CA6140车床拨叉加工工艺及铣端面夹具设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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ca6140
车床
加工
工艺
端面
夹具
设计
全套
cad
- 资源描述：
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摘 要
拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高CA6140车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下：
1、分析零件；
2、选择毛坯；
3、设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等；
4、工序设计：包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等；
5、编制工艺文件。
此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，以满足加工过程的需要。
关键词：拨叉; 工艺规程; 夹具设计
- 内容简介：
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课 程 设 计 题 目： 课程设计 一、设计题目 (学生空出，由指导教师填写 ) 二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1 张 (2) 生产类型 :中批或 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 综合 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 零件 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 、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 课程设计 2 五、指导 教 师 评语 成 绩： 指导教师 日 期 课程设计 3 摘 要 拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高 床拨叉的 加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下： 1、分析零件； 2、选择毛坯； 3、设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等； 4、 工序设计：包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸 毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等； 5、编制工艺文件。 此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，以满足加工过程的需要。 关键 词：拨叉 ; 工艺规程 ; 夹具设计 课程设计 4 of to we of a a to to of In a of is as 1, of 2, of 3, of a of of as 4, of to of 5, of n in to to ey of 程设计 5 目 录 摘 要 . 3 . 6 件的作用 . 6 件的工艺分析 . 6 2. 工艺规程设计 . 6 坯的制造形式 . 6 基准面的选择 . 7 基准的选择 . 7 基准的选择 . 7 制定工艺路线 . 8 3. 绘制零件图和编制工艺文件 . 26 制零件图 . 26 制工艺文件 . 26 4. 夹具设计 . 28 位基准的选择 . 28 1夹具设计任务 . 28 结 论 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 课程设计 6 件的作用 本题所给的是 床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，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。零件上方的 20孔与操作机构相连，下方的 40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，两零件铸造为一体，加工时分开。 件的工艺分析 床 上 的 拨 叉 共 有 两 处 加 工 表 面 。 其 间 有 一 定 的 位 置要求，分述如下： 20中心的加工表面 这一组加工表面包括： 20孔，以及其上下表面 40中心的加工表面 这一组加工表面包括： 40孔，以及其上、下端面和 一个缺口。 这两组表面有一定的精度要求； （ 1） 4020孔的上、下表面以及 40孔的内表面的粗糙度误差为 （ 2） 20孔的内表面的粗糙度误差为 度为 扩孔 18。 断槽。 2. 工艺规程设计 坯的制造形式 零件材料为 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，故选择铸件毛坯。 课程设计 7 图一 毛坯图 基准面的选择 基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对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，根据这个基准原则，现取 20孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支承 20 40的外轮廓作主要定位面，以消除 3 个自由度，再用一个支承板支撑在的 20 的下表面，以消除 3 个自由度。 基准的选择 主要应考虑基 准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 课程设计 8 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中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1、工艺路线方案一： 工序一：退火 工序二：粗、半精铣 20 40 下表面，保证其 粗 糙度为 序三：以 20 下表面为精基准，粗、半精铣 20 的孔的上表面，保证其粗糙度为 6.3 上、下 表面尺寸为 35 工序四：以 20 的下表面为精基准，钻、扩、粗铰、 精铰 20 孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 工序五：以 20 下表面为精基准，粗、精镗 40 孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 序六；以 20 下表面为精基准，粗、半精铣 40 上表面，其上、下表面尺寸为 120序七：铣断，以 20 孔为精基准，铣缺口 工序八：去毛刺 工序九：清洗 工序十：检查 上面的工序可以是大批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。 2、工艺路线方案二： 工序一；退火 工序二：粗、半精铣 20 40 下表面，保证其 课程设计 9 粗糙度为 6.3 序三：以 20 下表面为精基准，粗铣、半精铣 20 40 孔的上表面，保证其粗糙度为 20 上、下表面尺寸为 35 40 上、下表面尺寸为 120 工序四：以 20 的下表面为精基准，钻、扩、粗铰、 精铰 2 0 孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 工序五：以 20 的下表面为精基准，粗、精镗 40 孔，保证其内表面 粗糙度为 孔中心距 为 180 工序六：扩钻孔 18 工序七：铣断，以 40 孔为精基准，铣缺口。 工序八：去毛刺 工序九：清洗 工序十：检查 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 床拨叉”零件的材料为 硬度为 190 210产类型为大批量，铸件毛坯。由机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册表 得毛坯的制造方法采用砂型铸造级，得加工余量等级为 G 级， 选取尺寸公差等级为 根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下： 1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（ 20 40 端面） 查工艺手册表 取 2040为双边加工 )。 铣削加工余量为： a)粗铣： b)精铣： 1、 内孔（ 40铸成孔）查工艺手册表 40已铸成孔 34 镗削加工余量为： a)粗镗： 2 b)精镗： 1程设计 10 3、 其他尺寸直接铸造得到。 定切削用量及基本工时 工序二：粗、半精铣孔 20 40下表面 （ 1）加工条件工件材料： b= 90210，铸件 机床： 式铣床 刀具； 质合金端铣刀 质合金端铣刀，牌号为 切削用量简明手册后称切削手册表 得铣削宽度 校验合格。 最终确定 75r/00mm/ z f)计算基本工时 公式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=12 所以 L=45 5/600=)粗铣 40下表面 a)铣削 40下表面 与铣削 20下表面的相关参数及 其用量等都相同。即 75r/00mm/s z b)计算基本工时 式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 可得 l+=0 所以 L=l+y+= 80 0/600=)半精铣孔 20下表 面 a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择 一次走 刀即可完成所需尺寸 课程设计 12 b)每齿进给量：由切削手册表 知机床的功为 查切削手册表 得 f=r，由于是对称铣， 选较小量 f=r c)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为 （ 切削手册表 寿命 T=180d)计算切削速度 按切削手册表 的公式： v o p rp v z v v ec d a x f y u a z也可以由表 得24mm/s 395mm/ n=494r/据 床参数，选 n=475r/375mm/ 则实际的切削速度为 1000所以3 8 0 4 7 51000=际进给量 以375475 10=z e)校验机床功率 查切削手册表 机床 所提供的功率 以 校验合格。 最终确定 75r/ 75mm/ f)计算基本工时 m 式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=0 所以 L=l+y+= 45+0=45 5/375=)半精铣 40下表面 课程设计 13 a)铣削 40下表面与铣削 20下表面的相关参数及 其用量等都相同。即 75r/75mm/ m b)计算基本工时 m 式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=0 所以 L=l+y+= 80+0=80 m 80/375= 工序三：粗、半精铣孔 20 40上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔 20 40下表面相同。 序四：钻、扩、铰、精铰 20孔 （一） 钻 18孔 （ 1）加工条件 工艺要求：孔径 d=18孔深 l=35孔 ，用乳化液冷却 机床 ： 立式钻床 刀具 ：高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 8头几何形状为：由切削手册表 表 选修磨横刃， =28 o o=10o 2=118 o 2 1=70o b=2l=42) 切削用量 1) 决定进给量 f a)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表 铸 铁的强度 b 又根据切削手册表 b=(170213) c 又根据切削手册表 b=(170213) c 又根据切削手册表 b=(170213) c 又根据切削手册表 b=(170213) 20 f=1mm/r 20m/ 据 床说明书 , E 所以有 E 故选择的切削用量可用。 即 f=r n=80r/3m/3)计算基本工时 课程设计 24 =l+y+ 由切削手册表 得 y+=1035 工序七：铣断 1）加工条件 工件尺寸：槽宽 5 深 35具： 选高速钢细齿圆锯片刀 由工艺设计手册得，又由（金属切削手册第三版）表 6=5 60 Z=48 d=800o 6o 2）切削用量 a)决定每齿进给量 查切削手册表 得 x(1+40%)=(mm/z 由于是对称铣 取 f=z b)后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为：（ 切削手册表 寿命 T=150c)计算切削速度 按 切削手册表 的公式 v o p vp v z v v ec d a x f y u a Z可得 0 0 0 7 6 =153r/据 床 选主轴转速为 n=150r/以实际的切削速度为 v=m/作台每分钟进给量为： 根据 床的参数，取工作台进给量为 190mm/z 课程设计 25 则：实际的进给量为 048190=z d） 校验机床功率 由切削手册表 的计算公式可知： 000 F u FF p w a f a Z 0 所以计算得 000床主动电机的功率为 所选的切削用量可以 采用 最终确定 90mm/n=150r/v=e)计算基本工时 m 式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=0 所以 L=l+y+= 35 m 35/190=程设计 26 3. 绘制零件图和编制工艺文件 制零件图 图二 :零件图 制工艺文件 1、机械加工工艺过程的组成 工艺过程 改变生产对象的形状、尺寸、相对位置 和性质等 ,使 课程设计 27 其成为成品或半成品的过程。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。 机械加工工艺过程 用机械加工方法 ,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量 ,使其成为零件的过程。 零件的机械加工工艺过程由许多工序组合而成 ,每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。 工序 一个或一组工人 ,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 安装 工件经一次装夹 (定位和夹紧 )后所完成的那一部分工序。 工位 为了完成一定的工序部分 ,一次装夹工件后 ,工件与夹具或设备的可动部分一起 ,相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。 工步 当加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下完成的那一部分工序。 2、工序的合理组合 确定加工方法以后 ,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数 工序分散原则 工序多 ,工艺过程长 ,每个工序所包含的加工内容很少 ,极端情况下每个工序只有一个工步 ,所使用的工艺设备与装备比较简单 ,易于调整和掌握 ,有利于选用合理的切削用量 ,减少 基本时间 ,设备数量多 ,生产面积大 . 工序集中原则 零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成 ,每个工序的内容和工步都较多 ,有利于采用高效的机床 ,生产计划和生产组织工作得到简化 ,生产面积和操作工人数量减少 ,工件装夹次数减少 ,辅助时间缩短 ,加工表面间的位置精度易于保证 ,设备、工装投资大 ,调整、维护复杂 ,生产准备工作量大 . 将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。 “机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示 课程设计 28 4. 夹具设计 题的提出 本夹具主要用于铣削 20 40的端面 ， 且有一定的公差粗糙度要求，还要考虑如何提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度 。 夹具体设计 位基准的选择 由零件图可知： 0中心线与 20的中心线之间的公差等级要求较高，且铣开时的设计基准为 0的中心线。为了尽量的减小定位误差，应选 20为主要的定位基准，消除三个自由度，再在底面用夹具体定位消除三个自由度。以便达到所 需要求。 为了提高加工效率，现同时加工两 个双体，为了夹具简单，操 方便，利用多点联动夹紧机构夹 紧。 1夹具设计任务 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。经过与老师同学协商，决定设计第一道工序 铣 20 40下表面铣床夹具。本夹具所用机床为型 式铣床 刀具 质合金端铣刀 。 确定夹具的结构方案 （）确定定位元件 考虑工件的加工结构，可以采用 型块定位 。 （）确定导向装置 本工序要求对被加工孔依次进行 铣 加工，最终达 到工序简图上规定的加工要求 （）确定夹紧机构 针对大批生产的工艺特征，此夹具选用可调 夹紧机构。 课程设计 29 画夹具装配图。 铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示： 图三 ：铣 端 面可调夹具 图 课程设计 30 结 论 本次课程设计是 在校学习阶段的一个重要的教学环节，其目的是培养 我们 综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。树立正确的设计思想和工作作风。 经过三星期 的 课程 设计，获得如下心得： 合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具有设计一些中等复杂零件的能力。 用夹具设计的基本原理和方法。学会拟定夹具设计方案。 快速查表得到所需的数据。 通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。熟悉一般机械零件的加工工艺过程，设计夹具的能力。 中国加入 后，大量的机械产品技术进入我国市场。中国企业能够与国外产品竞争，拥有自己的国内外市场就必须产品的质量好，技术含量高，价格低廉，这就要求 我们扎实学习先进的技术，认真研究。 课程设计 31 致 谢 在此 对指导老师 刘宏 梅老师的辛勤教诲表示衷心的感谢，感谢她 对我们设计的关心和帮助。本次设计是 对 我们大学所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验 我们所学知识和掌握、运用知识的能力 ，也是学到最多实际知识的时候。通过这次设计，我学到了许多原来未能学到的东西，对过去没有掌握的知识得到了更进一步巩固。独立思考，综合运用所掌握理论知识的能力得到很大的提高，学会了从生产实际出发，针对实际课题解决实际问题，掌握了综合使用各种设计手册、图册、资料的方法， 也是为我 们即将参加工作所做的必要准备，打下
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