拔叉加工工艺及铣端面专用夹具设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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加工
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题目所给的零件是CA6140车床的拔叉。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φ25孔与操纵机构相连，下方的Φ60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。
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机械加工工序卡片 产品型号 831002 零件图号 产品名称 零件名称 拔叉 共 1 页 第 1页 车间 工序号 工序名 材料牌号 4 铣拨叉 脚端 面 柸种类 毛坯 外形尺寸 每毛坯 可制件数 每台件数 铸 件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 2 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工序号 工序内容 工艺装备 主轴转速r/削速度m/给量mm/r 背 吃 刀 量给次数 工步工时 机动 辅助 1 以 25 孔 的两端面为基准 粗铣两端面至 13速钢套式面铣刀 游标卡尺 160 1 2 精铣两端面至 12速钢套式面铣刀 游标卡尺 160 1 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 （厂名） 机械加工工艺过程 卡 片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 拨叉 共 页 第 页 材料牌号 坯 种类 铸件 毛柸外形尺寸 每毛坯可制造件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准件 单件 1 精 铣拨叉头两端面 立式铣床 铣刀，游标卡尺 2 精铣拨叉头左端面 立式铣床 铣刀，游标卡尺 3 粗扩，精扩，倒角 25孔 四面组合钻床 麻花钻，扩孔钻，铰刀 卡尺，塞规 4 校正拨叉脚 钳工台 手锤 5 粗铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀， 游标卡尺 6 铣叉爪口内侧面 立式铣床 刀，游标卡尺 7 粗铣操纵槽底面和内侧面 立式铣床 槽铣刀，卡规深度卡尺 8 精铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀，游标卡尺 9 钻，攻丝 四面组合钻床 符合钻头，卡尺 10 去毛刺 钳工台 平挫 11 中检 塞规，百分表，卡尺 12 热处理 拨叉脚两端面局部淬火 淬火机等 描图 13 校正拨叉脚 钳工台 手锤 14 磨削拨叉脚两端面 平面磨床 轮，游标卡尺 描校 15 清洗 清洗机 16 终检 塞 规，百分表，卡尺 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目 :拨叉工艺及（ 12端面专用夹具设计 一、设计题目 制定拔叉工艺及 12二、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绘制零件图 1张 2毛坯图 1张 3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套 4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套 5绘制夹具装配图（ 1） 1张 6绘制夹具中 1个零件图（ 2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张 7编写课程设计说明书（约 5000）。 1份 四、进度安排 本课程设计要求在 3周内完成。 1第 l 2天查资料，熟悉题目阶段。 2第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13天，完成夹具总装图的绘制。 5第 14 15天，零件图的绘制。 6第 16 18天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19天，完成图纸和 说明书的输出打印。 8第 20 21天，答辩 五、指导教师评语 该同学在课程设计过程中表现 认真，工艺路线 夹具设计方案 ，说明书及图纸质量 ，综合 评定其成绩为 。 成 绩： 指导教师 日 期 摘 要 本次课程设计的题目是拔叉（ 12过此次设计，使课本上学 到的理论知识在这次课程设计中得到实践，机械制造基础课本及课程设计指导书上学到的知识，诸如，定位误差的计算，机床类型的选择，加工方式的选择，夹具体设计应注意的问题等，在这次课程设计中都得到了应用，增加了自己理论联系实际的能力 : 1 能熟练运用机械制造基础书中的 运基本理论知识 ， 正确解决了一个零件 在加工时的定位和夹紧 以及工艺路线的安排 ，选择合理的方案，进行必要的计算，根据题意设计出符合 要求的 低成本夹具 ，保证零件的加工质量。 2 提高结构设计能力， 收集有关资料，掌握正确的夹具设计思想、方法和手段，学会 了 正确使用 有关手册及其它技术资料 ， 分析研究结构工艺性问题 。 何加紧，以及定位误差的计算。 4进一步了解 了 有关机床、刀具和量具等 的 工装知识。 关键词： 拔叉 定位夹紧 夹具体设计 he is of a 2to to in to to of to in of 1 of in to a in of to of of 2 to of of of of 3 to to 4 目 录 1 拔叉的工艺分析及生产类型的确定 . 8 叉的用途 . 8 叉的技术要求 . 8 查工件的工艺性 . 2 定拔叉的生产类型 . 9 2 确定毛坯，绘制毛坯简图 . 9 择毛坯 . 9 定毛坯的尺 寸公差和机械加工余量 . 9 制拔叉铸造毛坯简图 . 错误 !未定义书签。 3 拟定拔叉工艺路线 . 3 位基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 基准的选择 . 错误 !未定义书签。 件表面加工方法的选择 . 错误 !未定义书签。 .未定义书签。 4 确定切削用量及基本工时 . 错误 !未定义书签。 叉脚端面 A 铣削用量及基本时间的确定 . 夹具的设计 . 9 题的提出 . 9 . 10 . 10 . 10 . 课程设 计体会 . 错误 !未定义书签。 7 参考资料 .1 拔叉的工艺分析及生产类型的确定 题目所给的零件是 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 25孔与操纵机构相连，下方的 60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。 加工表面 距 25孔中心线 36拨叉脚底面 离圆中心线2拔叉脚两端面 12 拔叉脚内表面 60 拔叉头孔 25 槽内侧面 16 槽底面 8 槽端面 距 25孔中心线 44 根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工 2花键底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。 设 Q=4000件 /年；结合生产实际，备品率 a%和废品率 b%分别取 3%和 代入公式（ 1 N=4000件 /（ 1+3%）（ 1+ =4326 件 /年 拔叉重量为 查表 1叉属于轻型零件；由表 1拔叉的生产为中批生产。 2 确定毛坯的制造方法 零件材料为 铸铁，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纲量要求。 由表 2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 由拔叉的功用和技术要求 熔模铸件的形状一般都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径 可达 件的最小壁厚为 生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件，通过改变零件的结构，设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出，以节省加工工时和金属材料的消耗，使零件结构更为合理。故选用熔模铸造，确定该零件公差等级为 0。 (表 22. 铸件重量 已知机械加工后拔叉件的重量为 此初步估计机械加工前铸件毛坯重量为 3. 机械加工余量等级 由以上确定用熔模铸造，且材料为灰铸铁，确定机械加工余量等级范围为（ D。 (表 2对拨叉零件图进 行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度宽度和高度，即 l=2mm,h=86公式（ 2(2计算出拨叉锻件的形状复杂系数 S=mt/ 82 86 106- =于 间，所以拨叉的形状 复杂系数是 定拨叉工艺路线 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 、粗基准的选择： 该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证 便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺 寸精度加工要求，可以把 而该工序总共要消除 X， Y， Z， X， 立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为 直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽 180+0+轴，同时垂直于 X 轴、 轴，取坐标原点为花键孔轴线与 A 面的交点为原点），用三爪卡盘卡 夹持外圆柱面。消除 X， Y， X， Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住 除 Z 自由度，达到定位要求。 、精基准的选择： 主要考虑基准重合问题，要遵循基准统一原则，所以选择用拨叉头左端面作为精基准。 拨叉脚 2 端面：先粗至 13精铣至 12据拔叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法，如表3 加工表面 公差及精度 等级 备注 螺纹孔顶面 铣 表 1叉脚底面 铣 表 1叉脚两端面 铣 半精铣 表 1叉脚 60孔表面 镗 半精镗 表 1叉头 25孔 扩 粗铰 精绞 表 1内侧面 铣 半精铣 表 1底面 铣 半精铣 表 1端面 铣 表 1在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表 3工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准件 单件 1 精铣拨叉头两端面 立式铣床 铣刀，游标卡尺 2 精铣拨叉头左端面 立式铣床 铣刀，游标卡尺 3 粗扩，精扩，倒角 25孔 四面组合钻床 麻花钻，扩孔钻，铰刀 卡尺，塞规 4 校正拨叉脚 钳工台 手锤 5 粗铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀，游标卡尺 6 铣叉爪口内侧面 立式铣床 刀，游标卡尺 7 粗铣操纵槽底面和内侧面 立式铣床 槽铣刀，卡规深度卡尺 8 精铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀，游标卡尺 9 钻，攻丝 四面组合钻床 符合钻头，卡尺 10 去毛刺 钳工台 平挫 11 中检 塞规，百分表，卡尺 12 热处理 拨叉脚两端面局部淬火 淬火机等 13 校正拨叉脚 钳工台 手锤 14 磨削拨叉脚两端面 平面磨床 轮，游标卡尺 15 清洗 清洗机 16 终检 塞规，百分表， 卡尺 4 确定切削用量及基本工时（机动时间） 在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。 (1)切削用量指：背吃刀量 切削深度 进给量 c 。 (2)确定方法是：确定切削深度 确定进给量 确定切削速度 (3)具体要求是： 由工序或工步余量确定切削深度： 精、半精加工全部余量在一次走刀中去除； 在中等功率机床上一次走刀 10 按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量： 对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度 可用查表 法或计算法得出切削速度 ，用公式换算出查表或计算法所得的转速 ，根据 在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速 为实际的转速，再用换算出实际的切削速度 填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度 、实际进给量 f 机 和背吃刀量 要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。 叉脚端面 A 铣削用量及基本时间的确定 ： (1)、 加工条件 工件材料： b=220190 220工要求：粗铣拨叉脚端面。 机床选择：为 用端铣刀粗铣。 机床功率： 件装夹：工件装夹在铣床专用夹具上。 (2)、 确定切削用量及基本工时 (粗铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径 00刀齿数 Z=10。 2）、确定铣削深度 a p： 单边加工余量 Z=3，余量不大，一次走刀内切完，则： a p=3）、确定每齿进给量 根据切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 51 铣床加工时，选择每齿进给量 z，由于是粗铣，取较大的值。现取： z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 据切削手册表 0080 5）、确定切削速度 根据切削手册表 c： 由 z，查得 2mm/z n=235mm/z 60mm/z 根据 床说明书 60r/ 0.2 mm/(横向 ) 实际切削速度和齿进给量： 6）、计算基本工时： t=精铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表 择用一把 刀外径00刀齿数 Z=10 2）、确定铣削深度 由于单边加工余量 Z=1，故一次走刀内切完，则： a p= 1 ）、确定每齿进给量 由切削手册表 硬质合金铣刀在功率为 51 铣床加工时，选择每齿进给量 z，半精铣取较小的值。现取： z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 据切削手册表 0080 5）、确定切削速度 根据切削手册表 c： 由4 z=z，查得： 10mm/z n=352mm/z 94mm/z 根据 书 10 r/ 实际切削速度和每齿进给量： 6）、计算基本工时： t=以本工序的基本时间为： T=t1+ 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计专用夹具。 题的提出： 本夹具主要用于第 4道工序铣拨叉脚 2端面，由于该端面精度要求不高，所以，在本道工序加工时，要考虑如何提高劳动生产率。 、定位基准的选择： 粗铣铣拨叉脚 2端面时，应该选取拨叉左端面作为基准。所以夹具设计时，底面应该再加一块挡板，这样就把零件定位在夹具上了。 、切削力及夹紧力计算： 刀具： (见切削手册表 其中： 8， 00，n=255， ， Z=10 F=28 10/(100 2550) ) 水平分力： ) 垂直分力： ) 在计算切削力时，必须安全系数考虑在内。 安全系数 : K= 其中： F = N) 实际加紧力为 F 加 = 2） =N) 其中 2 为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数， 2=母选用 牙三角螺纹，产生的加紧力为 W=2M/a+6055)+3- （ 其中： M=19000 8 a=2029， D=42d=25得： W=17845 (N) 此时螺母的加紧力 加紧力 本夹具可安全工作。 心轴取材料为 表得 许用弯曲应力为： 158曲应力 =M/2 = 许用弯曲应力 1583)定位误差分析 由于左端面是靠着夹具体上的，在误差允许的情况下，肯定会产生相应的误差，所以应该尽量底面与垂直面提高垂直度，以减小误差。夹具体的主要定位元件是心轴和支撑板，查表 21轴的定位误差计算公式为 d+ D） /2查表得 D= d=y=采用六点定位原理为基础，水平方向定位误差为 0，符合要求 具结构设计及操作简要说明： 如夹具图所示，在设计夹具时，应 该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的一对定位挡板可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。 6 课程设计体会 课程设计是我们专
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