CA拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结1. 零件的工艺性分析1.1 拨叉的用途题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动依据工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。宽度为 30mm 的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为 30mm 的面的槽和滑移齿轮的协作精度要求很高。花键小径花键大径通槽上底面通槽内侧面通槽下底面2M8 通孔5 锥孔配件22+00.02125+ 0.0210IT7IT73518+00.11358 51.66.33.2 0.08A1.2 拨叉的技术要求加工表面尺

2、寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ram形位公差mm拨叉左端面803.2拨叉上表面303.20.10A1.3 审查拨叉的工艺性分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简洁，通过铸造毛坯可以得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结到基本形状，削减了加工工序，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求。而主要工作表面拨叉上表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，接受经济的方法保质保量的加工出来。由此可以见，该零件的工艺性较好。2. 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯零件的材料为HT200 ，灰铸铁

3、生产工艺简洁，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变 载荷，又属于间歇工作，应选用金属型铸件，以中意不加工表面的粗糙度 要求及生产要求。零件形状简洁，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不行直接铸出。2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量2.1.1 公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为IT10 。2.2.2 铸件重量已知机械加工后波插件的重量为0.84kg，由此可初步估量机械加工前铸件毛坯的重量为1kg 。2.2.3 零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra 均大于等于 1.6m2.2.4机械加

4、工余量由铸件铸造类型为金属型铸造，因此加工余量等级选为F。工程长度 80机械加工余量3mm尺寸公差 mm3.2公差等级IT10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结通槽深 3532.6IT10通槽宽 1832IT102.3 绘制铸件毛坯简图3 拟定拨叉工艺路线3.1 定位基准的选择3.1.1 粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，就应以不加工表面作为定位基准。如工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。假如第一要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面

5、的余量均匀，应选重要表面为粗基 准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位精确，夹紧牢靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次， 应当尽量防止重复使用。因此，选择零件的右表面作为粗基准。3.1.2 精基准的选择应中意基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原就。所选的精基准应能保证定位精确，夹紧牢靠，夹具简洁，操作便利等。该零件依据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。3.2 表面加工方法的选择本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：（ 1 ）：花键花键大径表面粗糙度为Ra1.6 m ，

6、毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。（ 2 ）：端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通 槽内侧表面粗糙度为Ra3.2 m 及 Ra6.3 m ，经粗铣和半精铣即可。（ 4 ）： M8mm螺纹孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以中意工艺要求。（ 5 ）：内倒角加工角度为15 度的内倒角，接受铣床加工即可。3.3 工序集中与分散选用工序集中原就支配拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为中批生产，可以接受万能型

7、机床配以专用工、夹具，以提高生产率。而且运用工序集中原就使工件的装夹次数少，不但可以缩短帮忙时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.4 工序次序的支配1 ）遵循“先基准后其他”原就，第一加工基准拨叉左端面2 ）遵循“先粗后精”原就，先支配粗加工工序，后支配加工工序。3 ）遵循“先主后次”原就，先加工主要表面拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面拨叉上端面和通槽底面及内侧面。4 ）遵循“先面后孔”原就，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔。先拨叉上端面，再钻M8 孔3.5 确定工艺路线在综合考虑上述工序次序支配原就的基础上，表列出了拨叉的工艺路线，如

8、下：4. 切削用量、时间定额的运算4.1 切削用量的运算工序 6- 钻孔 2 7钻床：选用 Z525立式钻床。钻头：选用直柄麻花钻, 钻头直 d =7.0mm,l =74mm,l 1=34mm, d1 14.3mm1 ）背吃刀量的确定查机械制造技术基础课程设计指南由表 5-52取螺距为 1.0mm的一般细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为 7.0mm所以背吃刀量取 ap=7.0mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 ）进给量的确定查机械制造技术基础课程设计指南由表5-133 ，选取该工步的每转进给量f =0.16mm/r3 ）切削速度的运算查机械制造技术基础课程设计指南由表 5

9、-133， 按 工 件 材 料 为 铸 铁 的 条 件 选 取 ， 切 削 速 度 可 取可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结20m/min。 由 公 式 n1000v /d 可 求 的 该 工 序 的 钻 头 转 速 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n =909.9r/min，参照机械制造技术基础课程设计指南由表5-65 所列 Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n =960r/min。再将可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此 转 速 带 入 公式 n1000v /d ， 可 求出 该 工序 的 实 际 钻 削 速 度可编辑资料 - - - 欢迎下

10、载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vn d /1000=960r/min 7mm=21.1m/min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工序 7- 攻螺纹 2 M8mm1） 背吃刀量的确定查机械制造技术基础课程设计指南由表5-52取螺距为 1.0mm的一般细牙螺纹，攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为 7.0mm ，因此攻螺纹的背吃刀量ap=8mm-7mm=1mm2） 进 给 量 的 确 定 由 于 攻 螺 纹 的 进 给 量 就 是 被 加 工 螺 纹 的 螺 距 ， 因 此f =1mm/r3） 切削速度的选择查机械制造技术基础课程设计指南由表5-141差

11、的 攻 螺 纹 的 切 削 速 度 v =510m/min， 所 以 暂 取可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结v =5m/min。 由 公 式 求 得 该 工 序 的 主 轴 转 速 n1 0 0 0v/ d=1000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5m/min/8mm 199.0r/min， 参照机械制造技术基础课程设计指南由表 5-65所列 Z525型立式钻床的主轴转速，取转速可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n =272r/min。再将此转速带入公式n1000 v /d ，可求出该工可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 -

12、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结序 的 实 际 钻 削 速 度8mm/1000=6.83m/min4.2 时间定额的确定4.2.1 基本时间的运算vn /d10=0272r/min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1） 钻孔工步 依据 机械制造技术基础课程设计指南由表2-26 ，钻孔的基可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本时间可由公式TjLll1l 2求得。式中l =9.5mm ， l 2 =14 ，取l 2 =2mm ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结lD1cot kr 2fnfn1 2 = 7mm cot 54o21mm 5.20 。 n =9

13、60r/min。 f =0.16mm/r。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结将 上 述 结 果 带 入 公 式 ， 就 该 工 序 的 基 本 时 间 TjL9.5mm5.2mm2 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结fn0.16 mm / r960 r/ min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.11min=6.6s2） ）攻螺纹工步依据 机械制造技术基础课程设计指南由表5-97 ，选用细可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结柄机用 丝锥， 螺 纹加 工机 动时 间的 运算 由公 式 Tj ll1l 2ll1l2 求可编辑资料 - -

14、- 欢迎下载精品名师归纳总结fnfn0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得。式中 l =9.5mm， l1 = （ 13 ） P ，l2 =（ 23 ） P ， P=1mm，所以取l1 =2mm，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l 2=2mm ，f =1mm/r。 n =272r/min。 i 为丝锥数量 1。 n0 =272r/min，将上述结果带入可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结公式，求得 Tj9.5mm2mm2mm9.5mm2mm2mm 1 5.96s 6.0s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1mm / r272r/ min1

15、mm / r272r/ min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.2.2 帮忙时间的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结帮忙时间t f 与基本时间t j 之间的关系为t f =（ 0.150.2 ） t j ，取t f =0.2 t j，就各工序的辅可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结助时间分别为：钻孔工步的帮忙时间t f =0.2 6.6s=1.3s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结攻螺纹工步的帮忙时间t f =0.2 6.0=1.2s可编

16、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 夹具的设计夹具是一种能够使工件按确定的技术要求精确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛的运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，始终都是生产厂家所追求的目标。正确的设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范畴必不行少重要手段。5.1 夹具的选择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。设计工序为钻 7mm孔、攻螺纹 M8mm的专用机床夹具。这类夹可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

17、纳总结具定位精确、装卸工件快速，但设计与制造的周期较长、费用较高。因此，主要适用于产品相对稳固而产量较大的成批或大量生产。5.2 定位方案的设计5.2.1 夹具的设计思想设计必需保证零件的加工精度，保证夹具的操作便利，夹紧牢靠，使用安全，有合理的装卸空间，仍要留意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对 2M8mm的通孔进行加工，这个螺纹孔尺寸精度要求 一般，需要先钻出 7mm孔，之后用丝锥攻螺纹M8mm 。所以设计时要在中意精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。5.2.2 工件在夹具中的定位与夹紧定位：一个带键的长心轴限制4 个自由度，在工件左端面用两个支承钉限制

18、一个自由度，在工件右端面用夹紧件限制一个自由度。这样就限制了工件在空间六个方向的活动性，使工件在空间占据了惟一确定的位置。夹紧：在工件两端用垫片和螺母实现螺旋夹紧。5.3 夹具体的设计5.3.1 定位基准的选择在加工中 用作确定工件在夹具中占有正 确位 置的基准， 称 为定 位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量接受同确定位基准进行加工。所以加工2 M8mm的通孔时，选取工件左端面和花键心轴的中心线为主定位基准。5.3.2 定位误差的分析夹具的主要定位元件为一个面与两个孔的定位，由于该定位元件的定位基准和工序基准均为内花键的轴线，只需保证夹具的花键心

19、轴的制造精度 和安 装精 度 ， 所 以不 存在 不重 合误 差 和 基准 位 移误 差， 基准 重合 b=0 ，j=0 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.4 导向元件的设计加工 2 M8mm的通孔选用立式钻床，钻床夹具的刀具导向元件为钻套。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头 等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏移。由于加工工序为先钻7mm孔，之后用丝锥攻螺纹M8mm 。所以选用快换钻套和钻套用衬套。相关运算如下：1 ）钻套高度H钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度H越大，刀具的导向性

20、越好，但刀具 与 钻 套 的 摩 擦 越 大 ， 一 般 取 H=1 2.5d， 所 以 H=1.58mm=12mm。2 ）排屑间隙h钻套底部与工件间的距离h 称为排屑间隙。 h 值太小，切屑难以自由排出，使加工表面损坏。h 值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用。加工铸铁时， h=0.3 0.7d ，所以 h=0.5 8mm=4mm。5.5 夹紧元件的设计在加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用， 为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必需设置确定的夹紧装 置，把工件压紧夹牢在定位元件上。该工件选用螺旋夹紧机

21、构，查机械加工工艺手册，夹紧力运算如下：33d tana22 f D3 D2dd2a螺纹升角- 螺纹摩擦角F2 FL，f螺母端面与工件之间摩擦系数d2螺杆中径可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就所需夹紧力 F =298N5.6 夹具操作的简要说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过花键孔轴线和拨叉左端面为定位基准，以钻模板上的快换钻套和钻套衬套引导刀具进行加工。夹紧时接受手动螺旋夹紧机构作为夹紧工件。同时为了保证定位基准的精度，接受十字垫圈。如前所述，在设计夹具时，应当考虑提高劳动生产率。为此，设计接受了快换装置。攻螺纹时，取出快换钻套和钻套衬套，即可替换钻套， 进行攻螺纹加工。在设计

22、夹具时，应当留意提高劳动生产率防止干涉。应使夹具结构简洁，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本夹具操作简洁，省时省力。6. 设计的感想与体会为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回忆整个过程，经过老师和同学的帮忙，仍有自己不懈的努力，最终定时定量的完成了这次课程设 计。课程设计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论学问的懂得，强化了生产实习中的感性熟识。本次课程设计主要经受了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，其次阶段是专用夹具设计。第一阶段运用了基准选择、切削用量选择运算、机床选用、时间定额运算等方面的学问。夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构

23、设计等方面的学问。通过此次设计，使我基本把握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本设计仍存在许多不足之处。一是由于本人对CAXA画图软件的把握仍不够娴熟 , 在画图遇到复杂图和难的的方时显得力不从心，使图不能达到预期设计出来的水平。二是本人对换档叉结构和工作原理把握的不够娴熟，在设计过程中不能全面的考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步争论和进一步实践来解决。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的摸索、解决问题创新设计的才能，为以后的设计工作

24、打下了较好的基础。本设计仍存在许多不足可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结之处。一是由于本人对 CAXA 画图软件的把握仍不够娴熟 ,在画图遇到复杂图和难的的方时显得力不从心，使图不能达到预期设计出来的水平。二是本人对拨叉结构和工作原理把握的不够娴熟，在设计过程中不能全面的考虑问题，造成走许多弯路，设计速度缓慢，这些都需要进一步争论和进一步实践来解决。由于才能所限，设计中仍有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批判指正！7. 参考文献1、黄健求主编 机械制造技术基础机械工业出版社2005.112、崇凯主编机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社2007.23、肖继德、陈宁平主编机床夹具设计（其次版）机械工业出版社2000.54、孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉主编机械设计东北高校出版社2000.95、孙丽媛主编机械制造工艺及专用夹具设计指导冶金工业出版社 2002.126、邹青主编机械制造技术基础课程设计指导教程机械工业出版社 2004.8可编辑资料 - - - 欢迎下载