拨叉工艺及18h11槽专用夹具设计说明书

机械制造技术基础课程设计题目拨叉工艺及18H11槽专用夹具设计班级机械112班完成日期2014/6/25一、设计题目二、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（A0或A1）1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。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50008000字）。1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第L2天查资料，熟悉题目阶段。2第37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810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1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618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2021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机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计宗旨在提高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。再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，工序尺寸及毛坯尺寸，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。本次选择了第七道工序的专用夹具，以满足加工过程的需要。ABSTRACTMECHANICALMANUFACTURINGTECHNOLOGYCURRICULUMDESIGNISWHENWELEARNALLTHEBASICCOURSESUNIVERSITY,THROUGHTECHNOLOGYANDTHEMOSTBASICCOURSEAFTERCOURSETHISISOURPRIORTOGRADUATIONDESIGNTOLEARNTHECOURSEOFANINDEPTHANDCOMPREHENSIVEREVIEWOFTHETOTAL,ISALSOATHEORYWITHPRACTICALTRAINING,THEREFORE,ITOCCUPIESANIMPORTANTPOSITIONINOURFOURYEARSOFUNIVERSITYLIFEDIALSTHEFORKPROCESSINGQUALITYWILLDIRECTLYAFFECTTHEPERFORMANCEANDSERVICELIFEOFTHEMACHINETHEDESIGNAIMSATENHANCINGTHEPROCESSINGEFFICIENCYCA6140LATHEFORK,WEFIRSTLYTHESTRUCTURECHARACTERISTICANDTHECRAFTFORKHASCARRIEDONTHECAREFULANALYSIS,ANDTHENTODETERMINEAREASONABLEPROCESSINGSCHEMETHEPROCESSINGSCHEMEISSIMPLE,EASYTOOPERATE,ANDCANGUARANTEETHEMACHININGQUALITYOFTHEPARTSTOMAKETHEPROCESSRULESINTOMAKETHEPROCESSRULESINTHEORDERASFOLLOWSTHE1PART,ANALYSIS2,THECHOICEOFBLANK3,THEDESIGNPROCESSINCLUDINGTHEFORMULATIONPROCESS,SELECTIONOFDATUMETC4,PROCESSDESIGNINCLUDINGMACHINETOOLSELECTION,DETERMINATIONOFMACHININGALLOWANCE,PROCESSDIMENSIONANDTHEDIMENSIONOFBLANK,DETERMINETHEAMOUNTOFCUTTINGANDTHEBASICWORKINGHOURSCALCULATION目录一、零件分析11零件的作用712零件的工艺性分析7二、工艺规程设计21确定毛胚的制造形式722基面的选择723制定工艺路线824机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定825确定切削用量及基本工时9三、夹具设计31定位基准的选的1232定位误差的确定1233夹紧方案分析1234夹紧力计算12四、方案综合评价与结论12五、体会与展望12六、参考文献一、零件的分析11零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3000120MM的面尺寸精度要求很高，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3000120MM的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。12零件的工艺分析CA6140拨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260230MM的六齿方花键孔、230280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为22MM的平面。2、以工件右端面为基准的60030MM的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、工艺规程的设计21确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，由于年生产量为2000件，已经达到了中批量生产，并且材料可铸。因此从提高生产率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械砂型”铸造的方法制造毛坯。22基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有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。所以选择右端R20的端面，上顶端4080的面和右侧7580的面为粗基准。（2）精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。精基准选择为花键孔和7240的端面，在加工中采用专用夹具夹持。23制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。1工艺路线方案工序1粗铣8040的左端面,精铣7540的左端面直至符合表面粗糙度要求。工序2钻22的花键孔。工序3倒245的倒角。工序4拉花键，保证精度要求。工序5粗铣沟槽,粗铣上表面的平面。工序6精铣沟槽,精铣上平面至符合表面粗糙度要求。工序7钻螺纹孔。工序8攻螺纹至M8。工序9终检。24机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为HT200，净重量为084千克，生产类型为中批量生产，可以采用“金属模机械砂型”铸造的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求，因此，只采取7540的表面留有257540的加工余量。毛坯的尺寸公差为CT8,可以从机械制造设计工艺简明手册得到CT816MM。相应计算如下最大极限尺寸8025CT8/2833MM最小极限尺寸8025CT8/2817MM7540的端面的精加工余量为1MM，粗加工余量25115MM。25确定切削用量及基本工时工序1铣7540的端面至符合要求。工步1粗铣背吃刀量为251015MM。1PA进给量的确定机床的功率510KW,工件夹具系统的刚度为中等条件，按切削用量简明手册中表33选取该工序的每齿进给量为02MM/Z。ZF铣削速度参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铣刀，其中在D/Z80/10的条件下选取。铣削速度为V40M/MIN。有公式N1000R/D可以得到N100040/8015915R/MIN由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为N160R/MIN,所以，实际的铣削速度为VND/100016031480/10004019M/MIN基本时间T根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角90）的基本RK时间计算公式T/。其中，75MM，13MM，取21LMZFL2L2MM，40MM。则有LEA05（D）1305802736MM。12EA4NZN0210160320MM/MINZFFT/757362/3200264MIN1582S21LMZF工步2精铣背吃刀量的确定1MMPA进给量的确定由切削用量简明手册中表33，按表面粗糙度为32M的条件选取，该工序的每转进给量F08MM/R。AR铣削速度的计算根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，D/Z80/10，008MM/Z的条件选取，铣削速度V为ZFV576MM/MIN。由公式N1000R/D可以求得铣刀转速N2293R/MIN。参照机械制造技术基础课程设计指导教程中415的X51型立式铣床的主轴转速，选取转速为N210R/MIN。再将此转速代入上面公式，可以求得VND/10005278MM/MIN。基本时间的确定根据机械制造技术基础课程设计指导教程中表543中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角90）的基本时间公式RKT/，可以求得该工序的基本时间，其中21LMZF75MM，13MM，取2MM，40MM，736MM，得LLEA1LN08MM/R210R/MIN168MM/MINZFT/752736/1680502MIN3013S21LZF工序2钻20MM的孔，扩孔至22MM。工步1钻20MM的孔。背吃刀量20MMPA进给量的确定选取该工步的每齿进给量F03MM/R。切削用量的计算因为该工件的材料为HT200，所以选取切削速度V22M/MIN。由式N1000V/D可以求得N100022/2035032R/MIN参照机械制造技术基础课程设计指导教程中表49所列的Z525型立式钻床的主轴转速，选取N392R/MIN，再将N代入N1000V/D中，得到V39220/1000246M/MIN基本时间T其中80MM，1016611266MM，14MM,L1LCOTRKD2L取2MM。所以基本时间T为LSNFT48IN239621工步2扩20MM的孔至22MM。背吃刀量的确定取1MM。PA进给量的确定由切削用量简明手册中表210的资料，选取该工件的每转的进给量F11MM/R。切削速度的确定根据相关资料，确定V04012288M/MIN钻由公式N1000V/D。可以得到N100088/221274R/MIN按机床选取N140R/MIN，得切削速度VI/69D基本时间T其中80MM,11661366MM/MIN,14MM,L1L2COT2RKD2L取2MM。所以基本时间T为LSNFT4IN5046321工序3粗铣沟槽，上平面工步1粗铣沟槽。背吃刀量的确定双边背吃刀量为16MM。PA进给量的确定按切削用量简明手册中表314中资料选择刀具为“直柄立铣刀”，D/Z16/3铣刀每齿进给量为004MM/Z。ZF铣削速度18MM/MIN。主轴转速为N358R/MIN。CV基本时间T按机械制造技术基础课程设计指导教程中表543得，式中05D12，13MM，MZFLT21LL1PAHIL40I/96438其中H为沟槽深度，为铣削轮廓的实际长度，为沟槽深度的背L1P吃刀量。，取2MM,I34/172,L21651LST51IN494工步2铣上平面由工序1可知，精加工余量为1MM,背吃刀量为312进给量的确定机床的功率按510KW，按切削用量简明手册中表33选取该工序的每齿进给量为02MM/Z。ZF铣削速度参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铣刀，其中在D/Z80/10的条件下选取。铣削速度为V40M/MIN。有公式N1000R/D可以得到N100040/8015915R/MIN由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为N160R/MIN,所以，实际的铣削速度为VND/100016031480/10004019M/MIN基本时间T据面铣刀铣平面不对称铣削的计算时间计算公式MZFLT21按机械制造技术基础课程设计指导教程表545切入和切出行程速度,NZN0210160320MM/MINFFT8029/320034MIN207S。三、夹具设计31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。32定位误差的确定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。所以槽的定位误差为槽的尺寸公差，即H11Z最后只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。33夹紧力方案分析如前所述,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。34夹紧力计算因为零件是以内孔定位，所以通过查机械制造技术基础课程设计指导书可以得到端面夹紧的夹紧力计算公式，并由此计算出夹紧力为2113N。四、方案综合评价与结论通过一系列的方案定位与各种计算，该方案在可以满足零件的加工需求，所以，该方案可以进行实行。五、体会与展望通过本次的夹具设计，我们进一步的理解和掌握了机械制造技术这门课程，对课程中的内容不仅加以巩固，更加拓展了我们的知识面和对机械这一学科的深层次了解，而且学会了查阅