ca6140车床拨叉夹具设计课程设计说明书

课程设计报告（论文）设计课题CA6140车床拨叉夹具设计专业班级09级机制（2）班学生姓名指导教师设计时间2012061220120626技术学院呼伦贝尔学院工程技术学院CA6140车床拨叉夹具设计课程设计任务书姓名专业机制班级09级（2）班指导教师职称教授课程设计题目通过这次车床CA6140拨叉加工工艺规程及夹具的设计让我们对所学的专业课的一些知识得以复习、巩固和应用，并对零件的制造过程有了一定的了解。已知技术参数和设计要求车床831006拨叉零件的具体尺寸及相互位置度要求,设计钻孔的钻床夹具，机械加工工艺路线的确定，夹具的装配图、零件图的绘制，设计说明书的编写等。所需仪器设备X5032、Z525、丝锥、专用夹具。成果验收形式现场答辩参考文献1、艾兴肖诗纲切削用量简明手册机械工业出版社2、吴宗泽罗盛国机械设计课程设计手册高等教育出版社3、机械加工工艺手册机械工业出版社时间安排三周指导教师谭振义教研室主任2012年6月21日注本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。工程技术学院车床夹具课程设计成绩评定表专业机制班级09级2班学号姓名课题名称CA6140车床拨叉夹具设计设计任务与要求本次所选拔叉的工艺分析及夹具设计内容主要包括拨叉毛坯的选择，机械加工工艺路线的确定，夹具方案的确定，夹具的装配图、零件图的绘制，设计说明书的编写等。指导教师评语建议成绩指导教师课程小组评定评定成绩课程负责人年月日目录设计总说明I1零件的分析1零件的作用12工艺规程的设计121确定毛坯的制造形式122基面的选择123制订工艺路线224机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定225确定切削用量及基本工时33夹具设计1031问题的提出1032夹具设计10结束语13参考文献14设计总说明本设计是CA6140车床拨叉831003零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面、孔、槽和螺纹孔。一般来说，机械加工工序先后顺序一般遵循先加工定位基面，再加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面；先安排粗加工工序，后安排精加工工序；先加工平面，后加工孔。选择右端R20的端面，上顶端4080的面和右侧7580的面为粗基准，选择为花键孔和7240的端面为粗基准。先粗铣7540的左端面,精铣7540的左端面直至符合表面粗糙度要求；接着钻、扩22的花键孔，锪两端倒角230；然后拉花键，保证精度要求；再粗铣、精铣沟槽，粗、精铣上平面至符合表面粗糙度要求；然后钻攻2M8螺纹孔、钻5圆锥孔。最后去毛刺、清洗、终检。关键词拨叉；加工工艺；夹具；定位；夹紧“CA6140车床拨叉”831003零件的机械加工工艺规程设计课程设计说明书一、零件的分析（一）零件的作用该零件是C6140车床拨叉，它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30MM的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30MM的面和槽之间要达到很高的配合精度。（二）零件的工艺分析831003拨叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。分析如下1以花键孔为中心的加工表面725H这一组加工表面包括的花键孔及倒角，的M725M803台阶面，两个通孔和一个的圆锥孔。8M2以的端面为基准的加工表面40这一组加工表面包括的槽，的端面。17540这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是（1）的台阶面与的花键孔中心线的平行度公差M803MH725为。（2）槽的端面与的花键孔中心线的垂直度公差H为。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以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，并且保证它们之间的位置精度要求。2、工艺规程的设计（一）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5000件，已经达到了大批量生产，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“金属模机械造型”铸造的方法制造毛坯。（二）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。所以选择右端的端面，上顶端的面和右侧MR20M804的面为粗基准。8075（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的端面，在M4072加工中采用专用夹具夹持。（三）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大批量生产的条件下，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。工艺路线方案工序1粗铣的左端面,精铣的左端面直M4075M4075至符合表面粗糙度要求。工序2钻、扩的花键孔，锪两端倒角。12工序3拉花键，保证精度要求。工序4粗铣沟槽。工序5精铣沟槽至符合表面粗糙度要求。工序6粗、精铣上平面。工序7钻攻2M8螺纹孔。工序8钻圆锥孔5工序9去毛刺工序10清洗工序11终检（四）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，生产类型为大批量生产，可以采用“金属模机械造型”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CA6140拨叉材料为HT200毛坯质量为，KG840MPAB20,157HBS根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根据零件图计算轮廓尺寸，长，宽为，高为，M408M75故零件最大轮廓尺寸为。8选取公差等级CT由机械制造技术基础课程设计指导教程中表51可查得毛坯件的公差等级为级，取为级1求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由机械制造技术基础课程设计指导教程中表53可查得尺寸公差为。MCT23求机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指导教程中表55查得机械加工余量等级范围为,取为级。FDE求（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一数值，由RAM机械制造技术基础课程设计指导教程表54查得最大轮廓尺寸为，机械加工余量为级，得数值为M80ERAMM70求毛坯尺寸通孔和锥孔较小铸成实心，面单MM825C侧加工，应由机械制造技术基础课程设计指导教程式52求出，即MTRAF38270面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指导教程D式51求出，即TM3742072为了简化零件的形状取MR5铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表项目4080的面4075公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3232机械加工余量等级EERAM0707毛坯基本尺寸823751、面的单边总加工余量为，机械制造技术基M804MZ32础课程设计指导教程表549精加工余量故精加工余量为Z312、面精加工余量同面，故75804面粗加工余量3、花键孔要求以花键孔外径定心，故采用拉削加工，内孔尺寸为，MH12由机械制造技术基础课程设计指导教程表542确定孔的加工余量分配钻孔扩孔拉花键孔M202961756H4、铣槽18由机械制造技术基础课程设计指导教程表541查得粗铣后半精铣宽度余量为，粗铣后公差为，半精铣后公差Z327018为0（五）确定切削用量及基本工时工序1粗、精铣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）的基本时RK间计算公式T/。其中，75MM，13MM，取21LMZFL2L2MM，40MM。则有2LEA05（D）1305802736MM。12EAD2408NZN0210160320MM/MINMZFZF基本工时TJ/757362/3200264MIN1582S21LMZF辅助时间TF015TJ0151582S2373S其他时间TBTX006TJTF00615822373109S工步2精铣背吃刀量的确定1MM1PA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V576MM/MIN。ZF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TRK/，可以求得该工序的基本时间，其中75MM，13MM，取21LMZFL2L2MM，40MM，736MM，得EA1LN08MM/R210R/MIN168MM/MINMZF基本工时TJ/752736/1680502MIN3013S21LMZF辅助时间TF015TJ0153013452S其他时间TBTX006TJTF0063013452208S工序2钻、扩22的花键孔，锪两端倒角。152工步1钻20MM的孔进给量的确定由切削用量简明手册表27选则择高速钢麻花钻头其直径。铸铁的硬度大于查得进给量MD0HBS0由于查得修正系数RF534428YD则。9KTFRF1由切削用量简明手册表28可查得钻头强度允许的进给量为。RF71由切削用量简明手册表29可知机床进给机构强度允许的钻削进给量。选用Z525钻床由表235查得进给机构允许的最大抗力，查，故取由520,83MAXDNFSMF930480F切削用量简明手册表219查得高速钢钻头钻孔的轴向力小于，故可用。51MAX确定钻头的磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表212查的钻头后刀面最大磨损量取，寿命为。60IN15T确定切削速度M62804310RDVN由切削用量简明手册表235取则实际切削速度I7NMRDNVC17043271检验机床扭矩及功率由切削用量简明手册表220可查得时，RMF50。当时由切削用量简明手册表235可查得NMMC8176IN27RC。24由切削用量简明手册表223查得。KWKWPEC768102,1因为，故所选切削用量可用。MCPECMIN17IN,27,480RNRFVC计算基本工时FLTM由切削用量简明手册表229查得入切量和超切量分别为10MM和10MM。故。MIN69048271NFLTM工步2扩20MM的孔至22MM。背吃刀量的确定取2MM。PA进给量的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表523查得，选取该工件的每转的进给量08MM/R。F切削速度的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表524查得V875M/MIN，由式N1000V/D可以求得N1000875/221226R/MIN按机床选取N1360R/MIN（从机械制造技术基础课程设计指导教程中表49查得），得切削速度VMIN/95310DN基本时间T其中80MM,1105771735MM14MM,取L1L2COT2RKD2L2MM。2L基本工时SNFLTJ94MIN082136805721辅助时间TF015TJ0735S其他时间TBTX006TJTF006490735034S工步3锪两端倒角230进给量的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表532查得F015MM切削速度的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表532查得V20M/MIN，由式N1000V/D可以求得N100020/252548R/MIN,按机床选取N272R/MIN（从机械制造技术基础课程设计指导教程中表49查得）。再将N代入N1000V/D中，得到VMIN/79180DN基本时间T其中1MM，12，取1FLT1L1L1L基本工时TJ11/015272005MIN3S辅助时间TF015TJ0153045S其他时间TBTX006TJTF00630450207S工序3拉花键拉花键孔，选用L6110A卧式内拉床，使用专用拉床夹具。选择高速钢花键拉刀，齿数为6，花键孔外径为25MM，内径为22MM，键宽为6MM拉削长度为80MM单面余量的确定双边背吃刀量为H3MM。进给量的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表533查得00602，取006MM/Z。FF拉削速度的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表534查得拉削速度V353，取3M/MIN。基本时间T，式中，为校准部分的长度系数，VFZKLHT10ML80取12，K为考虑机床返回行程系数取14，Z为拉刀同时工作齿数Z/T,T为拉刀齿距查金属机加工手册表1533得T14MMLZ80/146基本工时TJ3801214/1000360066031MIN186S辅助时间TF015TJ015186279S其他时间TBTX006TJTF006186279128S工序4粗铣沟槽背吃刀量确定双边背吃刀量为16MM，切槽深度34MM。AEAP分两次铣槽，第一次切槽深度，第二次切槽深度14MMMP2012P进给量的确定从机械制造技术基础课程设计指导教程中表519查得，机床的功率按510KW，选取该工序的每齿进给量为012MM/Z。ZF铣削速度的确定参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用硬质合金镶齿三面刃铣刀，其中在D/Z200/12的条件下选取。铣削速度为V156M/MIN。有公式N1000V/D可以得到N1000156/200248R/MIN由于机械制造技术基础课程设计指导教程中表418中的X62型立式铣床的主轴转速为N235R/MIN,所以，实际的铣削速度为VND/1000235314200/10001476M/MIN基本时间T的确定据面铣刀铣平面不对称铣削的计算时间计算公式ZNMZFLT21MZF其中机械制造技术基础课程设计指导教程中表544查得MM，40MM521LL基本工时TJ（4055）/01212235034MIN203S辅助时间TF015TJ0152033045S其他时间TBTX006TJTF0062033045140S工序5精铣沟槽至符合表面粗糙度要求。背吃量和进给量的给定背吃量为1MM；参照指导教程表519取FZ008MM/Z；切削速度的确定参照指导教程表520取V268M/MIN代入公式MIN/8106RDVN查指导教程表418取N1225R/MIN，代入公式MIN/7301DVN精铣时，L40MM；L225MM,取L25MM；AE35MM；AP18MM；D100MM；L1131MM487MM；2ED35102FZ008MM/Z；Z10Z/R；N1225R/MIN；FMZ008101225MM/MIN980MM/MIN将上述结果代入公式基本时间TJ35SR15MIN/1258740辅助时间TF015TJ0151115167S其他时间TBTX006TJTF0061115167077S工序6粗、精铣上平面工步1粗铣背吃刀量为16MM，查指导教程表519取进给量FZ01MM/Z；参照指导教程表520取V200M/MIN，代入公式；MIN/79610RDVN查指导教程表418取N725R/MIN，代入公式；182基本时间TM的计算根据指导教程表543中面铣刀铣槽的基本时间计算公式，其中；FMZLITJ21PEAI粗铣时，L40MM；L225MM,取L25MM；AE30MM；AP12MM；D80MM；L1131MM3972MM；2ED2308FZ01MM/Z；Z10Z/R；N725R/MIN；FMZ0110725MM/MIN725MM/MIN将上述结果代入公式ST0126751239801工步2精铣背吃量为1MM；参照表519取FZ008MM/Z；参照指导教程表520取V268M/MIN代入公式，MIN/8106RDVN查指导教程418取N1225R/MIN，代入公式。MIN/7301DV精铣时，同理，根据指导教程表543中的公式，计算基本工时，其中L80MM；L25MM；AE30MM；AP12MM；L1131MM3972MM；ED2308FZ008MM/Z；Z10Z/R；N1225R/MIN；FMZFZZN008101225980MM/MIN将上述结果代入，ST1598012732基本时间TJT1T226019153516S辅助时间TF015TJ0153516527S其他时间TBTX006TJTF0063516527243S工序7钻攻2M8螺纹孔工步1钻27孔选择切削用量选择高速钢直柄麻花钻直径为7，钻头形状为双锥修磨横刃。由切削用量简明手册表27查得进给量F036044MM/R，由切削用量简明手册表28和钻头允许的进给量确定进给量F086MM/R。由切削用量简明手册表29机床进给机构所允许的钻削进给量查得F16MM/R。故由Z525型立式钻床说明书取F036MM/R。确定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表212查得磨钝标准为0508寿命为T35MIN。确定切削速度由切削用量简明手册表215查得切削速度为V18M/MIN。则主轴转速为N8189R/MIN。DV10由Z525钻床说明书由就近原则取N680R/MIN。故实际切削速度为V149M/MIN校核机床扭矩及功率由切削用量简明手册表220查得FYZOFFKFDCMYZOKFDCCVP30420,108，0206,20,08FCFZFYMMZY42072036081F12983NMC02067203608145NMPC032KW7309145根据Z525机床说明书可知MM422NM,PE28081226KW,FMAX8830N由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。计算钻削加工工时由切削用量简明手册表229查得入切量和超切量Y的值为6MM。故TNFYL68031007MIN因为表面存在两个加工孔故加工工时为基本工时TJ2T014MIN84S辅助时间TF015TJ01584126S其他时间TBTX006TJTF00684126058S工步2攻2M8螺纹孔由机械加工工艺手册表724选用M8细柄机用丝锥，在Z525型立式钻床上攻丝。由机械加工工艺手册表7213在Z525型立式钻床上攻丝切削速度表查得VC1112M/MIN。故钻床主轴的转速为N43794777R/MINDVC10由Z525的说明书的参数可取N392R/MIN。故实际切削速度为VC98MM/MIN攻螺纹机动实际的计算TM11NPL其中工件螺纹的长度10MM。LL丝锥切削长度22MM。11攻螺纹是的超切量（23）P取3。攻螺纹是的转速392R/MIN。NN丝锥退出时的转速680R/MIN。11P螺距。则TMMIN011MIN11NPL680392502因为表面存在两个加工孔故加工工时为基本工时TJ2TM022MIN132S辅助时间TF015TJ015132198S其余时间TBTX003TJTF003132198045S工序8钻5圆锥孔选择切削用量选择高速钢直柄麻花锥型钻直径为5，由Z525型立式钻床说明书取F036MM/R。由切削用量简明手册表215查得切削速度为V18M/MIN。则主轴转速为N7269R/MIN。DV10由Z525钻床说明书由就近原则取N680R/MIN。故实际切削速度为V149M/MIN由切削用量简明手册表229查得入切量和超切量Y的值为6MM。故TNFYL68031007MIN基本工时TJ007MIN42S辅助时间TF015TJ01542063S其他时间TBTX006TJTF00642063029S3、夹具设计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。设计铣台阶面铣床专用夹具。803（一）问题的提出本夹具主要用于铣台阶面，该台阶面对于花键孔中心，有一定的技术要求。因此，在本工序加工时，主要考虑如何提高生产率，降低劳动强度，提高加工质量。（二）夹具设计1定位基准的选定设计基准是以花键