CA车床拨叉夹具设计方案 .docx

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1、精品名师归纳总结机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“ CA6140 车床拨叉”零件的机械 加工工艺规程及工艺设备（年产量4000 件）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4、结构设计装配图1张5、结构设计零件图1张6、课程设计说明书1份一、零件的分析（一）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，使主轴回转运动依据工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20孔与操纵机构相连，二下方的50半孔就是用于与所把握齿轮所在的轴接触。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。（二）零件

2、的工艺分析零件实体图：零 件 的 材 料HT200， 灰 铸 铁 生产工艺简洁，铸造 性能优良，但塑性可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结较差、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、小头孔 20 以及与此孔相通的 8 的锥孔、 M6螺纹孔。2、大头半圆孔 50。3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准接受专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再依据各加工方法的经济精度及机床所能

3、达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以依据上述技术要求接受常规的加工工艺均可保证。二、工艺规程设计（一）确定毛胚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，零件结构又比较简洁，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械 制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。（二）基面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。否就，加工工艺过程中会问题百 出，更有甚者，仍会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：以零件的小头上

4、端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为帮忙粗基准。（ 2） 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹精确便利，依据“基准重合”原就和 “基准统一 ”原就，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为帮忙的定位精基准。（三）制定工艺路线制定工艺路线的动身点，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，可以考虑接受万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以为，仍应当考虑经济成效，以便使生产成本尽量下降。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等

5、技术要求，以及加工方法所 能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情形下,可以考虑接受万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，仍应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20 页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 01粗铣 20、50下端面，以 T2 为粗基准，接受 X61 卧式铣床加专用夹具。工序 02粗铣 20上端面，以 T1 为定位基准，接受X61 卧式铣床加专用夹具。工序 03粗铣 50上端面，以 T4 为定位基准，接受X61 卧式铣床加专用夹具。工序 04钻、扩 20孔，以 32外圆和

6、 T2 为基准，接受 Z525 立式钻床加专用夹具。工序 05粗镗 50孔，以 D1 为定位基准，接受T616 卧式镗床加专用夹具。工序 06铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准，接受 X61 卧式铣床加专用夹具。工序 07精铣 20 下端面，以 T2 为基准，接受 X61 卧式铣床加专用夹具。工序 08精铣 20 上端面，以 T1 为基准，接受 X61 卧式铣床加专用夹具。工序 09粗铰、精铰 20孔，以 T2 和 32外圆为基准，接受 Z525 立式钻床加专用夹具。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工序 10 精铣 50端面，以 D1 为基准，接受 X61 卧式铣床加专用夹

7、具。 工序 11半精镗 50孔，以 D1 做定位基准，接受 T616 卧式镗床加专用夹具。工序 12 钻、铰 8锥孔，以 T1 和零件中线为基准，接受 Z525 立式钻床加专用夹具。工序 13钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准，接受 Z525 立式钻床并接受专用夹具。工序 14铣断，以 D1 为基准，接受X60 卧式铣床加专用夹具。工序 15工序 16去毛刺。终检。（四）本工序加工要求，包括加工余量、工序尺寸确定1、圆柱表面工序尺寸：加工加工加工精度工序表面工序余量表面 50IT12内容铸件余量7.0等级CT12尺寸432.8粗糙度最小最大前面依据资料已初步确定工件各面的总加工

8、余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（D2） 20IT7（D1）47 0.2500粗镗半精4.03.0IT12IT10镗钻18IT11扩1.8IT10粗铰0.14IT8精铰0.06IT76.30.956.83.22.93.2517.89186.31.7161.9103.20.1070.2241.60.0390.0935000. 1001800. 110019.8 0.08419.940 0.033020 0.021可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、平面工序尺寸：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工序工

9、序号内容加工基本余量尺寸经济工序尺精度寸偏差工序余量 最小最大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结铸件5.0CT122 .5可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结02粗铣 20孔上端面4.032.01203粗铣 50孔上端面4.014.01207精铣 201.031.0808孔下端面精铣 201.030.0810孔上端面精铣 501.0 212.081.57.751.57.751.86.380.751.2830.751.2830.9511.01601粗铣下端面4.036.01200.2500.2500.18000.03300.0330.0160.016孔端面3、确定切削用

10、量准时间定额：工序 01 粗铣 20、50下端面，以 T2 为粗基准。1. 加工条件工件 材料 ： HT200,b =170240MPa， 铸造 。工 件尺 寸： aemax=72mm ， l=176mm。加工要求：粗铣 20孔下端面，加工余量 4mm。机床： X61 卧式铣床。刀具：镶齿三面刃铣刀。铣削宽度ae32,深度 ap 6,故, 依据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm， L=25。依据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角0 0后角 08，副后角 0 =10，刃倾角： s= 10,主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr=30副,偏

11、角 Kr =5。2. 切削用量1）确定切削深度 ap由于余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量 fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可接受不对称可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结端铣，以提高进给量提高加工效率。依据切削手册表 3.5，使用 YG6 硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw （据简明手册表 4.2-35， X61 卧式铣床）时：fz=0.140.24mm/z 故选择： fz=0.2mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准依据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm。由于铣刀直径 d0=125mm，故刀具

12、使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8）。4）运算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf依据制造手册表3.16，当 d0=125mm， Z=10， ap 7.5， fz 0.18mm/z时， vt=60m/min,.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结确定机床主轴转速：1000vnsdw100060153r3.14125/ min 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结实际切削素的 vdwnw3.1412515360 m / min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结10001000实际进给量和每分钟进给量为：fmfz znw0.14 10 1532

13、14mm/ min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结切削时候 工件不用铣刀的行程为ll1l2l3256mm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就工时 tml1l2fml316844441.2mim214可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5校验机床功率依据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,依据机床使用说明书，主轴答应功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定 :ap=4.0mm， nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，f z=0

14、.1mm/z。工序 07 精铣 20上端面，以 T2 为基准。刀具：镶齿三面刃铣刀。 机床： X61 卧式铣床。查切削手册表 3.5，进给量为： f z0.2 0.3mm/ min ，取为 0.3mm/r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参 考 有 关 手 册 ， 确 定 v120m / min， 采 用 镶 齿 三 面 刃 铣 刀 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d w125 mm, z10 ，就：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1000vnsd w1000120306r125/ min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料

15、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结现接受 X61 卧式铣床，依据简明手册表4.2-36，取 nw300r/ min，故实际可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结切削速度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结vdw nw 10001251000300117.75m / min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当nw300r/ min时，工作台每分钟进给量：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f mf z z nw0.3 123001080mm / min ，取为 980mm/min本工序切削时间为

16、：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t2 tm2l21761250.62 min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f m980工序 03 粗铣 50上端面，以 T4 为定位基准刀具：镶齿三面刃铣刀， d 0125mm, Z10可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结机床： X61 卧式铣床依据切削手册查得，f z0.13mm / z, ap4mm 。依据简明手册可编辑资料 - - - 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表 4.2-36 查得，取： nwvdw nw300r / min ，故实际切削速度：125300117

17、.75 m / min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当nw300r10001000/ min 时，工作台每分钟进给量应为：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f mf zZ nw0.1310300390mm/ min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查说明书，取 f m400mm/ min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算切削基本工时：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结L72y721082mm可编辑资料 - - - 欢迎下载

18、精品名师归纳总结因此， tmL820.205minf m390工序 08 精铣 20上端面，以 T1 为基准。切削用量同工序 07可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结精铣时 yd0125mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基本工时：l1761250.31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结mtmf980工序 10 精铣 50端面，以 D1 为基准。机床： X61 卧式铣床刀具：硬质合金立铣刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表3.6 查可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得 ： v0.45m / s ， d40, z6, f z0.08mm/ m

19、in, 即 27m/min ， 因 此，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1000vnsd w10002740214r/ m i n。 现 采 用X61卧 铣 床 ， 取可编辑资料 - - - 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nw210r/ min， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量f m应 为 ：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f mf zz nw0.086210100.8mm / mi，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

20、师归纳总结查机床使用说明书，取f m100mm / min 。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铣削基本工时： tm72120.84 min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结100可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 tm0.8421.68 min可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、夹具设计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。按要求设计以上工序中铣20和 50 上下两端面的铣床夹具，本夹具将用于X51 卧式铣床。刀具是： YG6 硬质合金端铣刀。对工件下端面面

21、一刀加工，然后再 翻转工件加工上端面。一问题的提出本夹具主要用来铣端面，该零件上下都有平面，简洁定位。此外，在本工序加工时仍应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，接受两销一面的定位方式，铣下端面的时候以 20孔的上端可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结面为定位基准，铣 20和 50 上端面的时候以下端面为定位基准为了提高加工效率，现准备接受手动夹紧工件快换装置，并接受快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。2、切削力及夹紧力运算刀具：镶齿三面刃铣刀，刀具直径d0=125mm。查切削手册表 2.3，切削力运算公

22、式为：0.740.900.1F f9.81 54.5ae f zapZd0铣 50 端面时，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中： Z12 ， ae72 ， d125mm， ap4mm fz0.18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切削力F f 13617.63N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夹紧力 W4 KPeGf 2 r1r2r3r4 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f2 r1r2r3r4 4 f1LW=18911N精铣 50 端面

23、时，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中： Z12 ， ae72 ， d125mm， ap1mm fz0.05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切削力 F9.81 54.5720.080.7410.9012 125f 20.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F f 2570N精铣 20端面时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中： Z12 ， ae32 ， d125mm， ap1mm fz0.5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

24、结切削力F f 29.81 54.5320.5112 1250.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.74 0.90F f 3983N3、定位误差分析夹具接受一面两销的定位方法，因此不重合误差为0。定位误差的方向和铣销的时候方向不同，因此不用考虑定位误差。4、夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应当考虑提高劳动生产率。为此，设计接受了两面一销的定位方法，以及利用螺旋压板夹紧机构夹紧工件。通过调剂压板的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结高度可以对工件的上下端面及其单个孔的面进行铣削，效率较高。试用大批量生产。由于第一次做夹具设计，其实仍有很多不足和错误，望指正。5、铣床床夹具的装配图参考文献1、赵家齐 ,机械制造工艺学课程设计指导书2 版,机械工业出版社 ,2000 年.2、王宛山 刑敏主编 ,机械制造基础 ,:辽宁科学技术出版社 ,2002 年.3、王先逵主编 ,机械制造工艺学 ,机械工业出版社 ,2006 年.4、上海金属切削技术协会编,金属切削手册（电子版）,上海科学技术出版社 ,2000 年.5、机床夹具设计手册（电子版）,机械工业出版社 .可编辑资料 - - - 欢迎下载