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工装 夹具 ca6140 零件 机械 加工 工艺 规程 装备 设备 设计 图纸

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【工装夹具类】拨叉（CA6140）零件的机械加工工艺规程及加工Φ8孔的工艺装备设计【4张图纸】【课设】,工装,夹具,ca6140,零件,机械,加工,工艺,规程,装备,设备,设计,图纸

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机械 05械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 姓名： 产品名称 零件名称 拨叉 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 1 铣 粗铣 20、 50 下端面 立式铣床 铣刀、游标卡尺 、专用夹具 铣 粗铣 20 上端面 立式铣床 铣刀、游标卡尺 、专用夹具 铣 粗铣 50 上端面 立式铣床 铣刀、游标卡尺 、专用夹具 钻、扩 钻、扩 20 孔 式钻床 扩孔钻、卡尺、 专用夹具、塞规 铣 粗 铣 50 孔 立式铣床 刀、卡规、深度游标卡尺 铣 铣斜肩 立式铣床 刀、游标卡尺 、专用夹具 铣 精铣 20 下端面 立式铣床 刀、游标卡尺 、专用夹具 铣 精铣 20 上端面 立式铣床 刀、游标卡尺 、专用夹具 铰 粗铰、精铰 20 孔 式钻床 铰刀、内径千分尺 0 铣 精铣 50 端面 式铣床 铣刀、游标卡尺 、专用夹具 1 镗 半精镗 50 孔 式镗床 镗刀、专用夹具 2 钻、铰 钻、铰 8 锥孔 式钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺 3 钻 钻 孔，攻螺纹 式钻床 麻花钻、 专用夹具 4 铣 铣断 式铣床 铣刀、游标卡尺 、专用夹具 5 去毛 刺 钳工台 平锉 16 中检 塞规、百分表、卡尺等 17 热处 理 拨叉脚两端面局部淬火 淬火机等 18 校正拨叉脚 钳工台 手锤 19 磨削拨叉脚两端面 磨床标卡尺 20 清洗 清洗机 21 终检 塞规、百分表、卡尺等 设 计（日 期） 校 对（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 辽宁工程技术大学机械工程学院 机械 05械加工工序卡片 工 序 名 称 钻、铰 工序 号 12 81 020+ 锥 孔 加 工 一 半装 配 时 钻 铰零件数量 1 零件号 零件名称 拨叉 材 料 毛 坯 牌号 硬度 形 式 重 量 铸 件 备 夹 具 工序工时 (名称 型号 专用 夹 具 准终 单件 式钻床 步 工 步 内 容 工艺装备 走刀次数 背吃刀量 给量mm/r 主轴转速r/削速 度m/步工时 钻孔至 氏麻花钻、游标卡尺 1 94 精铰至 柄机用铰刀、内径千分尺 1 24 计者：王浩 指导老师 张兴元 共 1 页 第 1 页 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 拨叉（ 件的机械加工工艺规程及加工 8 孔的工艺装备设计 班 级： 姓 名 ： 指导教师 ： 完成日期 ： 辽宁工程技术大学课程设计 1 一、设计题目 拨叉（ 件的机械加工工艺规程及加工 8 孔的工艺装备设计 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 四、 指导 教 师 评语 成 绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 2 摘要 床的拨叉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，二下方的50 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。 在此设计中，考虑到了拨叉形状的不规则，这就使得通用夹具在这里不能用。为此，只有设计符合此拨叉夹紧要求的专用夹具。由于该拨叉的材料是 铸件，因此在刀具选择方面，要求就比较低了。 因为该拨叉为中批量生产，因此在加工过程中，可以采用加工工序分散的工艺路线，从而提高生产效率。 由于 50 半孔两个端面的磨损比较严重，因此对这两个表面，采用表面淬火的热处理工序来改善断端面的力学性能。 辽宁工程技术大学课程设计 3 to be on to in to of 22 50 of of of In in of of t in to of of is hu at so in of s 50 of so to ui of to of 辽宁工程技术大学课程设计 4 目录 序言 1 1 零件 工艺性分析 2 件的作用 2 件的工艺分析 2 定生产类型 2 2 确定毛坯 3 定毛坯种类 3 定铸件加工余量及形状 3 3 工艺规程设计 4 择定位基准 4 基准的选择 4 基准的选择 4 定工艺路线 4 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 5 柱表面工序尺寸 5 面工序尺寸 6 定切削用量及时间定额 7 4 专用钻床 夹具设计 18 具设计任务 18 定夹具的结构方案 18 定定位元件 18 定导向位置 19 定夹紧机构 19 辽宁工程技术大学课程设计 5 5 方案综合评价与结论 20 6 体会与展望 21 7 参考文献 22 辽宁工程技术大学课程设计 6 序言 通过对 叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等 )。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。 由于所学知识有限，因此设计中可能 有很多地方不是很完美，希望老师能给予指导。 辽宁工程技术大学课程设计 7 1 零件工艺性分析 件的作用 题目所给的零件是 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 20 孔与操纵机构相连，二下方的 50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。 件的工艺分析 零件的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不 适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、小头孔 20 以及与此孔相通的 8 的锥孔、 纹孔 。 2、大头半圆孔 50。 3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常 规的加工工艺均可保证。 定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000 件 /年，零件的质量是 ，查机械制造 技术基础课程 设计 指导书 第 3 页表 1确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 辽宁工程技术大学课程设计 8 2 确定毛坯 定毛坯种类 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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造 技术基础课程 设计 指导书 第 23 页表 2用铸件尺寸公差等级为 定铸件加工余量及形状 查机械制造 技术基础课程 设计 指导书 第 25 页表 2用加工余量为 ，并查表 2定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 表 3 图 加工面代号 基 本 尺 寸 加工余量等级 加工 余量 说 明 0 H 10 2 孔 降 一 级 双侧加工 0 H 2 孔 降 一 级 双侧加工 0 H 5 单侧加工 2 H 5 单侧加工 2 H 5 单侧加工 辽宁工程技术大学课程设计 9 3 工艺规程设计 择定位基准 基准的选择 以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以小头孔 内 圆表面 和大头半圆孔内表面 为辅助粗基准。 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，以小头孔 内 圆表面 和大头半圆 孔内表面 为辅助 精 基准。 定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造 技术基础课程设计指导书 ， 选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 01 粗铣 20、 50 下端面，以 粗基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 02 粗铣 20 上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹 具； 工序 03 粗铣 50 上端面，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 基准，采用 工序 05 粗镗 50 孔，以 定位基准，采用 式镗床加专用夹具； 工序 06 铣斜肩，以 定位基准，采用 式铣床加专用夹具； 辽宁工程技术大学课程设计 10 工序 07 精铣 20 下端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 08 精铣 20 上端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 09 粗铰、精铰 20 孔， 以 32 外圆为基准，采用式钻床加专用夹具； 工序 10 精铣 50 端面，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 11 半精镗 50 孔，以 定位基准，采用 式镗床加专用夹具； 工序 12 钻、铰 8 锥孔，以 零件中线为基准，采用 工序 13 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准，采用式钻床并采用专用夹具； 工序 14 铣断，以 基准，采用 式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺； 工序 16 中检； 工序 17 热处理； 工序 18 校正拨叉脚； 工序 19 磨削拨叉脚两端面； 工序 20 清洗； 工序 21 终检。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 柱表面工序尺寸 前面已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量： 表 4工 表面 加工 内容 加工余量 精度等级 工序 尺寸 表面粗 糙度 工序余量 最小 最大 铸件 辽宁工程技术大学课程设计 11 50 粗镗 精镗 20 钻 18 8 扩 铰 铰 平面工序尺寸 表 4序号 工序 内容 加工 余量 基本 尺寸 经济 精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 铸件 01 粗铣 20 孔下端面 2 2 粗铣 20 孔上端面 2 3 粗铣 50 孔上端面 2 0 7 精铣 20 孔下端面 0 8 精铣 20 孔上端面 0 宁工程技术大学课程设计 12 10 精铣 50 孔端面 确定切削用量及时间定额 工序 01 粗铣 20、 50 下端 面，以 粗基准。 1. 加工条件 工件材料： b =170240造 ;工件尺寸： 2mm，l=176加工要求：粗铣 20 孔下端面，加工余量 4机床： 式铣床； 刀具： 质合金端铣刀。铣削宽度 0,深度 ,齿数 z=12,故根据机械制造 技术基础课程设计指导书 （后简称 指导书 ）表3刀具直径 25据 指导书 表 5择刀具前角0 0后角 0 8，副后角 0=10，刃倾角 ： s= 10,主偏角 0,过渡刃 0,副偏角 5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 因为余量较小，故选择 次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据 指导书 表 5用 质合金端铣刀加工， 指导书 表 4式铣床）时： z 故选择： z。 3）计算切削速度 每分钟进给量 25 Z=12 ， z 时，8m/50r/71mm/ 各 修 正 系 数 为 ：辽宁工程技术大学课程设计 13 削速度计算公式为： 其中 2 ， ， 245 2.0 15.035.0 2. 0 32.0m ， ， z /， 12Z ，将以上数据代入公式： m i n/mv c 确定机床主轴转速： m i n/3 6 11 0 0 0 rd vn w 。 根据 指导书 ，选择 00r/90mm/此，实际进给量和每分钟进给量为： 10000= 1000 m/18m/f zc=v fc/90/30012 mm/z=z 4)校验机床功率 取 近似为 据 机 床 使 用 说 明 书 ， 主 轴 允 许 功 率 故 校 验 合 格 。 最 终 确定 : 00r/ 90mm/s ， 18m/z。 5）计算基本工时 L/ L=l+ y+， l=176查得， 入切量及超切量为： y+=40： L/ 176+40)/390= 工序 02 粗铣 20 上端面，以 定位基准。 L=3290mm/s,则： L/ 7/390=辽宁工程技术大学课程设计 14 工序 03 粗铣 50 上端面，以 定位基准 刀具： 质合金端铣刀， 10,400 机床： 式铣床 根据 指导书 查得， ,/ 。取 ： 00 rn w ，故实际切削速度 ： m 00401000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为 ： m 903001013.0 取 m 00 m ， 计算切削 基本 工时 ： 2107272 因此 ， m 序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 基准，保证垂直度误差不超过 的精度达到 1. 选择钻头 根据 指导书 ，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 8头采用双锥后磨横刀，后角 o 12，二重刃长度 刀长 b=2 l=4带长度 ， 1002 ，30 （ 1）确定进给量 按 加 工 要 求 确 定 进 给 量 ： 查 指导书 ， ，辽宁工程技术大学课程设计 15 取 系数为 ： ) 按钻头强度选择 : 取 钻头允许进给量为： ； 按机床进给机构强度选择： 查得， 机床进给机构允许轴向力为8829N 时，进给量为 。 以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为： r。 取 最终选择进给量 。 由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻 头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。 由 表查出 ,钻孔时轴向力 500N，轴向力修正系数为 500N。根据 式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为 8829N 所选进给量可用。 （ 2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度为 命 （ 3）切削速度 查表，切削速度计算公式为： m/ 其中， v ， 80 ， 25.0 125.0m ， 9 055.0 22.0f ，查得修正系数： 0.1 85.0 0.1故实际的 切削速度： m 5.0 mv c （ 4）检验机床扭矩及功率 查表，当 f9， m，修正系数均为辽宁工程技术大学课程设计 16 m。 查机床使用说明书： m。 查表 得 ,钻头消耗功率： 查机床使用说明书， 。 由于 ， P ，故切削用量可用，即： ， m 72 c ， mv c 3、计算工时 m 30 m =、扩孔至 表 得 ，扩孔进给量为： ，并由机床使用说明书最终选定进给量为： 。 根据资料，切削速度 钻，其中 钻v 为用钻头钻同样尺寸实心 孔 时 的 切 削 速 度 ， 故 ： m 4.0 ，m 9 rn s ， 根 据 机 床 使 用 说 明 书 选 取 ： 7 。 基本工时 ： m 、总工时： T=序 05 粗镗 50 孔，以 定位基准。 机床： 式镗床 单边余量 ,5.2 可一次切除，则 p 。根据简明手册 得，取 。取 ： 00 。 辽宁工程技术大学课程设计 17 计算切削基本工时： m 212 序 06 铣斜肩，以 定位基准。 刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床： 式铣床 由表 查得： 1663 w ， 。 取 ： ,/10.0 z 因此： m 3663 271 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，取 ： 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00631000 当 00 rn w 时，工作台每分钟进给量应为： m 601001610.0 取： m 65 m 。 计算切削基本工时： 2 因此 ： m 序 07 精铣 20 下端面，以 基准。 刀具： 质合金端铣刀； 机床 ： 式铣床； 取 进给量 为： m .0 z ，取为 r 参考有关手册，确定 24 ，采用 质合金端铣刀，12,125 w ，则： 辽宁工程技术大学课程设计 18 m 16125 1241 0 0 01 0 0 0 rd 现采用 式铣床，取 00 ， 故实际切削速度： m 001251000 当 00 rn w 时 ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 ：m 800300125.0 ，取为 98 mm/工序切削时间为： 25176222 序 08 精铣 20 上端面，以 基准。 切削用量同工序 07 精铣时 2 50 基本工时： 序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 32 外圆为基准。 （ 1）粗铰至 刀具：专用铰刀 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 z,进给量取 r，机床主轴转速取为 140r/其切削速度为： m 7.8 。 机动时切削工时， 830 l =38 辽宁工程技术大学课程设计 19 m 838 (2) 精铰至 刀具： w 20 机床： 式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 f r，机床主轴转速取为： 140r/其切削速度为： m .8 机动时切削工时， 830l =38mm m 838 序 10 精铣 50 端面，以 基准。 机床： 式铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶 齿 螺 旋 形 刀 片 ）， 由 表 查 得 ：， m ,40 z ,即 27m/此，m 1440 2710001000 rd 。现采用 式 铣 床 ， 取 10 rn w ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 为 ：m ， 查机床使用说明书，取 m 00 m 。 铣削基本工时： m 272 t m mi t m =序 11 半精镗 50 孔，以 定位基准。 单边余量 ,可一次切除，则 p 。 辽宁工程技术大学课程设计 20 由 指导书 查得，进给量 ,/5.0 z 取为 r。由 指导书 查得， 00 ，则： m 375010010001000 rd 取 630r/ 加工基本工时 ： m 序 12 钻、铰 8 锥孔，以 零件中线为基准。 刀具：专用刀具 机床： 式钻床 确定进给量 f ：根据 指导书 查得， ，查 取 。查 指导书 得 ， 7 ，计算机床主轴转速： m 71 0 0 01 0 0 0 rd 按机床选取 80所以实际切削速度为： m 计算切削基本工时： m 6 序 13 钻 孔，攻螺纹，以 零件中线为基准 （ 1）钻螺纹底孔 床： 式钻床 刀具：高速钢麻花钻 辽宁工程技术大学课程设计 21 取 进给量为 f z,现取 f=z， v=17m/： m 710001000 rd 取 60 rn w 。所以实际切削速度为： m 计算切削基本工时： m 6 2）攻螺纹 床： 式钻床 刀具：丝锥 P=1削用量选为： m ，机床主轴转速为： 18 rn s ，按机床使用说明书选取： 72 rn w ，则 .5 ；机动时，046 ，计算切削基本工时： m 21 10 nf lt m =工时： T=序 14 铣断，以 基准。 选择锯片铣刀， d=160l=4齿， Z=40 采用 式铣床 查 指导书 ，选择进给量为： ,切削速度为：7 ，则： m 4160 271 0 0 01 0 0 0 rd 辽宁工程技术大学课程设计 22 取 00 rn w ，故实际切削速度为： m 00801000 此时工作台每分钟进给量 为： m 00100401.0 查 指导书 ，刚好有 m 00 m 。 计算切削基本工时： m 072 宁工程技术大学课程设计 23 4 专用钻床 夹具设计 具设计任务 如 图 所 示 为 钻 拨 叉 锥 孔 的 工 序 简 图 。 已 知 ： 工 件 材 料 为坯为木模手工沙型铸件，所用机床为 立式钻床，成批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 1 020+- 0 . 0 1 8- 0 . 0 6 0图 5定夹具的结构方案 定定位元件 根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销定位方案，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，定位销轴肩小环面与工件定位端面接触，限制一个自由度，削边销与工件 叉口接触限制一个自由度，实现工件正确定位。定位孔与定位销的配合尺辽宁工程技术大学课程设计 24 寸取为 20H7/于工序尺寸 12言，定位基准与工序基准重合，定位误差 =0；对于加工孔的位置度公差要求，基准重合 =0；加工孔径尺寸 8刀具直接保证， =0。由上述分析可知，该定位方案合理、可行。 定导向位置 本工序要求对被加工孔依次进行钻、扩、铰等 3 个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件。 定夹紧机构 针对成批生产的工艺特征，此夹具选用偏心螺旋压板 夹紧机构（可参照指导书表 10 辽宁工程技术大学课程设计 25 5 方案综合评价与结论 由于该拨叉零件形状不规则，加工面分散，要适应大批生产，就必须采用自动机床或专用机床配以专用夹具 。所以我设计了这个 叉专用夹具来实现对拨叉的夹紧。 由于该专用夹具的定位精度高，因此在 使用夹具后 ,可以不必在加工前划线 ,而能正确、快速地将工件安装 (定位和夹紧 )到相对于刀具所需要加工位置 ,因而既可简化加工手续 ,又可大大缩短机械加工单件的时间 ,提高了劳动生产效率 ;可以避免工人在定位时所产生的误差 ,稳定地保证加工 精度 ,使工件能够互换 ;可以降低对工人技术水平的要求。 因为夹具是专用夹具 ,且其采用了偏心轮夹紧机构，所以它使用起来非常方便，操作简便，对技术要求低，能