CA6140拨叉831003夹具设计

1、课程设计报告课程名称：机械制造工程学课程设计报告题目：学生姓名：CA6140拨叉831003夹具设计所在学院：机械工程学院专业班级:学生学号:指导教师:2014 年9月25日机械制造工程学课程设计任务书报告 题目CA6140拨叉831003夹具设计完成时间学生 姓名专业 班级指导 教师职称教授总体设计要求和技术要点要求根据给定零件图和该零件的生产纲领及生产类型，完成零件工艺分析；拟定工艺方案（不 少于两个方案）；对优选方案进行工艺设计（画毛坯图，拟订工艺路线，选择机床和工艺装备， 填写工艺过程卡片）和工序设计（确定加工余量、工序尺寸、切削用量、时间定额，填写加工 工序卡片）；对给定工序拟定夹具

2、设计方案，设计并绘制夹具装配图和夹具件大件零件图；最 终完成设计说明书一本，夹具设计图一套（含装配图和至少2张零件图）。工作内谷及时间进度安排第2周周一 任务布置，集中辅导资料借阅，熟悉任务要求 第2周周二明确生产类型，分析零件及绘制零件工作图 第2周周三拟订工艺路线（至少两种方案），绘制毛坯图第2周周四 方案评价，拟定机械加工工艺过程，填写过程卡第2周周五选择机床和工艺装备，确定工艺参数第3周周一编制工序卡片（每人编制一道工序） 第3周周二制定夹具设计方案，绘制结构草图第3周周三 定位设计,夹紧设计第3周周四夹具精度分析和夹紧力分析第3周周五绘制夹具装配图第4周周一绘制夹具装配图第4周周二完

3、成夹具装配图，绘制夹具主要（大件）零件图 第4周周三绘制完成夹具主要零件图第4周周四整理说明书第4周周五答辩并进行材料整改，上交材料归档课程设计成果产品零件图一张；产品毛坯图一张；机械加工工艺过程卡一套；机械加工工序卡一份（一道工序）；夹具装配图一张；夹具主要零件工程图（至少二张）；设计说明书一份。本次设计是车床变速箱中拔叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此拔叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主 要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选 择以拔叉右面的最大的平面作为粗基准，来加工中间的通孔，然后以此加工过的孔作为

4、精基准。主要加工工序安排是先以中心 孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。最后以这两个孔为基准，分别 加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和拉床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词 ：加工工艺，定位，夹紧，专用夹具ABSTRACTThis design is a lather to become soon an appropriation for inside pulling out fork spare parts

5、processing craft rules distance and some work prefaces tongs pull out the construction of the fork spare parts than for complicacy, its the place that process is a peaceful in bore design processes after processing first the with flat surface the clear and definite dividing the line the bore the coa

6、rseness processes to process with the nicety the stage to guarantee their process the precise basis choice to pull out rough basis of conduct and actions of the biggest flat surface of the right in fork, process the in the center in general use bore, then be used as the precise basis with the bore t

7、hat primarily work preface arrangement is first to process a flat surface with the center bore fixed position with the right side flat surface and below big bore of two flat surface, again with center bore the fixed position processes the big bore that carryprocessing is to use the boring machine bo

8、ring these two bores as the basis finally, process the right-hand slot respectively with the thread bottom bore of the processes the process chose to use to the drill machine, miller with the boring machine .The tongs chooses to use the appropriation tongs, clipping tight way as to move to clip tigh

9、t, clip tight and dependable, operation produce the efficiency higher, be applicable to the large quantity measures, the flowing water is on-line to satisfy the design request.Keywords Process the craft，Fixed position，Clip tight， Appropriation tongs目录零件的分析1、零件的作用:1 2、零件的工艺分析 :1二、工艺规程设计1 、确定毛坯的制造形式2、

10、基准面的选择223、制定工艺路线24、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 75、确定切削用量及基本工时三、夹具设计四、设计小结五 参考文献、零件的分析（一）零件的作用课程设计题目给定的零件是 C614 0拨叉1,它位于车床变速机构中，主要起换挡作用。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 1 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

11、槽之间要达到很高的配合精度。（二）零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面：1 、这一组加工表面包括 :A 端面和轴线与 A 端面相垂直的花键底孔2、这一组加工表面包括：六个方齿花键孔，25mm花键顶孔两端的2X15。倒角。 对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式此次所设计的拨叉材料为HT200,根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用 要求。因为生产纲领为中批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，可选为铸出（二）基准面的选择1、 粗基准的选择：因为要保证花键的中心

12、线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以 40的外圆表面为粗基准。2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。（三）制定工艺路线工艺路线方案：工序一：铸造毛坯，粗铣左端面，精铣左端面。工序二：以外圆为基准钻20,再扩孔至 22。工序三：车倒角 15工序四：拉花键。工序五：以花键中心孔为基准粗铣沟槽，粗铣上平面 工序六：以花键中心孔为基准精铣沟槽，精铣上平面 工序七：钻孔2X 8。工序八：攻螺纹 2X M8。工序九：检测，入库。湖南工学院机械设计制造极其自动化专机械加工工序卡片业生产类型中批生产工序号I零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯机械加工

13、工艺过程卡片1材i料牌号|HT200毛坯种类铸鉄1毛坯外形尺寸每毛坯件数1每件台數备注工序 名称工序內容车 间工段设备工艺装备准终单 件1下料铸铁毛坯。2圆柱两端面。1執床普通车刀、游标卡尺3钻022 孔。2钻床专用夹具、直柄麻花钻、卡尺i SM4拉花键。1拉床专用卖具、拉门5车倒15 倒角。1车床三爪卡盘 铿刀&2铁床专用夹具*普通车刀、淋柚卡尺7铳育三孔的面。2碱床专用夹貝、普通车刀、游标卡尺89 j钻2X胆1钻床专用夹具.席花钻】内径千分尺攻丝U5 o1谁丝 i1iiiSr：n Bi牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号工序工步工步说明刀具/、量具/、走

14、刀 长度(mm)走刀 次数切削 深度(mm)进给量(mm/n)主轴 转速(r/min)切削 速度(mm/ mi n)基本工时I1铸造毛坯游标卡尺湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号II零件名称零件重量料-硬度 HB170241材牌号HT200立式铣床X52K零件号同时加工零件数毛型式铸_件 夹具辅助工具重专用夹具工序工步工步说明刀具/、量具/、走刀 长度(mm)走刀 次数切削 深度(mm)进给量(mm/r)主轴转 速(r/min)切削 速度(mm/s)基本 工时 minII1粗铣表面75 X 40YG6游标卡尺8713003002精铣表面75 X 40YG

15、6游标卡尺871300300湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号1:零件名称拨叉:零件号零件重量同时加工零件数11材料毛坯工序工步工步说明刀具/、量具/、走刀 长度(mm)走刀 次数齿升量(mm)进给量(mm/z)主轴转 速(r/min)切削 速度(m/mi n)基本 工时 minIV1拉花键立 铣 刀游 标 卡 尺101300牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工:具名称型号专用 夹具立式钻床Z535工序工步工步说明刀具/、量具/、走刀 长度(mm)走刀 次数切削 深度(mm)进给量(mm/r)主轴转 速(r/min)切削 速度(

16、m/min)基本 工时 minIII123钻尼0孔 扩尼2孔 倒角麻花钻do=23mm高速钢钻do=游标卡尺202275140湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号IV:零件名称拨叉；零件号:零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号专用卧式拉床L6110A 夹具湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号V零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1M料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用 夹具立式铳床X52K工序工步工步说明

17、刀具/、量具/、走刀 长度(mm)走刀 次数切削 深度(mm)进给量(mm/z)主轴转 速(r/min)切削 速度(mm/ mi n)基本 工时 minV12粗铣80X 30表面精铣80X 30表面立 铣 刀游标卡尺9191112146046012411湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号 VI零件名称拨叉零件号牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号立式铳床X52K专用 夹具1坯零件重量材料同时加工零件数 毛走刀工步说明长度(mm)走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转切削 基本速速度(r/min (mm/工时mi

18、n)min)1VI 2粗铣18mm槽 半精铣18mm槽游标卡尺335湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号VII1II . 1零件名称拨叉零件号:零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用 夹具立式钻床Z525工序工步工步说明刀具/、量具/、走刀 长度(mm)走刀 次数切削 深度(mm)进给量(mm/r)主轴转 速(r/min)切削 速度(mm/ mi n)基本 工时 minVII12钻M8底孔 攻M8螺纹咼速钢麻花 钻丝锥游标卡尺312680392(四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

19、：1. 根据零件图计算轮廓尺寸，长 40mm，宽为80mm,高为75mm,故零件最大轮廓尺寸为80mm。2. 选取精度等级CT由机械制造工程学课程设计指导教程中表 2-3可查得毛坯件的精度等级 CT为810级，取为10级。3. 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,由机械制造工程学课程设计指导教程中表 2-8可查得尺寸 公差数值为。4. 求机械加工余量(RAM) 由机械制造课程设计指导教程表 2-6表5-5查得机械加工余量等级范围为 AJ,取为G级。结合 最大轮廓尺寸80mm，可以得出要求的加工余量为。5.求毛坯尺寸(R ) 2-M8通孔和5锥孔较小铸成实心；C、D面单侧加工

20、，求出，C面：R=F+RAM+CT/2=80+2=取整为85mm 同理可知 D 面：R=F+RAM+CT/2=72+2= 取整得 R= 77mm。铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表 1-1项目C面D面公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差机械加工余量等级GGRAM毛坏基本尺寸85771、C面(75 x 40)的单边总加工余量为Z= 5mm。查机械制造工程学课程设计指导教程表 3-23平面加工余量可知：精加工 余量为1mm,则粗加工余量为4D面的单边总加工余量为Z=5mm。同理可知：D面精加工余量为1mm，粗加工余量为4mm。2、 花键孔：(以花键外径定心)，采用拉削加工。由机械制

21、造工程学课程设计指导教程 表3-29孔加工余量可知：孔加工(扩) 余量为，取。3、 铣18H11槽 由机械制造技术基础课程设计指南 表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量 Z= 3mm粗铣后公差为+半精铣 后公差为+ (IT11)五)确定切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯，粗、半精铣左端面75 X 40面即C面。一、 粗铣面75 X 40面1、 背吃刀量的确定根据表1-1可知 即=4mm。2、 进给量的确定。选用硬质合金端铣刀，刀具材料为 YG6铣刀直径为8mm齿数为10。选用X52K,立式升降台铣床，功率为。由机械制造工程学课程设计指导教程表4-8可查得每齿进给量af二取af= z。3、 铣削速

22、度的确定由机械加工工艺手册表11-94可查得灰铸铁的硬度为150225HBS查得Vc=6010m/min。则主轴转速为 n = 1000Vc/n D=min 。 Vf= af*Z*n =mm。故取 n = 300r/min , Vf= 480mm/mi4、 切削工时： 由切削用量简明手册表可查得入切量及超切量丫+A =12mm。可以得出切削工时：t= (L+Y+X) /Vf =(75+12)480=。二、精铣75 X 40面1、 背吃刀量的确定由机械加工工艺手册表 6-30查得半精铣的铣削用量为1mm，即卩即=1mm。2、 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由实用机械加工工艺手册表11

23、-92要求表面粗糙度为查得每转进给 量为故取r。3、 铣削速度的确定由机械加工工艺手册查得铣削速度为 60110m/min则机床主轴转速n = 1000Vc/n D=mim取n = 300r/min，贝U Vf= 150mm/min4、 计算切削工时：由切削用量简明手册表可查得入切量及超切量丫+x =12mm。可以得出切削工时：t= ( L+Y+X) /Vf =(80+12)/150=工序二： 钻22花键底孔，扩花键底孔22;工序三：倒角钻20的孔。2、进给量的确定：由切削用量简明手册表选择高速钢麻花钻头其直径 do = 20mm。铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f=r 由于Y480/20

24、=4查得修正系数Ktf=则 匸r。由切削用量简明手册表可查得钻头强度允许的进给量为 f =r。 由切削 用量简明手册表可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。 选用Z525钻床由表查得进给机构允许的最大抗力 Fmax= 8830N, do w,查f= s,故取f =由切削用量简明手册表查得高速钢钻头钻孔的轴向力 F= 5510N小于Fmax,故可用。确定钻头的磨钝标准及寿命：由切削用量简明手册表查的钻头后刀面最大磨损量取，寿命为T=15mim。4、 确定切削速度：n=1000v/(n * do)=1000*18/* do)= r/min由切削用量简明手册表取 n= 272r/min则实际切削速

25、度：V= (n * do*n ) /1000=min。5、 检验机床扭矩及功率：由切削用量简明手册表可查得 f mm/r时，Me =。当nc= 272r/min时由切削用量简明手册 表可查得Mm =。由切削用量简明手册表查得Pc=kw。Pe=x=kw。因为Mew Mm，Pcw Pe,故所选切削用量可用。f = r ，n = nc= 272r/min。Vc= 17m/min。计算基本工时：t=L/nf 由切削用量简明手册表查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。t=L/nf =(80+10)/(272*=二、扩20孔。1、 背吃刀量的确定：由切削用量简明手册查得背吃刀量为2mm。2、 进给量

26、的确定：由切削用量简明手册查的f=r。根据机床说明书取f= r3、 计算切削速度：V= (1/31/2) *=min。由此可知主轴的的转速为：n = min根据机床说明书取n= 140r/min，则实际切削 速度：v=140n v/1000=min4、计算切削工时：由切削用量简明手册表可查得Kv= 3060,取Kv= 45。由机械加工工艺手册表可以得知：t=(L+L1+L2)/fn=min三、倒角。工序四：拉花键孔。由机械加工工艺手册表拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为，取齿开量为。拉削速度由机械加工工艺手册表- 65查得表面粗糙度要切Ra=，拉削速度为n级的花键拉削速度为：

27、Vc= m/min取 Vc= 3 m/min，拉削级别由机械加工工艺手册表一 66查得。拉削工时t=(Zb*L* n *k)/(1000*v*fz*z)(其中Zb为单面余量，Zb= (25-22) /2= ; L为拉削表明长度 L= 80 mm ;n为拉削系数，取n=; K考虑机床返回行程系数取 k= ； v为拉削速度；fz为拉刀单面齿开量；P为拉刀齿距，P=( )* V80=*V80=12mm所以拉刀同时工作齿数为：z= L/P=80/12-7 ; 所以 t=*80*/(1000*3*7)=工序五、六粗、精铣80 X 30面及槽。粗铣80 X 30面1、加工余量的确定：由前面可知粗加工加工余

28、量为 4mm，加工余量较小故采用一次切削故 即=4 mm切削用量的确定：由机械加工工艺手册表一20选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm齿数为3。由机械加工工艺手 册表96查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为 aw= do/4,铣刀的铣削速度为v= min，每齿进给量为 mm/z则主轴转速为 n=1000v/(n nD)=min，取 n = 460r/min，由此可得 Vf= znfz=x 3X460=min3、铣削加工工时的计算由机械加工工艺手册表 94可查得t=(L+L1+L2)*i/Vf (i=30/(d0/4)8,，L仁+=9mmL2=1 2mm ，取 L2=2mm则 t=(80+9+2)

29、/=精铣 80X 30 面加工背吃刀量ap的确定 由前面可知道精铣的加工余量为1 mm，故ap= 1 mm进给量的确定 由精铣加工工艺手册表-72查得高速钢立铣刀直径为16 mm,选用与粗铣时同一铣刀和机床。铣削宽度为aw= 3 mm是的每齿进给量为 mm/z，因为表精度要求较高故fz= mm/z切削用量的确定 由机械加工工艺手册表 75查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为 mm。 由机械加工工艺 手册表76限度寿命查得限度寿命 T=60min。由机械加工工艺手册表查得 Vg 22 m/min，则铣床的主轴转速：n=1000v/ n d0=min ，取 n=460r/min ,Vf=fz*

30、z*n=*3*460=min4、计算铣削加工工时t=(L+L1+L2)*i/Vf (L,L1丄2与上述表示相同)可以得知：(80+9+2) *10/=11min粗铣 18H11 槽因为槽深为35 mm故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量，精1、选择与加工80 X30平面同一规格的铣刀，同一铣床。 铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap= 30 mm2、切削用量的确定由机械加工工艺手册表查得切削速度为V= 1829 m/min每齿进给量为fz= mm/z取fz= mm/z则铣床主轴转速为n = 1000v/n D=r/min根据机床说明书可取n = 460 r/min则实际转速为Vf

31、= fz*n*z = x 3X460=min切削加工工时：t=(L+L1+L2)*i/ Vf=(40+9+2)/=精铣 18H11 槽选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀，背吃刀量 ap= 5 mm确定进给量 由机械加工工艺手册表查得每齿进给量为fz= mm/z取fz= mm/z。 由机械加工工艺手册表查得后刀面最大磨损限度为 mm。由表查得铣刀寿命为T= 60 min切削用量的确定 由机械加工工艺手册表查得 V= 22 m/min，则主轴转速n=1000v/n D=min根据机床的说明书确定主轴 转速为 n = 460 r/min。贝U Vf= fz*n*z = mm/min计算切削工时 由机械加工工艺手册表可知：t=(L+L1+L2)*i/ Vf=(40+9+2)*2/=工序七： 钻两 M8 底孔1、 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查得进给 量f二r,由切削用量简明手册表和钻头允许的进给量确定进给量 f = r。由切削用量简明手册表机床进给机构所允许 的钻削进给量查得f = r。故由Z525型立式