ca拨叉课程设计年

1、6.课程设计说明书1张机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计拨叉（CA6140车床）（三）零件的机械加工 工艺规程及工艺装备班 级：姓 名：指导教师：自2010年 6月28 日至2010年 7月9日机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计拨叉（CA6140车床）（三）零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1零件图1张2 .毛坯图1张3 .机械加工工艺过程综合卡片1张机械加工工艺过程卡片2张4 .夹具装配图1张原始资料：该零件图样，Q 4000台/年，n 1件/台，每日一班班 级：姓 名：指导教师：_自2010年 6月28 日至2010年 7月9日目录序言 1一、零件的工艺分析及

2、生产类型的确定 21、零件的作用 22、零件的工艺分析 23、零件的生产类型 3二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 31、选择毛坯 32、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差3、设计毛坯图 4三、选择加工方法，制定工艺路线 41、定位基准的选择 42、零件表面加工方法的选择 53、制订工艺路线 5四、工序设计 71、选择加工设备与工艺装备 72、确定工序尺寸 9五、 确定切削用量及基本时间 91、工序10切削用量及基本时间的确定 92、工序20切削用量及基本时间的确定 11六、夹具设计 151、定位方案 162、夹紧机构 16163、夹具与机床连接元件4、夹具体 165、使用说明 176、结构

3、特点 17设计小结 18参考文献 19序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工 艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业 设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用题目所给白零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档， 使主轴回转运动

4、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2200.021孔与操纵机构相连，下方的5500.5半孔则是用于与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、零件的工艺分析拨叉（CA6140车床）共有三处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1）以2200.021 为中心的加工表面这一组加工表面包括：2200.021 孔的内表面，以及其上端面， 上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥销孔，一个M8 的螺纹孔。这两个都没有高的位置度要求。2） 、以5500.5 为中心的加工表面这一组加工表面包括：5500.5 孔的内表面，以及其上

5、下两个台阶面。这两组表面有一定的位置度要求,即 5500.5的孔上下两个端面与2200.021 的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。3、零件的生产类型依设计题目知： Q 4000件 / 年零件是CA6140车床的拨叉，质量为1kg,查表2-1 （生产类型与生产纲领的关系）可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯零件材料为HT200,毛坯重量约1.0Kg生产中批。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，故选择砂型铸造机器造型毛坯。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参见参

6、考文献【1】 第五章第一节 铸件尺寸公差与机械加工余量 （摘自 GB/T 6414-1999）确定，步骤如下1）由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。2）、铸件的圆角半径按参见参考文献【2】表1-16 选择砂型铸造R=3-5mm。0.0213）、两内孔220，考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将40圆柱铸成实心的。4）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长 160mm宽73mm高50mm,故最大轮廓尺寸为160mm5）选取公差等级CT 由参见参考文献【1】表 5-1，考造方法按机器造型、考件材料按灰考铁，得公差等级CT 范围 812 ，取为 10 级。6

7、）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,由表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。7）求机械加工余量等级由由参见参考文献【 1】表5-5，考造方法按机器造型、考件材料按灰考铁，得机械加工余量等级范围 EG 级，取为 F 级。8）求RMA （要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由由参见参考文献【1】表5-4查最大轮廓尺寸为160mm机械加工余量等级为F级，得RMA数值为。9）求毛坯基本尺寸8和M8孔较小，铸成实心；圆筒上顶面单侧加工，应由式（5-1）求出，即55孔属于内腔加工，应由式（5-3）求出，即拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工

8、余量项目圆筒上顶面55孔8、22oO.O21 和M8孔40圆柱73o0.5及台阶公差等级CT1010-加，向基本尺寸5055-铸件尺寸公差-机械加工余量等级FF-RMA-毛坯基本尺寸073oo.5 厚 303、设计毛坯图根据以上各步分析得毛坯图如下：三、选择加工方法，制定工艺路线1、定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（ 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

9、求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取小40圆柱的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用零件下底面支承限制3个自由度，两块V形块夹紧这两个小40圆柱面作主要定位面再限制3个自由度, 达到完全定位,然后进行车削。（ 2） 精基准的选择。 主要应该考虑基准重合的问题。 当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。2、零件表面加工方法的选择本零件的加工面有内孔、端面、台阶面、小孔、螺纹等，材料为铸铁。以形位公差和粗糙度要求，参考参考文献【 1】 有关资料，其加工方法选择如下。1） 5500.5 内孔 公差等级为 IT13 ，表面粗糙度为 m ，需粗镗

10、、半精镗（表5-15）。2） 7300.5 台阶孔 公差等级为IT13 ，表面粗糙度为m ，需粗镗（表5-15）。3） 40端面 为未注公差尺寸，表面粗糙度为 m ，需粗车、半精车（表5-16）4） 2200.021 内孔 公差等级为 IT7 ， 表面粗糙度为 m ， 需进行钻、扩、 粗铰、精铰 （表5-15）3、制订工艺路线制定工艺路线得出发点,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 ,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。1）工艺路线方案一:工序00铸造毛

11、坯工序 10 钻、扩、粗铰、精铰两孔22 00.021工序20粗车、半精车40端面工序 30 粗镗、半精镗孔5500.5工序 40 粗镗台阶面7300.5工序50 钻锥孔小吸M8底孔工序 60 攻螺纹 M8工序 70 磨拨叉圆柱端面，对孔2200.021 垂直度工序 80 铣断使之为两个零件工序 90 校正拨叉脚端面，对孔2200.021 垂直度工序100拨叉脚局部淬火，硬度 50HRC,淬深工序110去毛刺工序 120 清洗工序130终检2）工艺路线方案二:工序00铸造毛坯工序10粗车、半精车40端面工序 20 钻、扩、粗铰、精铰两孔22 00.021工序 30 粗镗、半精镗孔5500.5工

12、序 40 粗镗台阶面7300.5工序50 钻锥孔小吸M8底孔工序 60 攻螺纹 M8工序70磨拨叉圆柱端面，对孔2200.021 垂直度工序80铣断使之为两个零件工序 90 校正拨叉脚端面，对孔2200.021 垂直度工序100拨叉脚局部淬火，硬度 50HRC,淬深工序110去毛刺工序 120 清洗工序 130 终检3) 、工艺方案比较分析:上述两方案:方案一是先加工内孔2200.021 , 再以2200.021 孔为基准加工顶面，然后加工5500.5 内孔等；而方案二先加工顶面,以顶面为基准加工两台阶面及2200.021和 5500.5 内孔 .由方案一可见2200.021 孔为基准加工顶面

13、，精度易于保证,但加工7300.5 台阶面时不符合定位基准与设计基准重合原则且需另外设计一套夹具。由方案二可见 40 圆柱端面为基准加工其他各面更合理，且仍可用前面所用的夹具，而且也能很好地保证垂直度要求,保证便于定位加工，符合中批生产要求,较为合理。因此，最后的加工路线确定如下 ：工序00铸造毛坯工序10粗车、半精车40上端面，以40下底面为粗基准工序 20 钻、扩、粗铰、精铰两孔22 00.021 ，以 40上端面为精基准工序 30 粗镗、半精镗孔5500.5 ，以40上端面为精基准工序 40 粗镗台阶面7300.5 ，以40上端面为精基准工序50 钻锥孔小吸M8底孔，以 40上端面为精基

14、准工序 60 攻螺纹 M8工序70磨拨叉圆柱端面，对孔2200.021 垂直度，以2200.021 孔轴线为基准工序80铣断使之为两个零件，以 22 00.021 孔轴线为基准工序90校正拨叉脚端面，对孔2200.021 垂直度，以2200.021 孔轴线为基准工序100拨叉脚局部淬火，硬度 50HRC,淬深工序110 去毛刺工序 120 清洗工序 130 终检四、工序设计1、选择加工设备与工艺装备1）选择机床根据不同的工序选择机床a工序10、30 40是粗车和半精车。各工序的步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用C630车

15、床即可。（参考文献 表5-55）b、工序20是钻、扩、粗较、精较孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，故宜在车床上进行加工，因此仍可选用C630车床。（参考文献【”表5-58）c、工序50、60是钻孔、攻螺纹。选用Z525型立式钻床。（参考文献【”表5-64）d、工序70是磨端面。选用M7120A磨床。（参考文献【2】表4-49）e、工序80是铳断端面。选用立式铳床 X5012。（参考文献【2】表5-71）2）选用夹具。本零件除车床上需要专用夹具外，其他各机床上均可选用通用夹具即可3）选择刀具根据不同的工序选择刀具。a、在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和链刀。这里选用普通车刀。b、在工序2

16、0中钻、扩、较孔，选用直柄麻花钻、锥柄扩孔钻和锥柄用钱刀。c、工序50、60是钻孔、攻螺纹。选用直柄麻花钻和细柄机用丝锥。c、工序70是磨端面。刀具为砂轮。e、工序80是铳断端面。选用直柄立铳刀。4）选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸 和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。工序加，向尺寸尺寸精度量具10车上顶面保证尺寸50mm读数值，测量范围0-120三角游标卡尺201、钻孔2200.021 至 20分度值，测量量程10-50,内径千分尺2、扩孔2200.021 至 21.8分度值，测量量程10-50,内径千分尺3、粗较孔22。°.&

17、#176;21至21.94,精校孔2200.021达要求分度值，测量量程10-50,内径千分尺30车内孔 5500.5至图样要求读数值，测量范围0-120三角游标卡尺40车上下台阶孔 7300.5保证尺寸读数值，测量范围0-120三角游标卡尺501、钻孑L 8读数值，测量范围0-120三角游标卡尺2、钻螺纹孔M8的底孔 6.6读数值，测量范围0-120三角游标卡尺60攻螺纹孔M 8螺纹直径8,粗牙，螺纹塞规70磨拨叉圆柱端面，对孔2200.021垂直度垂直度测量仪80铳断使之为两个零件读数值，测量范围0-125,三角游标卡尺90校正拨叉脚端面，对孔2200.021垂直度垂直度测量仪100拨叉脚

18、局部淬火，硬度50HRC,淬深硬度计2、确定工序尺寸加工表工序双（单）边余量公序尺寸及公差表面粗糙度面粗梢粗梢粗梢车上顶面保证尺寸50mm（单）1（单）51501、钻孔CC 0.02122o至20102、扩孔” 0.021 220至 21.83、粗较孔2200.021至21.94,精钱孔” 0.021220达要求2、车内孔5500.5 至图样要求3、车上下台阶孔73。0.5 保证尺寸23五、确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定ap、f ,再确定v。1、工序10切削用量及基本时间的确定。(1)切削用量本工序为粗车、半精车 40圆柱端面。已知加工材

19、料为HT200,机床为 C630,工位夹具为专用车床夹具。由于车床C630的中心高280mm参考文献111表5-55), 故选刀杆尺寸为BXH=20mmX30mm.1)粗车40圆柱端面时a、确定背吃刀量ap粗车单边余量为，则ap = ppb、确定进给量f根据参考文献【1】表5-114,在粗车铸铁、刀杆尺寸为BXH=20mmX30mm、ap 3mm,工件直径为 40mm 时，f 0.4 0.5，选择 f 0.42c、确定切削速度v根据参考文献【”表5-121,当用YG6硬质合金刀切削灰铸铁，ap= , f 0.42 时，切削速度 v 101m/min。 p查参考文献【”表5-56,车床C630接

20、近转速为750r/min,取ns 750r /min故实际的切削速度Vc "0ns "二50 94.2m/min 100010002)半精车40圆柱端面时a、确定背吃刀量ap粗车单边余量为1mm,则a =1mm p pb、确定进给量f根据参考文献【”表5-116,在半精车铸铁、表面粗糙度 Ra=、刀尖圆弧半径 1mm时，f 0.25 0.40,选才? f 0.30c、确定切削速度v根据参考文献【”表5-121,当用YG6硬质合金刀切削灰铸铁，ap=1mm, f 0.30时，切削速度 v 114m/min。 p查参考文献【”表5-56,车床C630接近转速为945r/min,

21、取 945r/min故实际的切削速度 vcd0ns 40-945 118.7m /min10001000(2)基本时间1)确定粗车 40圆柱端面的基本时间。根据参考文献【1】表2-24,车端面基本时间L式中，f2 l1 l2 g焉(2 9k900,l14 0,l3 0,0.42,n 750r/min,i 12)Tjic 20 22 0.42 750/608.4'确定半精车40圆柱端面的基本时间。根据参考文献表2-24,车端面基本时L式中，f2l1l2l31条(23),k蒐'12,l20,l3°0.30,n 945r/min,i 1Tj2220 20.3 945 / 6

22、09.4'3)确定辅助时间查参考文献口表4-106得辅助时间大约为粗车的1'22”和半精车的1'37”4)工序工时总工序时间为2、工序20切削用量及基本时间的确定。(1)切削用量本工序为钻、扩、粗较、精较220.021。已知加工材料为HT200,机床为C63Q工位夹具为专用车床夹具。0.0211)钻孔220至20时a、确定背吃刀量b、确定进给量ap根据参考文献表5-42查得钻头直径应该选用20 ,则ap=10mmp pf根据参考文献表5-127,在高速钢钻头钻孔时进给量，钻头直径 d0 16 20mm ， f 0.70 0.86 ,选择f 0.80c、确定切削速度v根据

23、参考文献表5-136,当用硬质合金钻头钻削灰铸铁，do 8 20mm时，切削速度v 50 70m/ min ,取切削速度v 70m/min。查参考文献【”表5-56,车床C630转速最高为945r/min,取 945r/min故实际的切削速度0.0212)扩孔220至 21.8 时a、确定背吃刀量ap扩孔双边余量为，则ap =ppb、确定进给量f根据参考文献表5-128,在高速钢和硬质合金扩孔，扩孔钻直 径 d0 20 25mm ， f 1.0 1.2 ,选择f 1.0c、确定切削速度v根据参考文献 表4-68扩钻与扩孔的切削用量，切削速度 vc (1/21/ 3)v钻，取切削速度 v 35m

24、/min。查参考文献【”表5-56,车床C630转速最高为478r/min,取ns 478r /min故实际的切削速度0.0213)粗铰孔220至 21.94a、确定背吃刀量ap较孔双边余量为，则ap =b、确定进给量f根据参考文献111表5-136,在硬质合金钱刀较孔，钱刀直径d0 10 25mm ，背吃刀量ap 0.06 0.15时， f 0.3 0.5,选择 f 0.4c、确定切削速度v根据参考文献【1】表5-136,在硬质合金钱刀钱孔，钱刀直径d0 10 25mm, v 812,选择 v 10。查参考文献【”表5-56,车床C630转速最高为149r/min,取ns 149r/min故

25、实际的切削速度0.0210.0214)精校孔 220 至220a、确定背吃刀量ap较孔双边余量为，则ap = b、确定进给量f根据参考文献111表5-136,在硬质合金钱刀较孔，钱刀直径d0 1025mm ,背吃刀量 ap 0.030.06 时，f 0.2 0.3，选择 f 0.25c、确定切削速度v 根据参考文献111表5-136,在硬质合金钱刀较孔，钱刀直径d0 10 25mm, v 812,选择 v 10m/min。查参考文献【”表5-56,车床C630转速最高为149r/min,取ns 149r/min故实际的切削速度(2)基本时间1)确定钻孔2200.021至20的基本时间。根据参考

26、文献表2-26,钻孔和钻中心孔的基本时间式中，l 50mm,l1 cot k2(12),l2 0,k45050 20/2 2Tj1 20.8 945/604.92'0.02 0.0212)确定扩孔220至21.8的基本时间。根据参考文献【1】表2-26,扩钻、扩孔和较圆柱孔的基本时间D d式中，l 50mm, 111cotk (1 2),l2 0,k4502则0 50 (21.8 20)/2 2 6.6'j 1.0 478/600.0213)确定粗较孔220 至21.94的基本时间。根据参考文献【1】表2-26,扩钻、扩孔和较圆柱孔的基本时间D d.式中，l 50mm,l11c

27、otk (12),l2 0,k4502则小 50 (21.94 21.8)/2 2 52.4'j0.4 149/600.0210.0214)确定精较孔220至220的基本时间。根据参考文献111表2-26,扩钻、扩孔和较圆柱孔的基本时间式中，l 50mm,l1 Dd1 cot k(12),l2 0,k4502则5)确定辅助时间查参考文献表4-106得辅助时间大约为钻孔的1'24''、扩孔的2'40”、粗较孔的8'10 和精较孔的1'20''。6)工序工时总工序时间为六、夹具设计夹具是工序10（车上顶面保证尺寸50mm） 、

28、 工序20（钻、扩、 粗铰、 精铰孔2200.021 ） 、工序30（车内孔5500.5至图样要求） 、工序40（车上下台阶孔7300.5保证尺寸），在车床C630上进行加工的专用夹具，零件图如下所示。所设计的夹具装配图及工序简略如附图所示。有关说明如下。拨叉零件图1、定位方案、 . 1* 方案一：工件以下底面及两个40 圆柱面为定位基准，采用平面与V 形块组合定位方案， 在燕尾槽平面上定位， 限制 3 个自由度， 另外固定 V 形块限制 2 个自由度，活动 V 形块限制 1 个自由度。 共限制六个自由度。 由活动 V 形块进行夹紧。 燕尾槽可在导轨上滑动，且导轨两端使用挡销定位，中间使用定位

29、销定位，从而实现三位移动定位。、. 1* 、方案二：工件以下底面及两个22 00.021 内表面为定位基准， 采用一平面两销的组合定位方案，在燕尾槽平面上定位，限制 3 个自由度，另外一个短圆柱销限制 2 个自由度，菱形销限制 1 个自由度。共限制六个自由度。由偏心夹紧机构进行夹紧。燕尾槽可在导轨上滑动，且导轨两端使用挡销定位，中间使用定位销定位，从而实现三位移动定位。比较上述两个方案可以看出它们各在估缺点方案一、 二的定位基准与设计基准均重合， 这是它个共同的优点。 方案二，使用两个2200.021 内表面能更好地保证定位加工精度，但需要在钻床上加工孔之后才可进行，这样就增加了工序和其他的设

30、备，且夹紧方案仍较繁锁。方案一，使用两个40 圆柱面为定位基准，这样在一次夹紧后可加工多处，精度也较高，夹紧方案也较容易实现。固采用方案一较好。2、夹紧机构根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋夹紧装置，结构简单，容易制造。通过拧紧右侧夹紧螺母使活动V 形块压紧工件，实现夹紧，有效提高了工作效率。活动 V 形块夹紧力主要作用是防止工件在装夹时掉落，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。在燕尾槽一端使用压块压紧，实现不同位置的夹紧。3、夹具与机床连接元件采用参考文献【2】 表 5-56 中所示的三爪卡盘用过渡盘，保证夹具体与车床的正确定位及夹紧。4、夹具体工件的定位元件和夹紧元件由燕尾

31、槽和两块V 形块实现，其中一块固定，一块活动且通过盖板压紧，燕尾槽又可在导向槽上移动，并通过楔形压紧块在不同的加工工位进行压紧，楔形块通过辅助块限制定位，以上所述导向槽和辅助块通过螺栓固定于过渡盘上，过渡盘上设有定位挡销，导轨中间设有定位销。这样该夹具便有机连接起来，实现定位、夹紧、移位等功能。夹具体结构如下所示：5、使用说明安装工件时，松开右边铰链螺栓上的螺母，将活动V 形块后撤，把工件装在燕尾槽的平面上并靠紧固定 V 形块，再将活动V 形块前移，然后旋紧螺母夹紧工件。燕尾槽沿导向方向移动。为了实现移位定位， 过渡盘上设有定位挡销， 为保证精度， 挡销位置应该较精确。导向槽中间设有定位销，夹紧的燕尾槽和V 形块一起沿导向槽运动，实现三位定位。当加工当加式工序10（车上顶面保证尺寸50mm） 、工序20（钻、扩、粗铰、精铰孔22 00.021 ） 时分别使用左右两端定位挡销， 当加工工序3（车内孔05500