拨叉的夹具说明书综述

1、通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体（如机械精度、工装设计、金属工艺学、机械制 造基础等）。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及 实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更 加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基 础！在些次设计中我们主要是设计 CA6140拨叉的铣床夹 具。在此次课程设计过程中，我努力完成了此项设计。在 此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点， 尤其是指导老师陶福春老师的大力帮助，在此表示感谢！机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部 基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是 我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的

2、综 合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在 我们三年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从中锻炼自己分 析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的建设打下一 个良好的基础。一设计的目的机械制造工艺学课程设计，是在学完工装设计课程， 并经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在 老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所 学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。 同 时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。 通过课程设计 达到以下目的：1、能熟练的运用工装设计的基本理论和夹具设计原 理的知识

3、，正确地解决一个零件在加工中的定位， 夹紧以 及合理制订工艺规程等问题的方法，培养我分析问题和解 决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备 设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具的训练，提高结 构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会 使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题 的独立工作能力。二.零件的分析2.1 零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉（见图纸）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因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果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，宽度为要求进行工作。宽度为

4、18+oo12omm的槽尺寸精度要求很高,18+0.012 omm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2.2零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面。1. 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括？ 25+0.23mm的六齿方花键孔、？ 22+0.28。 花键底孔两端的150倒角和距中心线为27mm的平 面。2. 以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.12omm 的槽经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其 中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。三.工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形成零件材料HT2O0考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选

5、用锻件，以使金属纤维尽 量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中 批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5-5取等级为2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm毛坯零件图附图：3.2 基准的选择1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直 于右端面，所以以40的外圆表面的粗基准。2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。3.3 制定简易工艺路线方案一工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15 倒角。2. 粗、精铣削B面。3. 铣削8+0.03omm勺槽。4. 铣削 18+0.01

6、2omm勺槽。5. 拉花键。6. 清理毛刺方案二工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。以40m m圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2. 拉花键。以A面为基准，3. 铣削槽B面。以花键的中心线及 A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具4. 铣削8+0.03omm勺槽。以花键的中心线及A面为基 准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。5. 铣削18+0.012omm勺槽。以花键的中心线及 A面为 基准。选用X62V卧式铣床加专用夹具。6. 清理毛刺。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进

7、行定位和加紧、 方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二 中的345道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花 键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定 位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比 较合理。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”3.4机械加工余量CA6140的拨叉材料为HT200毛坯重量为1.0 kg b= 160MPHBS生产类型为由大、中批量生产，采用模锻 锻模。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A面的加工余量A面有3 士 0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形

8、花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔 尺寸为22 0+0.28，见零件图，参照金属机械加工 工艺人员手册表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔20mm扩孔21mm拉花键花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 Z =1mm3. B面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣B面 2 、精铣B面.精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm四确定切削用量及基本工序4.1粗车1. 加工条件。工件材料：灰口铸铁 HT20Q(T b=145 MP。铸造。加工要求：粗、半精车 A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2 m机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具

9、：刀片材料。r =12.ao=6-8 b= -10 o=0.5Kr=90 n=152、计算切削用量。(1) 已知长度方向的加工余量为3 0.8mm。实际端面 的最大加工余量为 3.8mm。故分二次加工(粗车和半精 车)。长度加工公差IT 12级 取-0.46 mm(2) 进给量、根据切削简明手册表 1.4当刀杆尺寸 为16mM 25mm e 决定钻头磨钝标准及寿命 表2.21，当do=20mm钻头最大磨损量取0.6寿命T=45min.C、切削速度 由切削用量简明手册，表2.15得V=21m/minn=1000V/二D=334.4 由机床技术资料得和 334.4接 近的有 280n/m和 400

10、n/min 取 280n/min取 n=280m/min.实际 V =17 m/mind、基本工时，Tm二L/!f=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)入切量及超切量由表 2.29.查出+ =10mm所以 Tm=L/ nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)2、扩孔刀具直径do=21mrp刀具几何参数同上。由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上Tm=0.32 倒角刀具15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面 粗度要求不高手动进给。3、倒角刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手

11、册表1.2 4可以查出 当(rb = 160245HBSa p 2.8 mm f 0.6 mm/rV c 41m/min P c = 3.4kw按C3 16 3 1车床说明书主电机功率P= 11 kw可见P c比P小得多所以机床功率足够所用切削用量 符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当 d o= 21 mm f= 0.64 mm查得转矩皿=61.8 N.M切削用量简明手册表由表 2.32得功率公式P c= MtVC/30d 0=61.8x17/30x2 仁 1.67km按C3 16 3 1车床说明书 主电机功率P= 11 kw 可见Pc比P小得多，所以机床功率足够，所用切削 用

12、量符合要4.4拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉 刀的单面齿为 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/mi n)切削工时t=Zbl n k/1000vfzZ式中： Z b到25mm)Ln1.2 ；k1.4 ;vfzZP单面余量1.5mm(由21mn拉削拉削表面长度，80mm考虑校准部分的长度系数，取考虑机床返回行程系数，取拉削速度(m/min);拉刀单面齿升；拉刀同时工作齿数，Z=l/p ;拉刀齿距。P=(1.25-1.5)sqrt80=1.35sqrt80=12mm二拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/127其本工时 Tm=1.5 X 80 X 1.2 X 1

13、.4/1000 X 3.6 X 0.06 x 7=0.13(mi n)4.5粗铣加工要求：粗铣 B面，精铣B面，Rj=3.2 um用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量3mm机床：X 62W加工工件尺寸：宽度：40mm长度：28mm1. 粗铣1）选择刀具根据切削用量简明手册表3.1铣削宽度ae 5mm 时。直径为do=50mm故齿数Z=8，由于采用标准 镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表 3.2） rn =10 ao=162）切削用量留精铣的加工余量为 0.2，所以本道工步切削宽度ac = 2.8 士 0.8 mm,由于加工表面精度要求 Fh=3.2 um.根据表3.5得每转进给量f= 0.5 1 mm/r

14、就能 满足要求，但考虑到X 62W功率为7.5kw，机床为中 等系统刚度和X 62W铣床说明书 所以每转进给量f= 0.6mm/r3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明 手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 0.6镶齿铣刀do=50mm刀具寿命T=120min（表 3.8 ）4) 决定切削速度 Vc、可根据切削用量简明手册表3.9确定Z=8,ap=40-70mm, ac=2.8士 0.8 mm ,f z=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(T mcapxX/xf zxyvxaexuvxZpv)CV=20,q v=0.7,X v=0.3,y v=0.2,u

15、v=0.5,p v=0.3,m=0.25 ,Km=1.12,KSv=0.8,KTv=0.82,如KxK/xKT/=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(T mxapxXvxf zxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min)n=1000V/ 二 d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/mi n根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14 nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/mi nVf=nf=160x0.6=96mm/mi n选 Vf=80mm/min 实际 f z=V/(nxz)=0.0625m

16、m/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 3.20当Vc=71m/mi nae=2.8mmap=41mmf z=0.08Kmpc=1.4kw切削功率的修正系数：故 Pt 0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5 X 0.75=5.63kw故Pdc =98.6m/mi nn=1000x Vc/ 二 do=1000x 98.6/3.14 x 100=314r/min 根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min实际速度 Vc=：donc/1000=94.2m/min选 Vfc 二ncf=300X0.5=150mm/min 根据 X62W型铣床 说明书选选M=15

17、0mm/minf zc=150/300 x 24=0.020mm/z5) 基本工时基本工时根据切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+A)?i/V f =(40+20)X2/150=0.8 (min) L1 + =20mm i=2(走两次)4.8 磨 18mm槽保证尺寸18mm1.选择砂轮。见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为GZ46KV6P35X 40 x 127其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为46#，硬度为软2级。平型砂轮，其尺寸为16X 6 X40（DX dx H）o2. 切削用量的选择。砂轮转速n砂=3000r/min（见机床说明 书），v砂

18、=2.5m/s 进给量f=50mm/min双单行程f r=0.015mm3. 切削工时 。 当加工1个表面时 Tm=（L+y+ ）?i K/50=3.1mi n最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连 同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见表。五夹具设计5.1问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度, 需要设计专用夹具经过与指导老师协商，决定设计第4道工序一一铣宽为+0 0121&。 mm槽的铣床夹具。本夹具将用与 X63卧式铣床。 刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。本夹具主要用来铣宽为1&+0012mm勺槽，由于采用宽+0 022为1&。mm勺精

19、密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削， 所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度.5.2夹具设计1 .定位基准的选择由零件图可知，宽为1&+O 12mn的槽，其设计基准为花键 孔中心线和工件的右加工表面(A)为定位基准。因此选 用工件以加工右端面(A)和花键心轴的中心线为主定位 基准。2 .切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，？63mm, Z=14丄 0.830.65-0.83Fz=CP t Sz D B Z kp(见切削手册3-56表)解得 Fz =200 (N)其中 CP=52, t=8mm, S z=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm,Z=14, k p=(

20、HB/198) 0.55在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数 K= k1 k2 k3 k4水平切削分力 Fh=1.1 F z =220 (N)垂直切削分力 Fv=0.3 Fz=60 (N)其中：ki为基本安全系数1.5ki为加工性质系数1.1ki为刀具钝化系数1.1k 1为断续切削系数1.1F =KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400 (N)实际加紧力为 W二 KF“U2=400/0.5=800 (N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，Ui=U=0.025螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为3322W=2M/Dg( a+6 5

21、5)+0.66(D - d / D - d )解得：W=1O405 (N)其中： M=19000 N.M D 2=14.8mm a=2029 D=23mm d=16mm此时螺母的加紧力 W已大于所需的800(N)的加紧力，故 本夹具可安全工作。5.3定位误差分析由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴 向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状 和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。 即不必考 虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装 精度。5.4夹具设计及操作说明如前所述,在设计夹具时，应该注意提高劳动率.为此, 在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的 一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装 位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较