CA6140车床拨叉[831002]机械加工工艺及精铣槽16H11夹具设计课程设计说明书(共24页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 课程设计说明书题 目： 拨叉 工艺（工装）设计 学院： 机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1002 学号：37 学生姓名： 何明洁 导师姓名： 谭立新 完成日期： 2013.7.2 目 录 任务书.3第1章. 零件分析.5 1.1 零件的作用.51.2 零件的工艺分析5-61.3 零件的技术条件分析.6第2章. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图.62.1 选择毛坯.62.2 确定零件的加工余量.62.3 设计毛坯图.7第3章. 机械加工工艺过程.73.1 基准的选择.73.2 表面加工方法的选择.83.3 拟定机械加工工艺路线.8-103.4 加工方案的比较与优化.10-11第4章. 工序设计.114.1 选择加工设备.114.2 选择刀具、量具及夹具.114.3 确定切削用量及基本工时 .11-134.4 确定工序尺寸.13-14第5章 夹具设计.14 5.1 本工序的加工要求与应限制的自由度.145.2 确定定位方案及定位误差的分析与计算.14-155.3 夹紧方案确定及夹紧装置的选择设计15-185.4 确定夹具的对刀（或导向）装置18-195.5 夹具上其它装置的设计.19-215.6 夹具体的设计215.7 夹具技术条件的制定215.8 夹具的操作说明21参考文献.22心得体会.23附录：1、机械加工工艺过程卡 一套2、机械加工工序卡 一张3、夹具总装图 一张4、夹具体工作图 一张湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 机 械 制 造 技 术 基 础题 目 设计拨叉机械加工工艺工装 专业班级 机械设计1002 学生姓名 何明洁 学号37 指导老师 谭立新 审 批 任务书下达日期 2013年6月14日设计 完 成日期 2013年7月2 日 设计内容与设计要求一设计内容1、设计机械加工工艺规程；2、对指定工序进行工序设计；3、设计指定工序的专用夹具。二设计要求1、编制零件的机械加工工艺规程，填写工艺过程卡；2、按教师要求设计指定工序，填写工序卡；3、设计专用夹具装配图；4、设计专用夹具夹具体的零件工作图；5、撰写设计计算说明书。生产类型：大批 说明书内容1. 课程设计封面；2. 任务书（插入零件图）；3. 说明书目录；4. 设计计算过程；5. 参考文献；6. 总结与体会；7. 附录。进度安排第一周：熟悉零件结构及加工要求；设计零件机加工工艺规程，填写工艺过程卡片；设计指定工序，填写工序卡片。第二周：设计指定工序的专用夹具，画出夹具装配图。第二周：设计专用夹具夹具体的零件工作图；整理设计说明书。参考文献1、李洪主主编机械加工工艺手册2、王绍俊主编机械制造工艺设计手册 3、倪小丹主编机械制造技术基础4、王益民主编机械制造工艺课程设计指导书5、王永康主编机械制造技术课程设计指导书6、杨黎明主编机床夹具设计手册第一章 零件的分析1.1零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25孔与操纵机构相连，二下方的60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。1.2零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。2. 以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3. 铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2） 16H11mm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm。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。1.3 零件的技术条件分析 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机箱加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小，而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。第2章. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图2.1 选择毛坯零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.2 确定毛坯尺寸查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125 页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。设计毛坯图第3章. 机械加工工艺过程3.1 基准的选择（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。根据这个基准选择原则，现选取25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用已加工的面和以42的孔的短圆柱销作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销边销限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。（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，此处不再重复。3.2 表面加工方法的选择1. 以25mm孔为中心的加工这一组加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。采用立式铣床粗铣。2. 以60mm孔为中心的加工这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。采用立式铣床3. 铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，采用立式铣床16H11mm的槽两侧面。4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔机床的选择采用Z35摇臂钻床3.3 拟定机械加工工艺路线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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻、扩、铰25H7的通孔工序二粗铣a、b面，使粗糙度达到6.3，a面到25H7的孔中心距为，b面到25H7的中心距为36工序三粗铣、半精铣16H11的槽工序四粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为12d11工序五粗镗下端圆孔的内孔到59半精镗此孔到60H12工序六铣开下端圆孔工序七钻20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序八攻M22×1.5的螺纹工序九钳工打毛刺工序十检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一铣42的左端面，精铣42左端面工序二粗铣42右端面，精铣42右端面工序三钻25H7的通孔工序四扩25H7的通孔工序五铰25H7的通孔工序六按技术要求检验工序七粗铣82右端面、精铣82右端面，粗铣82左端面、精铣82左端面工序八（1）钻（2）扩（3）铰60的孔工序九按技术要求检验工序十铣螺纹M22x1.5端面工序十一钻M22x1.5螺纹底孔攻丝M22x1.5螺纹工序十二铣槽的垂直表面工序十三铣16H11的上表面铣槽保证其垂直度误差是0.08工序十四铣断82圆弧工序十五按技术要求终检工序十六入库3.4 加工方案的比较与优化上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。第4章. 工序设计4.1 选择加工设备机床的选择工序1、2、7、10、12、14采用X53K立式铣床工序13采用X6022型卧式铣床工序3、4、5、8、11 采用Z35摇臂钻床4.2 选择刀具、量具及夹具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。在铰孔，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。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。选择量具加工的孔均采用极限量规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。4.3 确定切削用量及基本工时4.3.1工序十三（1）：铣16H11的上表面 机床：X6022型卧式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀 切削深度：根据参考文献查1表4.4-8有：刀具的直径D=80mm，刀具的齿数 Z=14，刀具的宽度L=14mm。查2表2.4-76得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献2表3.1-74取实际切削速度：进给量：机床工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.92min 4.3.12工序十三（2）：铣槽保证其垂直度误差是0.08机床：X6022型卧式铣床 刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=16。切削深度：根据参考文献2表查得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min 本工序机动时间4.4 确定工序尺寸根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大13粗铣16H11的槽IT116.3-0.10.1半精铣16H11的槽1IT103.2-0.020.02第5章 夹具设计 5.1 本工序的加工要求与应限制的自由度本夹具要用于精铣槽16H11，对槽16H11的要求有：槽宽16H11 精度等级为IT12级，槽深8H12 精度等级为IT12级，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。应限制6个自由度。5.2 确定定位方案及定位误差的分析与计算在进行铣槽加工工序时，由于f25H7和f60H12的孔已经加工。因此工件选择f25H7的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在f25H7的孔加上此孔的一面就限制了五个自由度，再在f60H12的孔中间加上个削边销，就把自由度限制完了。即是一面两孔定位。 图 3.7 转角定位误差示意图由图可知这时的一面两销定位的转角定位误差为： 5.3 夹紧方案的确定及夹紧装置的选择与设计