。 如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了快换装置。攻螺纹时，取出快换钻套和钻套衬套，即可替换钻套，进行攻螺纹加工。 在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具操作简单，省时省力。 6.设计的感想与体会 为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过 程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造技术基础课程的重要