CA6140车床831002拨叉夹具课程设计

1、目录零件的分析 1（一） 零件的作用 1（二）零 件 的 工 艺 分析 2工艺规程的设计3（一）确定毛坯的制造形式 3（二）基面的选择 3（三）制定工艺路线 3（4） 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定.5（5） 确立切削用量及基本工时 .7夹具设计 13（一）问题的提出13（二）夹具设计 13word教育资料.17四.参考文献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，它在我们四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

2、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“四化”建设打下一个良好的基础。一、零件的分析（一） 零件的作用题目所给白零件是CA614诉床的拨叉。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。零件上方的小25孔与操纵机构相连，二下方的小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。（二）零件的工艺分析CA614/床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以（|）25mmL为中心的加工表面这一组加工表面包括：小25

3、H7mm勺孔，以及 小42mmfi勺圆柱两端面，其中主要加工表面为 4 25H7mmi孔。2. 以（|）60mmL为中心的加工表面这一组加工表面包括：小60H12的孔，以及4 60H12的两个端面。主要是 小60H12的孔。3. 铳16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mmJ槽的底面，16H11mrmJ槽两侧面。4. 以M221.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M2W.5的螺纹孔，长32mm勺端 面。主要加工表面为M221.5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)小60孔端面与 小25H7孔垂直度公差为0.1mm.。(2) 16H11mmJ

4、槽与小25H7的孑L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。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT20Q考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。(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。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批 报废，是生产无法正常进行。(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

5、加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选 取小2500。21孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两 块V形块支承这两个 小42作主要定位面，限制5个自由度，再 以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铳 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。(三)制定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

6、便使生产成本尽量下降。1 .工艺路线方案一工序一 粗、钻、扩、较、精较小25、小60孔工序二 粗、精铳（|）60、小25孔下端面。工序三粗、精铳小25孔上端面工序四粗、精铳小60孔上端面工序五切断。工序六铳螺纹孔端面。工序七钻小22孔（装配时钻较锥孔）。工序八攻M22X.5螺纹。工序九粗铳半精铳精铳槽所在的端面工序十粗铳 半精铳 精铳16H11的槽。工序H一检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铳平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案2 .工艺路线方案二工序一粗、精铳小25孔上端面。工序二粗、精铳小25

7、孔下端面。工序三钻、扩、钱、精较小25孔。工序四钻、扩、钱、精较小60孔。工序五粗、精铳小60孔上端面工序六粗、精铳小60孔下端面。工序七切断。工序八铳螺纹孔端面。工序九钻G22孔（装配时钻较锥孔）。工序十攻M22X1.5螺纹。工序粗铳 半精铳 精铳槽所在的端面工序十二粗、半精铳精铳16H11的槽。工序十三检查。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铳断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3 .工艺路线方案三工序一粗、精铳小25孔上端面。工序二粗、精铳小25孔下端面。工序三钻、扩、较、精较 小25孔。工序四钻、扩、较、精较小60孔。工序五

8、粗、精铳小60孔上端面工序六粗、精铳小60孔下端面。工序七铳螺纹孔端面。工序八钻小22孔（装配时钻较锥孔）。工序九攻M22>1.5螺纹。工序十粗铳半精铳精铳槽所在的端面。工序H一粗、半精铳 精铳16H11的槽。工序十二切断。工序十三检查。此方案仍有先钻孔再铳平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。4 .工艺路线方案四工序一 以小42外圆为粗基准，粗铳 小25孔下端面。工序二 精铳小25孔上下端面。工序三 以小25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较小25孔，孔的精度达到IT7。工序四 以小25孔为精基准，粗铳 小60孔上下端面。工序

9、五 以小25孔为精基准，精铳 小60孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.1。工序六 以小25孔为精基准，钻、链、较 小60孔，保证空的精度达到IT8。工序七 以小25孔为精基准，铳螺纹孔端面。工序八 以小25孔为精基准，钻 小20孔（装配时钻较锥孔）。工序九 以小25孔为精基准，钻一个小20孔，攻M22>1.5螺纹工序十 以小25孔为精基准，铳槽端面。工序十一 以小25孔为精基准，铳16H11的槽保证槽的侧面 相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二两件铳断工序十三检查。虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工 序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铳削只有两次，而

10、且刀 具不用调整）。多次加工小60、小25孔是精度要求所致。以上工艺过程详见图3。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定” CA614/床拨叉”；零件材料为HT20Q硬度190210HB毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圆表面（小42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2 .外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（小 25, 小60端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册） 表3.126,取（|）25,小60端面

11、长度余量均为2.5 （均为双边 加工）铳削加工余量为：粗铳2mm半精铳0.7mm3 .内孑L （小60已铸成小50的孔）查工艺手册表 2.22.5 ,为了节省材料，取 小60孔已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为50mm工序尺寸加工余量：钻孑L 5mm扩孔0.5mm钱孔0.1mm精较0mm同上，零件小25的孔也已铸出 小15的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至 小23余量为8mm扩孔钻 1.8 mm粗钱孔 0.14 mm精钱孔 0.06 mm4 .槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm勺距离，余量为3mm工序尺寸加工余量：粗铳端面 2.1 mm半精铳0.7 mm精铳0.2

12、 mm5 .螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至（|）25孔轴线且垂直轴线方向40mm勺距离，余量为4 mm工序尺寸加工余量：粗铳顶面 3.1 mm半精铳 0.7 mm精铳 0.2 mm6 .其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工 因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以 确认。（五）确立切削用量及基本工时工序一 以0 42外圆为粗基准，粗铳 0 25孔上下端面。1.加工条件工件材料：HT200,（7 b =0.16GPa HB=200241铸造。加工要求：粗铳小25孔上下端面。机床：X53立式铳床。刀具：W18Cr4VM质合金钢端铳刀，牌号YG6铳削

13、宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10，故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=80mm选择刀具前角丫。=0°后角a-15° ,副后角a o' =10° ,刀齿斜角Xs= 15°,主刃Kr=60°,过渡刃Kre =30°,副刃Kr' =5°过渡刃宽 b £ =1.5mm2.切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.3mm 一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kw。查切肖I手册f=0.080.15mm/z。由于是对称铳，选较小量f=0

14、.15 mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表 8,寿命T=180min4）计算切削速度 按2表14,V=1.84n=7.32Vf =6.445）计算基本工时t m= L/ V f=(90+36)/6.44=6.99min工序二精铳。25孔上下端面。1 .加工条件工件材料：HT200,（T b =0.16GPa HB=200241铸造。加工要求：精铳 小25上下端面。机床：X6140卧式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6铳削宽度ae<=60，深度ap<=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=80mm选择刀具前角

15、y0=+5°后角ao = 8° ,副后角ao' =8 ,刀齿斜角 入s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kre=30°,副刃Kr' =5°过渡刃宽be =1mm2 .切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm 一次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量机床功率为7.5kw 。查切削手册表5f=0.140.24mm/z。由于是对称铳，选较小量 f=0.14 mm/z。3)查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表8,寿命T=180min4)计算切削速度 按切削手册表14,查得Vf = 6.44mm/s,5)计算

16、基本工时tm= L+18 2/ Vf=(2+18 2)/6.44=5.9min 。工序三以0 25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较0 25孔，孔的精度达到IT7。1 .选择钻床及钻头选才? Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm钻头采用双头刃磨法，2 .选择切削用量(1)决定进给量由 d=23mmg «2» 表 5按钻头 f 0.47 0.57mm/r按机床强度查1表10.1-2选择f 0.056 1.8mm/r 最终决定选择机床已有的进给量 f 0.48mm/r(2)耐用度查2表9T=4500s=75min(3)切削速度查1表10.1-2n=50-

17、2000r/min 取 n=1000r/min.3 .计算工时tm1nf80 12 0.19min 0.48 1000由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减 少辅助时间。扩校和精较的切削用量如下:扩钻：选高速钢扩孔钻n 1000r / min f0.7 0.8mm/ rword教育资料d024.8mm0.12mint L 80 12m2 nf 0.75 1000钱孔：选高速钢钱刀n 1000r/min f 1.3 2.6mm/rf 0.9mm/rd024.94mmtm3Lnf80 121.3 10000.07 min精较：选高速钢钱刀n 1000r / min f 1.32.6m

18、m/rd0 25H7tm4Lnf80 121.3 10000.07 minword教育资料Tm tm1 t m2 tm3 tm4 0.45 min工序四以0 25孔为精基准，钻、粗链、精链0 60孔,保证孔的精度达到IT7。1 .选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm钻头采用双头刃磨法。选择 Z5163A钻床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r.2 .选择切削用量(1)决定进给量查2表5钻头进给量 f 1.0 1.2mm/r按钻头强度选择f 1.0mm/r 按机床强度选择最终决定选择Z5163A机床已有白进给量f 0.8mm/r(2)计算工时选择 n=6

19、00r/min 所以 tm (12 23)/600 0.8 0.07min3 .选择链刀选择高速钢链刀，粗链时do=59.9mm选择卧式链床T68,粗镇时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r精键时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 粗铳 半精铳 精铳梢16H11的端面1 .选择机床刀具选择立式铳床X53K硬质合金钢Yab端铳刀ap 602 .切削用量查 2 表 5 f=0.140.24mm/rT=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/minn=7.32r/minVf 6.44m/ min3 .计算工时1 L 3 24tmi

20、4.19snf 6.44半精铳2 L 224tm2 4.04snf 6.44Tm tmi tm2 8.23s工序六精铳梢16H11本道工序精铳槽之前已进行了粗铳和半精铳工步，此工序精铳槽须满足各技术要求包括：槽宽 16H11,槽深8H12,槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。1 .选择机床及刀具机床 x61W型万能铳床刀具错齿三面刃铳刀铳槽 do=16mnS1表8国家标准 GB1118 D=160mm d=40mmL=16mm 齿数 z=242 .计算切削用量(1) 由1表9.4 1和3查得 走刀量f=0.67 mm/r(2 )铳刀磨钝标准和耐用度由1表9.46查得 磨钝标准为0.2

21、0.3表9.47查得 耐用度为T=150min(3)切削速度由1式3.2Cvd0qvkv sm又_yuv p kvI ap af aw z查表9.4 8得其中：修正系数kv 1.0Cv 40 qv 0.2 Xv 0.1Yv 0.4 uv 0.5pv 0.1 m=0.5af - 067 0.028mm aw6ap 8z 24p代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s(4)确定机床主轴速度1000vdw6.5r/s 390.5r/min由3按机床选取主轴转速为6.33 r/s所以实际切削速度为v nw、w 3.27m/s 196.2m/min10003.计算切削工时Tm l-y- 3

22、2.77 s vf af zn工序七铳螺纹孔顶面1 .选择机床及刀具机床：X53K立式铳床。刀具：硬质合金钢端铳刀，牌号YG62 .切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.5mm 一次走刀即可完成所需长度。2）刀具耐用度查2表寿命T=180mino3 ）计算切削速度word教育资料查2得 V c=0.38mm/s, n=1.53r/min,V f=1.42mm/stmLnf1.5 828.201.16s工序八两件铳断三、夹具设计设计工序一一精铳槽 16H11的夹具。（一）问题的提出本夹具要用于精铳槽16H11,对槽16H11的要求有：槽宽16H11精度等级为IT12级，槽深8

23、H12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。本道工序只精铳一下 槽即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保 证槽的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。（二）夹具设计1 .定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会 增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困 难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。 因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加 工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较 高的技术要求，也

24、没有较高的平行度和对称度要求，所 以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高 加工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定 位误差减小，选择已加工好的小25孔和其端面作为定位 精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好 的小25孔的端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺 母作为夹紧机构。2 .切削力和夹紧力计算(1)刀具：高速钢错齿三面刃铳刀 4 160mm z=24机床：x61W 型万能铳床由3 所列公式得CFapXFfzyzaeuFzF qv Wfd 0 n查表9.48得其中：修正系数kv 1.0CF 30 qF 0.83 XF 1.0z=24Yf

25、 0.65 Uf 0.83 ap 8wF 0代入上式，可得F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数K= KiK2K3K4其中：2为基本安全系数1.5K 2为加工性质系数1.1K3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以 F KF 1775.7N(2)夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由N h f2 KF其中f为夹紧面上的摩擦系数，取fif2 0.25F=Pz+GG为工件自重N F 3551.4 Nfif2夹紧螺钉：公称直径d=20mm材料45钢 性能级数为6.8级B 6 100MPa s 8 B 480MPaBs 10螺钉疲劳极限： i 0.32 b 0.32 600 192MPa,一kmk极