拨叉脚内侧夹具设计说明书

1、课程设计说明书设计题目：副变速拨叉工艺流程及铣拨叉叉脚内侧夹具设计说明书学院：机械电气工程学院 班级：学号：姓名： 指导老师:CA6140车床副变速拨叉机械加工工艺规程一.设计的目的机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课 程，经过生产实习所获得的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学过的全部课程，并且独立完成 一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下了良好基础。通过课 程设计达到以下目的：1，能熟练地运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识， 正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺规程等问题

2、方 法，培养自我学习能力和解决问题能力。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，提高结构能力设计。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，增强解决实际工程问题的独立能力。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1确定毛坯种类：零件材料为KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为 中批量生产，所以，选择金属型铸造毛坯。查机械制造技术基础课程设计 指南表5-1。选用铸件尺寸公差等级为 CT1Q保证的尺寸公差在1-4 mm。2毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定（1） 查p119表5-1选择金属型铸

3、造毛坯选用铸件尺寸公差等级为CT10（2） 求铸铁尺寸公差查表5-3铸铁尺寸63-100mm取3.2（3）求机械加工余量等级 查表5-5 E-G取G级（4） 求RMA（要求的机械加工余量）查表5-4 RMA为1.4（5）求毛坯基本尺寸 R二F+2RMA+CT/2=70+2.8+3.2/2 =74.4项目*24端面两叉头同侧两叉头内侧14H13槽公差等级CT10101010加工面基本尺寸7064014铸件尺寸公差3.23.23.23.2机械加工余量等级GGGGRMA1.41.41.41.4毛坯基本尺寸74.410.4349.61 L4HW底丸许fflDh酬的因几 材科 t HH350-1K制图王

4、林2歸蛊集511莊请桶又毛坯牟件宮削111机制妙2班毛坯零件合图】.耒注明情進1坤沽务二、工艺规程设计（一）选择定位基准：1、粗基准选择：以零件24左的端面为主要粗基准，以零件 24的外圆为辅助 粗基准。2、精基准选择：根据精基准的选择原则“基准统一原则”以及考虑到工件的 装夹与加工方便，选用加工后的24右端面为主要精基准，以零件 24的外圆为辅助精基准。（二）制定工艺路线考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时 的经济性，尽量使工序能够集中起来。选择零件的加工方法及工艺路线如下： 方案一：工序1:铸件回火工序2:粗铣24右端面粗铣两叉头右侧，以 24左端面为粗基准，采

5、用立式 铣床加专用夹具。工序3:粗铣，半精铣24左端面，以及粗铣两叉头左侧，以 24右端面为定 位基准，采用立式铣床及专用夹具。工序4：钻，铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准，采用立式钻床以及 专用夹具。工序5:粗铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹 具。工序6：粗铣槽，以24孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。 工序7：钻8.7孔，以24孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。 工序8：去毛刺。工序9：热处理。工序10：终检。方案二：工序1：铣削T4右端面，以24左端面为粗基准，采用X51型立式铣床、YG8硬质合金端铣刀以及专用夹具;工序2：钻、扩、铰、及

6、精铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准， 采用Z525型立式钻床、锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀以及专用夹 具；工序3:铣削24左端面，以24右端面为定位基准，采用 X51型立式铣 床、端铣刀及专用夹具；工序4:粗铣大叉头外表面，以 24右端面为定位基准，采用 X51型立式 铣床、镶齿套式面铣刀及专用夹具；工序5:精铣大叉头外表面，以 24右端面为定位基准，采用 X51型立式 铣床、三面刃铣刀及专用夹具；工序6：铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用X61W型卧式铣床、 细齿锯片铣刀及专用夹具；工序7：铣14H13的槽，以14孔中心为定位基准，采用X62型卧式铣床、 直齿三面刃铣

7、刀及专用夹具；工序8钻87 mm孔，以14孔中心为定位基准，采用 Z32K型摇臂钻床、 直柄麻花钻及专用夹具；工序9：铣大叉头右端外端面，以14孔中心为定位基准，采用X61W型卧 式铣床、细齿圆柱形铣刀及专用夹具；工序10：去毛刺；工序11：终检。制定工艺路线使尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。还 应当考虑加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来提高生产率。比较方案 一和方案二方案一更合理一些因此选择方案一。（三）加工余量，工序尺寸及公差的确定各个工序加工余量，精度等级工序加工表面加工内容加工余量（mm精度等级（CD工序尺寸（mm表面粗糙度工序余量（mm1*24右端面粗铣2.2127

8、2.2250两叉头右侧粗铣1.2129.21半精铣1118.26.302*24左端面粗铣2.21270250两叉头左侧粗铣1.21271半精铣11166.303$14孔钻1312131铰19143.204两叉头内侧粗铣6124012.505槽粗铣4.4101412.506*8.7 孔钻8.7128.7250（四）确定切屑用量及时间定额一：铣24端面以及两叉头左侧：加工条件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。零件大小为x=70mmy=85mm加工要求：粗铣*24右端面，加工余量为 2.2mm1, 刀具选择：选择硬质合金端铣刀 YG8铣刀直径4

9、0mm背吃刀量a4，a 0.18 qv=0.22 pv=05，工时定额的确定查机械制造技术基础课程设计指南（p37）完成零件加工的一个工序 的时间定额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单件时间定额；Tj -基本时 间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与 终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj“ l2i；h =ae（d二ae）收花=3计算可得Tj =0.4min.fMz辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.08min.布置工作时间：Tb =0.05*0.48=0.024mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0.480.0

10、2min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额T=0.53min二.加工14孔，加工条件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa 最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为14mm钻孔至13mm铰至14mm1, 选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径 13mm钻头直径13mm铰孔时，YG8钻头直径为14mm进给量f 0.3mm/r，切削速度乂= C叭 k查机 Tmap f yv械制造技术基础课程设计指导表2-13Kv=0.75 Cv=14.1 Zv=0.25 Xv=0 Yv=0.55 m=0.125 ap=7算得vc =18.6m/min扩孔时，高速钢，钻头直径13mn，2

11、, 选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表 5-64，选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min，主轴最大转矩245.25N，功 率 2.8kw。3，时间定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。钻孔的基本时间：=丄=l1 ；h二Dcotkr 2；12 =3 ；计算可得：Tj=3.8minj fn fn2辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.76min.布置工作时间：Tb =

12、0.05*3.8=0.19mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*3.80.11min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz/N =4.86min铰孔的基本时间：Tj二丄h l2；hd1cotkr 2;l3 ;计算可得：j fn fn2Tj =4.9 min辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.98min. 布置工作时间：Tb =0.05*4.9=0.25mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*4.90.15min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz/N = 6.28min加工14孔所用的

13、额定工时为：T=11.07mi n三.加工8.7孔，加工条件：被加工材料 KTH350-10其最小抗拉强度为 330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为8.7mm钻孔至8.7mm1,选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径8.7mm进给量fM.3mm/r，切削速度Vccvdx_kv查机械制造技术基础课程设计指导表 2-13算得Tmap f yvVc =12.1m/min选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导 表5-64 ,选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min ,主轴最大转矩 245.25N,功率 2.8kw。3, 时间定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定

14、额公式：Td二Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。钻孔的基本时间：=丄=一l1一 ；h二Dcotkr 2；12 =3 ；计算可得：Tj=2.3minj fn fn2辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.46min.布置工作时间：Tb =0.05*2.3=0.12mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*2.3=0.07min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 Td 二Tj Tf Tb Tx Tz / N =2.95min加工14孔所用

15、的额定工时为：T=2.95min四：铣拨叉叉脚内侧：加工要求：粗铣拨叉叉脚内侧平面，加工余量为3mm选机床：查机械制造技术基础课程设计指南表 5-74，选用X61型卧式铣 床。机床功率为 7.5kw。每齿进给量为 0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。查机械制造技术基础课程设计指南表2-17中公式计算Cvd,VVc _Tmap笛 fzyza：vzPvkv式中,Cv = 48.qv = 0.25, xv =0.1, yv =0.2,uV = 0.3pV = 0.1,m = 0.2,T =120min, ap =16mm, fz =0.8mm/

16、z, ae =14mm,z = 20, d = 125mm kv =1.0计算得 v =25.4m/min1000 25.4二 125=64.68r / min根据X62型卧式铣床工作台进给表（5-75），选择n=60r/min=1r/s ，则实际的 切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为:fMz = 0.08* 20* 60 = 96mm/min根据X61型卧式铣床工作台进给表（5-76），选择fMz = 75mm/min。工时定额的确定查机械制造技术基础课程设计指南（p37）完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td =Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单件时间定额；T

17、j -基本时 间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与 终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj丄 St二.,ae（d二a。）很出=3计算可得Tj =0.5min. fMz辅助时间：Tf =0.2 t =0.1mi n.布置工作时间：Tb =0.05*0.48=0.024mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0.480.02min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额T=0.644min五，铣槽1, 加工情况：铣槽宽：14mm槽长度：19mm槽深度16mm被加工材料KTH350-10 其最小抗拉强度为350MPa最低延伸率为10的黑心可

18、锻铸铁。2, 选用刀具：高速钢三面刃铣刀。铣刀直径为125mm宽度14mm齿数203, 选机床：查机械制造技术基础课程设计指南表 5-74，选用X62型卧式铣床。机床功率为 7.5kw。每齿进给量为0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。查机械制造技术基础课程设计指南表2-17中公式计算Cvd0qvVTmapXvfzyza：vzPvkv式中,Cv 二 48.qv 二 0.25, xv 二 0.1, yv = 0.2,uv 二 0.3pv = 0.1,m = 0.2,T =120min, ap =16mm, fz = 0.8mm/ z, ae =

19、14mm,z = 20, d = 125mm kv =1.0计算得 v =25.4m/min1000 25.4兀汉125二 64.68r / min根据X62型卧式铣床工作台进给表（5-75），选择n=60r/min=1r/s ，则实际的 切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为:fMz = 0.08* 20* 60 = 96mm/min根据X62型卧式铣床工作台进给表(5-76 ),选择fMz = 75mm/min。则实际的每齿进给量为fz750.063mm/ z20* 605,工时定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td =Tj Tf Tb Tx Tz/N其中Td -单

20、 件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生 理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj 二 一1一 i；h = . ae(d-ae) 2;|2 =3 计算可得 Tj = 0.8min=42s.fMz辅助时间：Tf =0.2 Tj =0.16min.布置工作时间：Tb =0.05*0.8=0.04mi n.休息及生理需要时间Tz =0.03*0.80.024min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额 T=1.02min=62s夹具设计该夹具是在工序4用卧式铣床粗铣拨叉叉口内侧面。 工件以已加工的孔及 其端面定位，限制五个自

21、由度，以叉杆幅板右侧面限制一个自由度，实现完 全定位。夹具用螺母4夹紧工件，用自为夹紧机构完成辅助定位与夹紧，以 承受切削时产生的切削力。安装工件时，先将压板6转开，把工件从夹具前方放入夹具，并使各定位 表面靠紧各自的定位元件。然后拧紧夹紧螺母4,再将压板6转到夹紧位置并 拧紧夹紧螺母5,即可进行加工。1.切削力及夹紧力的计算水平分力：Fh=1.1F=71.64 ( N),垂直分力:FV=0.3F=19.54 (N)400.861=65.13 (N)在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 K二KK2K3K4刀具：细齿锯片铣刀， 40mm Z=40,其中：cF =30, ap =2mm

22、,xF =1.0, fz = 0.08mm/ z,yF = 0.72, kF =1,ae =5mm,uf = 0.86, d0 = 40mm, qF =0.86, wF = 0, z =40,切削力F=CfXfyFUfap fzaezd；qFnWFkFc所以F=0.720.8630 2 0.08540其中：k1为基本安全系数1.5 ； k2为加工性质系数1.1 ；ka为刀具顿化系数1.1 ； k4为断续切削系数1.1。所以 F=KFh=1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 71.64 = 143.03 (N)为克服水平切削力，实际夹紧力N为N ( f f2) =KFh，故N二。f1

23、+ f 2其中f1及f2为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1 = f2二0.25，则N14303 =286.06 (N)o0.52.定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一水平放置的定位销，查机床夹具设计手册可得，该定位销尺寸及上下偏差为 14Z3(2)定位误差计算。定位二二 d=(-0.016 0.023) 0.043 =0.025mm 从零2 2件图可知，14孔的轴线的直线度误差为 0.025mm所以上述定位误差可以 允许。IOi6A-A所设计的夹具装配图如图所示:K术整弱LCH对Bj的在更度營遵Q. Q25u2.1弘難的对CU的干祎 戊益旌Q. D2S*.T4

24、*25?4541跡念基傥14CrMSfljC1曲11揪対*12M2 15E思曲内祈 CM 电贞R(1) 定位方案 工件以已加工的孔轴及其端面定位，用定位销3进行定位， 其限制了零件的两个转动自由度和两个移动自由度。由孔的一个端面以一个垫块限制了其一个移动自由度，由叉杆幅板右侧面与夹紧装置6,和7限制了其1个自由度，通过以上定位装置来限制了其6个自由度，实现完全定位。(2) 夹紧机构 根据生产要求，通过手动夹紧就可以满足要求，采用螺旋夹 紧机构对工件进行夹紧。(3) 对刀装置 采用圆形对刀块(JB/T8031.3-1999)及平面塞尺(JB/T8032.1-1999)对刀。对刀块2可以沿着导向槽移动或更换，自位夹紧机构可以在夹具体1上作左右调整。时间飞逝，为期三周的课程设计已经接近尾声。如今，回首这三周的设 计过程，我感触良多。在老师和同学的帮助下，我从中