CA6140机床拨叉831003工艺规程及铣槽夹具设计
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ca6140
机床
工艺
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夹具
设计
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零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作。宽度为30+0.0120mm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30+0.0120mm的面的槽和滑
移齿轮的配合精度要求很高。
- 内容简介：
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机械加工工艺过程卡片 产品型号 品型号 831003 共 1 页 产品名称 机床 零件名称 拨叉 第 1 页 材料牌号 铁 毛坯 种类 铸 件 毛坯 尺寸 80 毛坯件数 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 准终 单件 1 铣削 端面 2. 精铣 左端面 铣床车间 2 铣床 专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀 ， 游标卡尺 60s 2 钻孔 扩孔 20 至 22 钻床 车间 2 钻 床 专用夹具、 直柄麻花钻 ， 卡尺，塞规 100s 3 倒角 1. 倒角 15 车床车间 1 车 床 普通车刀 ， 游标卡尺 4 拉花键 1. 拉花键 拉 床车间 1 拉 床 专用夹具、 拉刀 5 铣削 铣床 车间 2 铣 床 专用夹具、 盘铣刀 深度， 游标卡尺 200s 6 铣削 铣床 车间 2 铣 床 专用夹具、 高速钢镶嵌式端面铣刀 ， 游标卡尺 7 钻孔 1. 钻孔 2 8 钻床车间 1 钻床 专用夹具、麻花钻 ，内径千分尺 8 攻螺纹 工车间 1 锥丝 锥丝 9 检验 检验车间 塞规，卡尺等。 设计（日期） 核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 1 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目： 设计“ 叉零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（中批量生产） 2 机械制造工艺学课程设计说明书 题目 设计“ 床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产） 内容 一 张 2毛坯图 一 张 3机械制造加工工艺过程综合卡片 一张 4结构设计装配图 一张 5结构设计零件图 一张 6课程设计说明书 一份 3 前 言 通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等 )。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！ 在些次设计中我们主要是设计 此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并 且得到了有关老师的指点 。 第 6 小组 2007年 9 月 15日 一 设计的目的： 4 机械制造工艺学课程设计 ,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学 生分析问题和解决问题的能力。 2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。 二 零件的分析 （一）、零件的作用： 题目给定的零件是 叉（见附图 1）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 进行 工作。 宽度为 30+ 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 30+面 的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。 （二）、 零件的工艺分析： 5 叉共有两组加工表面。 1. 以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 26+六齿方花键孔、 23+2平面。 2. 以工件右端面为基准的 6+ 花键 经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。 二、工艺规程设计 (一 ) 确定 毛坯的制造形成。 零件材料 虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 3坯零件图如下图： （二）基准的选择。 1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以 40 的外圆表面的粗基准。 2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A 面 为精基准。 (二 ) 制定工艺路线。 6 工序： 1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以 40柱面为粗基准。选用 2. 粗、精车 B/C 面 3. 拉花键。以 A 面为基准， 4. 以花键的中心线及 A 面为基准。选用 式铣床加专用夹具 5. 开档， 以花键的中心线为基准。 6. 钻配作孔、螺纹孔 7. 机械加工余量。 拨叉材料为 坯重量为 1.0 b =160生产类型为由大、中批量生产，采用 模锻锻模。 根据上述的原始资料加工工艺 ，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 1. A 面的加工余量 A 面有 3 加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除 2. 矩形花键底孔。 要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为 23 0+零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表 3 7 钻孔 20孔 21花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2 =1. B 面的加工余量。 此工序分 2 个工步 1、粗铣 2、精铣 B 面。 精加工余量为 铣加工余量为 、计算切削用量。 （ 1）已知长度方向的加工余量为 3 实际端面的最大加工余量为 故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差 级 取 （入 体方向） （ 2）进给量、根据切削简明手册（第 3 版）表 刀杆尺寸为1625 ，以及工件直径为 60（由于凸台 B 面的存在所以直径取 60 = . 按 车床说明书 取 = mm/n。 由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=所以：实际进给量f= 按 车床说明书 （ 3）计算切削速度。按切削简明手册表 切削速度的计算 8 公式为（寿命选 T=60 刀具材料 V=ap f 中： 58 M=正系数 削手册表 158/( 46.9(m/（ 4）确定机床主轴转速 000 r/ 按 车床说明书 200 r 以实际切削速度 V=3、钻孔、扩孔、倒角。 （ 1）、钻孔 钻头选择：见切削用量简明手 册表 头几何形状为（表 表 双锥修磨具刃，钻头参数： 20 =30 ， 2 =118， 2 =70， 2 , =55 ,b=2=4 根据切削用量简明手册表 2f=、 按机床进给强度决定进给量：根据表 当 b 210 0 可确定 f= 按 床说明书 取 f=n. 、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 0 头最大磨损量 9 取 命 T=45、切削速度 由切削用量简明手册，表 =21m/n=1000V/ D=由机床技术资料得和 近的有280n/m 和 400n/取 280n/ n=280m/实际 =17 m/、 基本工时， (80+10)/ 入切量及超切量由表 查出 + =10 所以 (80+10)/ （ 2）、扩孔 刀具直径 1具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间， n 和 f 都不变，所以 上 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。 （ 3）、倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。 检验机床功率 按切削用量简明手册表 可以查出 当 160 245 41 车床说明书 主电机功率 11 可见 比小得多所以机床功率足够 所用切削用量符合要求 10 钻削功率检验按切削用量简明手册表 21 查得转矩 切削用量简明手册表由表 功率公式 C 00 车床说明书 主电机功率 11 可见 以机床功率足够，所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升：根据 有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 拉削速度 v=s(切削工时 t=k/1000中 ： 单面余量 21削到 25 L 拉削表面长度， 80 考虑校准部分的长度系数，取 k 考虑机床返回行程系数，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数， Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=()2拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7 11 其本工时 80 000 7=工序 粗铣，精 铣 B 面。 加工要求：粗铣 铣 B 面， 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量 3床 ： 62W 加工工件尺寸：宽度： 40度： 28. 粗铣 1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表 削宽度 5径为0齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀 铣刀几何参数（表 0 6 2) 切削用量 留精铣的加工余量为 以本道工步切削宽度 于加工表面 精度要求 .2 每转进给量 mm/考虑到 62床为中等系统刚度和 62W 铣床说明书 所以每转进给量r 3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表 刀刀齿后刀面的最大磨损量为 齿铣刀 0 刀具寿命 T=120 4) 决定切削速度 根据切削用量简明手册表 Z=8, 0 fz=f/z=z 12 ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根据 铣床说明书选 n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 1m/ 1 切削功率的修正系数： 故 根据 铣床说明书，机床主轴允许的功率为 故 因此所决定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/80= =14. 精铣 1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 13 精铣的加工余量 为 以本道工步切削宽度 ） 决定切削速度 可根据切削用量简明手册表 (n=1000V/ d=(211r/62n=210r/f=26mm/25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/125= =14序 铣削 8+。 加工工件尺寸： 8+ 长度 L=40工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 机床： ) 选择刀具：由加工尺寸公差 所以铣刀精度为精密级 刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 8故一次走完， mm 切削用量简明手册表 确定 f=r 现取f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 14 最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4) 决定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 63=据 铣床说明书选 75r/际速度 000=选 根据 铣床说明书选选10mm/10/375 16=z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 式 圆周力 由表 28 得 0， ， c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103= 000=据 率足够。 6) 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 15 L+ )/40+14)/110= =14序铣宽为 180+加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 180+ L=40工余量 23于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走， 3， 0 1) 选择刀具 铣刀参数： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 2) 选择铣削用量 由 于槽的宽度为 18故二次走完， 3mm 0切削用量简明手册表 确定 f=r 现取 f=r 4=z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命： 根据切削用量简明手册表 最大磨损量为 表 定刀具寿命： T=100中 4）确定切削速度 定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= 16 ( n=1000 000 100=314r/据 铣床说明书选 00r/际速度 000=选 50mm/ 根据 铣床说明书选选50mm/50/300 24=z 5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表 m=(L+ )i/40+20)50= =20mm i=2(走两次 ) 夹具设计 （ 一）问题的提出 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 经过与指导老师协商，决定设计第 4道工序 开档夹具 。 （二）夹具设计 1定位基准的选择 由零件图可知，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（ A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（ A）和花键心轴的中心线为主定位基准。 17 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑 定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。 3夹具设计及操作说明 如前所述 ,在设计夹具时 ,应该注意提高劳动率 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键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。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 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
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