车床拨叉课程设计说明书更正版

1、课程设计说明书 机床夹具设计 河北农业大学 指导教师弋景刚 学院名称机电工程学院专业及班级机制1502 （图1为CA6140车床拨叉831007的CAD图） （图2为CA6140车床拨叉831007的proe图） 目录 1、序言 4 2、设计具体内容 4 2.1、零件的作用 4 2.2、零件的工艺性分析 4 2.3、工艺规程设计 5 2.3.1、确定毛坯的制造形式 5 2.3.2、基面的选择 5 2.3.3、制定工艺路线 5 2.3.4、选择加工设备和工艺设备 7 2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 2.5、确定切削用量及基本工时 8 2.6、夹具设计 13 2.6.1、零设计

2、任务 13 2.6.2、确定毛坯的制造形式 14 2.6.3、定位基准选择 15 2.6.4、夹紧方案的选择 15 2.6.5、定位误差分析 15 15、 15 266 、夹具结构介绍 2.7、参考文献 1、序言 机械制造工艺学课程设计是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。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过 程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将

3、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，为今后的工作打下一 个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 2、设计具体内容 2.1、零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主 6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，而下方的 55mm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。 2.2、零件的工艺分析 零件的材料为HT20Q灰铸铁生产工艺简单

4、，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）需要加工的表面： a. 小孔的上端面、大孔的上下端面； b. 小头孔叮T2 ；021 mm以及与此孔相通的8mm的锥孔、M8螺纹孔； c. 大头半圆孔叮5mm 2）位置要求： 小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm大孔的上下端面与小头孔中心 线的垂直度误差为0.07mm 由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗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

5、术要求采用常规的加工工艺均可保证。 2.3 、 工艺规程设计 2.3.1 、确定毛坯的制造形式 零件材料为HT2O0考虑到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， 生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知零件的质量是 1.OKg/ 个，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；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。 2.3.2 、基面的选择 定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。 基面选择得正确与合理， 可以使加工质 量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成 大批报废，使生产无法正常

6、进行。 （1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助 粗基准。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定 位。 （2）精基准的选择：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，以两个小头孔内圆柱表面 为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要 专门的计算，此处不再重复。 （3）加工阶段的划分 : 该拨叉加工质量要求较高，可加工阶段可分成粗加工、半精加工 和精加工几个阶段。 （4）工序的集中与分散：本拨叉选用工序集中加工原

7、则安排拨叉加工序。该拨叉的生产 类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装，夹具，以提高生产率；而且运用工序 集中原则使工件的装夹次数减少， 不但可缩短辅助时间， 而且由于在一次装夹中加工了许多 表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。 （5）加工原则 1）遵循“先粗后其他”原则。 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3）遵循“先主后次”原则，首先加工拨叉上端面。 制定工艺路线的出发点， 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。 在生产纲领已确定为大批生产的条件下， 可以考虑采用万能性机床配以专 用的夹具，并尽量使工序集

8、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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： a. 工艺路线方案一 工序一：铸造毛坯。(预铸出54mn?L) 工序二：粗铣40mnfL的两头的端面，73mnfL的上下端面。精铣 40mnfL的两头的端 面，73mnfL的上下端面。 工序三：粗镗、半精镗、精镗 55mnfL至图样尺寸。 工序四：钻、扩、铰两端 22mnfL至图样尺寸。 工序五：钻M8的螺纹孔，钻 8的锥销孔钻到一半，攻 M8的螺纹。 工序六 ： 铣断至图样尺寸。 工序七 ：去毛刺，检查。 b. 工艺路线方案二 工序一：粗铣 半精铣粗铣40mnt勺上下的端面,至51

9、MM中间大孔上下端面至30mn 工序二：钻、铰两端22nn孔至图样尺寸。 工序三：粗铣中间孔上端面至 22 (5) mn周径至71mn半精铣钻中间孔下端面至 22mn 周径至71口粗铣中间孔上端面至 25口周径至73口卬半精铣中间孔下端面至 20nn周 径至73口阳 工序四：粗镗、-到-、半精镗55nn孔至图样尺寸。 工序五：钻8口冊勺锥销孔钻到一半，装配时再钻，铰！钻 M8x1nn勺螺纹孔攻丝M8x1nn 工序六：铣断至图样尺寸。 工序七：去毛刺，检查。 以上工艺过程详见“过程卡” 。 a) 机床的选择： 工序010为铣平面，可采用万能 XA6132铣床。 工序020采用Z512台式钻床。

10、工序030采用万能XA6132铣床。 工序040采用万能XA6132铣床。 工序050采用万能XA6132铣床。 工序 060 采用钻床。多刀具组合机床。 工序 070 采用铣断机床 b) 选择夹具： 该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 c) 选择刀具： 在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。 d）选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。 e）其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采 用通用量具即可。 2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “CA6140车床拨叉”零件材料为HT2O0毛坯重量约为1.0 kg,生产类型

11、为大批生产，采 用砂型铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸如下： a. 外圆表面（40mn及 73mn#表面） 考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。又因它们是对称的两个零件 最后还需铣断，故对 40mm勺中心轴线的尺寸偏差为120土 1.25的范围内。 b. 两小孔：2200.21 毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照实用手册确定工序尺寸及余 量： 钻孔： 20.5mm2Z=20.5mm 铰孔： 2200.21 mm2Z=0.2mm c. 中间孔（55mm及73mm 中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械

12、制造工艺设计手册表得：孔的铸造毛坯为 49、 73的孔是在 55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm由于其 对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照实用手册确定73mn工序尺寸及余量： 粗铣： 71mmZ=0.4mm 精铣： 73mmZ=1mm 参照切屑加工简明实用手册确定 55mn工序尺寸及余量： 粗镗： 54.5mm2Z=0.8mm 半精镗：55mm d. 螺纹孔及销孔 销尺寸铸造为实体。 参照实用手册确定钻 8螺纹孔和8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。 e. 铣断 2.5、确定切削用量及基本工时 工序I粗铣40mn?L的两头的端面。 a.加工条件 工件材料：HT2O0硬度1

13、90260HBS c b=0.16Gpa,铸造。 加工要求：粗铣两头端面至 51mm粗铣大孔端面至30mm 机床：X52K立式铣床参数。 刀具：涂层硬质合金盘铣刀 45mm选择刀具前角 丫。二+ 5后角a。二8,副后角 a o =8,刀齿斜角 入s= 10 ,主刃Kr=60 ,过渡刃Kr =30 ,副刃Kr =5过渡刃宽 b =1mm b. 计算切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=2mm次走刀即可完成所需长度 2）计算切削速度 按简明手册 pv Kv -Cvdqv c TmapXv fzyvaeUvZ 算得 Vc= 98mm/s n=439r/min,V f=490mm/

14、s 据X52K立式铣床参数,选择nc=475r/min,V fc=475mm/s则实际切削速度 V c=3.14 X 80X 475/1000=1.06m/s,实际进给量为 f zc=V fc/n cZ=475/(300 X 10)=0.16mm/z。 3) 校验机床功率 查简明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为 PcmPcG故校验合格 最终确定 a p=2mm nc=475r/min,V fc=475mm/ V c=1.06m/s , f z=0.15mm/z。 4) 计算基本工时 t m= L/ V f=9.4s。 工序U 钻、铰两端 22mm孔之图样尺寸。 a.加工条件 工件材

15、料：HT20Q硬度190260HBS c b=0.16Gpa,铸造。 加工要求：钻孔至 20.5mm精铰至 22mm保证孔壁粗糙度Ra=1.6卩m 机床：Z512台式钻床。 刀具：莫式圆锥为2号的高速钢横锥柄麻花钻作为刀具，刀长21.8mm钻头采用双头 刃磨法，后角ao = 12、二重刃长度匕=2.5mm横锥柄麻花钻作为刀长b=1.5mm宽l=3mm 棱带长度11 =1.5mm、2=120 ? 0 =10 _ 30 。莫式圆锥为2号的高速钢横锥 柄麻花钻22 mm b.计算切削用量 1）查简明手册。f= 10.25m 按钻头强度选择f =1.75mm/r 按机床强度选择f = 0.53mm/r

16、。 最终决定选择机床已有的进给量 f =1.1mm/r。 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.50 . 8 mm寿命T =60min。 3）切削速度 查简明手册 vc =12mm/r 修正系数 KTV=1.0 KMV=1.0 Ktv=1.0 Kxv = 1.0 K iv =1.0 K apv =10 故vc = 12mm/r。 查间明手册机床头际转速为n=180.2r/min.选取机床机床转速为n=200r/mm。 故实际的切削速V=X dn/1000=12.9m/min. 4）计算基本工时 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 钻和精铰的

17、切削用量如下： 钻孔： f = 1.1mm/ r d0 = 21.8mm。 精铰： f = 1mm/ r d0 =22mm。 工序川-工序W 粗铣中间孔上端面至 25mm周径至 71mm粗铣中 间孔下端面至22mm周径至 71mm精铣两头孔的端面至50mm精铣中间孔上端面至25mm 周径至 73mrp精铣中间孔下端面至周径至 73mm a.加工条件 工件材料：HT200硬度190260HBS c b=0.16Gpa,铸造。 加工要求：粗铣中间孔上端面至 25mn,周径至 71mm粗铣 中间孔下端面至22mm周径至 71mm精铣两头孔的端面至50mm保证粗糙度Ra=3.2卩m 精铣中间孔上端面至

18、25mn,周径至 73mm精铣中间孔下端面至保证 20mm周径至 73mm 保证端面粗糙度Ra=3.2卩m,保证孔壁粗糙度 Ra=6.3卩 机床：万能铣床X6132。 刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm选择刀具前角丫。二+ 5后角a。二8,副后角 a o =8,刀齿斜角 入s= 10 ,主刃Kr=60 ,过渡刃Kr =30 ,副刃Kr =5过渡刃宽 b =1mm b.计算切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=4mm次走刀即可完成所需长度 2）计算切削速度 按简明手册 -Cvdqv pv Kv c TmapXv fzyvaeUvZ 算得 Vc= 98mm/s n780r/min

19、,V f490mm/s 据X52K立式铣床参数，选择nc=750r/min,V fc=475mm/s,则实际切削速度V c3.14 X 80X 750/10001.78m/s,实际进给量为 f zcV fc/n cz750/（300 X 10）0.25mm/z。 3）校验机床功率查简明手册Pcc2kw,而机床所能提供功率为PcmPc。故校验合格。 最终确定 a p1mm nc750r/min,V fc475mm/ V c1.78m/s , fz0.15mm/z。 4）计算基本工时 粗铣中间孔上端面至 25 mm,周径至 71mm t m=L/ Vf13s 粗铣中间孔下端面至22mm周径至 71

20、mm timL/ V f13s 精铣小孔上端面至 50mm tm-L/ V f8s； 精铣中间孔上端面至周径至 73mm tmF L/ V f10s； 精铣中间孔下端面至周径至 73mm t m5 L/ V f10s。 工序V 粗镗、半精镗、精镗 55mn孔至图样尺寸。 a. 加工条件 工件材料：HT200硬度190260HBS cb0.16Gpa,铸造。 加工要求：粗镗中间孔至 54.5半镗中间孔至 55、 机床：万能铣床X6132。 刀具：YT质合金镗刀。 b. 计算切削用量 单边余量Z1m第一次0.4mm明手册4.2-20查得，取f =1mm/r。根据简明手册4.2-21 查得，取：n9

21、00r/min 。 c. 计算切削基本工时： 0 1mm时，进给量f =0.3mm/r和f =0.12mm/r，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工 时分别为100s和80s工序切 钻8mm勺锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm机动时，1=6*4= 10mm，计算切削基本工时： 195 0.3 = 32s 丨+ y +也 t m 二 fm 工序 铣断保证图样尺寸 a. 加工条件 工件材料：HT20Q硬度190260HBS c b=0.16Gpa,铸造 加工要求：铣断后保证两边对称相等。 刀具：YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为4mm 机床：组合机床。 b. 计算切削用量 查切削手

22、册，选择进给量为：f = 0.3mm/r,切削速度为：v=1m/s，贝U: 根据简明手册表4.2-39，取nw=100r/min，故实际切削速度为： 查切削手册表4.2-40，刚好有fm = 400mm/min。 计算切削基本工时： 工序毗去毛刺，检查。 2.6、夹具设计 2.6.1设计任务 钻、铰两端22mn孔夹具 大批量生产 2.6.2确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200考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，生产类型为大批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。铸造时两件铸在一起。 2.6.3定位基准选择 由零件图可知，22mm孔垂直于 22中心线，为使基准重合，应该选择 22孔为定 位基准。孔在拨叉上的位置尺寸 20的设计基准为 8锥销孔中心线，但是此孔较小且属于 斜孔，不适合用于定位，故选择 22孔上端面作为定位基准。 根据上述分析，可以选择长销小平面组合进行定位。但是零件图上要求两件铸在一起， 若两件都用长销小平面组合进行定位将造成过定位。