CA6140車床撥叉831003夾具設(shè)計

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1、 前 言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計,是在學(xué)完機械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實習(xí)取得感性知識后進行的一項教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計中能初步學(xué)會綜合運用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓(xùn)練。同時，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計，學(xué)會工藝裝備設(shè)計的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的

2、能力。 3、課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學(xué)生解決工程實際問題的獨立工作能力。 目錄 前 言 1 第一章 3 一、零件的分析 3 （一）零件的作用 3 （二）零件的工藝分析 3 二、工藝規(guī)程設(shè)計 3 （一）確定毛坯的制造形式 4 （二）基準(zhǔn)面的選擇 4 （三）制定工藝路線 4 （四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 5 （五）確定切削用量 6 參考文獻(xiàn)： 12 小結(jié) 13

3、 第一章 一、零件的分析 （一）零件的作用 題目給定的零件是C6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要其換擋作用。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進行正確有效的嚙合。從而影響整個傳動系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。 （二）零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面：

4、 1、這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的 花鍵底孔 2、這一組加工表面包括: 三個方齒花鍵孔，及Φ25mm花鍵底孔兩端的245倒角。對于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。 二、工藝規(guī)程設(shè)計 （一）確定毛坯的制造形式 此次所設(shè)計的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因為生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。因為零件形狀簡單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。 毛坯零件圖見附圖2。

5、 （二）基準(zhǔn)面的選擇 1、粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于撥動滑移齒輪的右端面。所以以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇：為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的左端面為精基準(zhǔn)。 （三）制定工藝路線 工藝路線方案一： 工序一：鑄造毛坯； 工序二：粗、半精銑左端面C面， 工序三：鉆孔并擴花鍵底孔Φ22并锪245倒角； 工序四：拉花鍵Φ25H7 工序五：；粗、半精銑底面D面； 工序六：鉆配作孔、螺紋孔； 工序七：粗、半精銑槽； 工序八：去毛刺； 工序九：終檢，入庫。 （四）、機械加工余量、工序尺寸及毛

6、坯尺寸的確定： C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。 根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級CT由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》中可查得毛坯件的公差等級為8~10級，，取為10級。 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》中可查得尺寸公差為CT=3.2mm

7、 求機械加工余量由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-5查得機械加工余量等級范圍為D~F，取為E級 求RAM（要求的機械加工余量）對所有的加工表面取同一數(shù)值，由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表查得最大輪廓尺寸為80mm、機械加工余量為E級，得RAM數(shù)值為0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和Φ5錐孔較小鑄成實心；C、Ｄ面單側(cè)加工，應(yīng)由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》式5

8、-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 為了簡化鑄件的形狀取R＝75mm 鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表： 項目 C面 D面 公差等級CT 10 10 加工面基本尺寸 80 72 鑄件尺寸公差 3.2 3.2 機械加工余量等級 E E RAM 0.7 0.7 毛坯基本尺寸 82.3 75 1、C面的單邊總加工余量為Z＝2.3mm。查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-49精加工余量故粗加工余量為Z＝1.3m 2、D面精加工余量同C面Z＝

9、1mm故D面粗加工余量Z＝2mm 3、花鍵孔 要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工 內(nèi)空尺寸為。由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-42卻定孔的加工余量分配： 鉆孔：20mm 擴孔：22mm 拉花鍵孔(6-25H7**6H9) 4、銑18H11槽 由《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z＝3mm粗銑后公差為+0.18～+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11） （五）確定切削用量 工序一：鑄造毛坯 工序二：粗、半精銑左端面7540面即C面。 一、 粗銑面7540面 1、 背吃刀量的確定 因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余

10、量故a10=z=1.3mm。 2、 進給量的確定。 選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺銑床，功率為7.5KW。由《實用機械加工工藝手冊》表11－92可查得每齒進給量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z 3、 銑削速度的確定。 由《實用機械加工工藝手冊》表可查得灰鑄鐵的硬度為150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n＝1000Vc/D＝238.8～437.9r/min 。Vf＝fzZn＝477.6～875.6r/mm。故取n＝300r/min ， Vf＝480mm/min。 二、 精銑754

11、0面 1、 背吃刀量的確定 由《實用機械加工工藝手冊》表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap＝1mm。 2、 進給量的確定 選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由《實用機械加工工藝手冊》表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進給量為0.5～1.0故取0.5mm/r 3、 銑削速度的確定 由《實用機械加工工藝手冊》查得銑削速度為60～110m/min則機床主軸轉(zhuǎn)速n＝1000Vc/D=238.8~437.9r/mim取n＝300r/min，則 Vf＝150mm/min。 工序三 鉆Φ22花鍵底孔，擴花鍵底孔Φ22倒275o倒角 一、鉆Φ20的孔。 1、決定進給量

12、 由《切削用量簡明手冊》表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do＝20mm。 鑄鐵的硬度大于200HBS查得進給量f=0.43~0.53mm/r由于Yd＝80/20＝4查得修正系數(shù)Ktf＝0.95則f＝0.41～0.50mm/r。 由《切削用量簡明手冊》表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f＝1.75mm/r。 由《切削用量簡明手冊》表2.9可知機床進給機構(gòu)強度所允許的鉆削進給量。 選用Z525鉆床由表2.35查得進給機構(gòu)允許的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.48由《切削用量簡明手冊》表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F＝5510N小于F

13、max，故可用。 2 、確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。 由《切削用量簡明手冊》表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 3、 確定切削速度 ＝286.6r/min 由《切削用量簡明手冊》表2.35取n＝272r/min則實際切削速度 Vc＝＝＝17.1 m/min。 4）檢驗機床扭矩及功率 由《切削用量簡明手冊》表2.20可查得f0.5 mm/r時，Mc＝76.81Nm。當(dāng)nc＝272r/min時由《切削用量簡明手冊》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。

14、 由《切削用量簡明手冊》表2.23查得Pc＝1.1 kw。Pe＝2.60.81＝7.76 kw。 因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f＝0.48mm/r ，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。 二、擴20孔 1、確定背吃刀量 由《切削用量簡明手冊》查得背吃刀量為2mm。 2、確定進給量 由《切削用量簡明手冊》查的f＝0.6～0.7mm/r。根據(jù)機床說明書取f＝0.62mm/r 3、計算切削速度 ＝5.7～8.5 m/min 由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n

15、＝82.5r/min 根據(jù)機床說明書取n＝140r/min，則實際切削速度 v＝＝9.67 m/min 工序四 拉花鍵孔 由《機械加工工藝手冊》表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.04～0.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由《機械加工工藝手冊》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度為級的花鍵拉削速度為 Vc＝4.5～3.5 m/min 取Vc＝3 m/min 拉削級別由《機械加工工藝手冊》表4.1－66查得。 拉削加工工時 t＝ 式中Zb為單面余量Zb ＝＝1.5

16、mm L為拉削表明長度 L＝80 mm 為拉削系數(shù)，取＝1.2 K 考慮機床返回行程系數(shù)取 k＝1.4 v為拉削速度 fz為拉刀單面齒開量 z為拉刀同時工作齒數(shù)z＝L/P P為拉刀齒距 P＝（1.25~1.5）＝1.35 ＝12 mm 所以拉刀同時工作齒數(shù)為 z＝L/P=80/127 所以 t＝ ＝0.16 min 工序五 粗、精銑8030面 一、粗銑8030面 1、加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余

17、量較小故采用一次切削故ap＝2 mm。 2、切削用量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.1－20選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由《機械加工工藝手冊》表2.1－96查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為aw＝do/4，銑刀的銑削速度為v＝18.29m/min，每齒進給量為0.063～0.102 mm/z 則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝=358.3~577.2 r/min 取n＝460r/min，由此可得Vf＝＝0.093460 ＝124.2 mm/min 二、

18、精銑 8030面 1、加工背吃刀量ap的確定 由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap＝1 mm 2、進給量的確定 由《精銑加工工藝手冊》表2.1－72查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時同一銑刀和機床。 銑削寬度為aw＝3 mm是的每齒進給量為0.08～0.05 mm/z，因為表精度要求較高故fz＝0.06 mm/z 3、切削用量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.1－75查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得后刀面最大磨損限度為0.2～0.25 mm。 由《機械加工工藝手冊》表2.1－76限度壽命查得限度壽命T=60min。由《機械加工工藝手冊》表2.1-92查得Vc＝2

19、2 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速： n＝＝437.9 r/min 取n＝460 r/min。 則Vf＝fz*z*n＝0.06*3*460 =82.8 mm/min 工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋 1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為Φ7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由《切削用量簡明手冊》表2.7查得進給量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡明手冊》表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f＝0.86mm/r。由《切削用量簡明手冊》表2.9機床進給機構(gòu)所允許的鉆削進給量查得f＝1.6mm/r。故由Z525型立

20、式鉆創(chuàng)說明書取f＝0.36mm/r。 2、確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由《切削用量簡明手冊》表2.12查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5～0.8壽命為T＝35min。 3、確定切削速度 由《切削用量簡明手冊》表2.15查得切削速度為V＝18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝＝818.9 r/min。 由Z525鉆床說明書由就近原則取n＝680 r/min。故實際切削速度為v＝14.9 m/min 4、校核機床扭矩及功率 由《切削用量簡明手冊》表2.20查得 =420, =1 ＝0

21、.8，=0.206, 2.0, =0.8 ＝420720.360.81 ＝1298.3 N Mc＝0.206720.360.81＝4.5 Nm Pc＝＝0.32 KW 根據(jù)Z525機床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機床的各個相應(yīng)的參數(shù)，故機床符合要求。 一、攻M8螺紋 由《機械加工工藝手冊》表7.2-4選用M8細(xì)柄機用絲錐，在普通鉆床上攻絲。 由《機械加工工藝手冊》表7.2-13在普通鉆床上攻絲

22、切削速度表查得Vc＝11～12 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： 我n＝＝437.9 ～477.7 r/min 由Z525的說明書的參數(shù)可取n＝392 r/min。故實際切削速度為 Vc＝9.8 mm/min 攻螺紋機動實際的計算 我tm＝ 其中：：工件螺紋的長度＝10 mm。 ：絲錐切削長度＝22 mm。 ：攻螺紋是的超切量＝（2～3）P?。?。 ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速＝392 r/min。 ：絲錐退出時的轉(zhuǎn)速＝680 r/min。

23、 P:螺距。 工序七 銑18H11的槽 一、粗銑18H11槽 1、選擇與加工8030平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達(dá)到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap＝30 mm 2、切削用量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.1-96查得切削速度為 V＝18～29 m/min 每齒進給量為fz＝0.063～0.102 mm/z取fz＝0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n＝=358.3～577.2 r/min 根據(jù)機床說明書可取n＝460

24、r/min。則實際轉(zhuǎn)速為 Vf＝fznz＝0.093460 ＝124.2 mm/min 二、半精銑18H11槽 1、選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap＝5 mm。 2、確定進給量 由《機械加工工藝手冊》表2.1-72查得每齒進給量為fz＝0.05～0.08 mm/z取fz＝0.06 mm/z。 由《機械加工工藝手冊》表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.22～0.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T＝60 min 3、切削用量的確定 由《機械加工工藝手冊》表2.1-92查得V＝22 m/min

25、，則主軸轉(zhuǎn)速 n＝=437.9 r/min 根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n＝460 r/min。 參考文獻(xiàn)： 1、艾興 肖詩綱 《切削用量簡明手冊》 機械工業(yè)出版社 2、王光斗 王春福 《機床夾具設(shè)計手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 3、孟憲棟 劉彤安 《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版社 4、馮道 《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實用手冊》 機械工業(yè)出版社 5、吳宗澤 羅盛國 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 高等教育出版社 6、 《機械加工工藝手冊》 機械工業(yè)出版社 7、陳鐵鳴 《機械設(shè)計》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社

26、 小結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組十名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學(xué)》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 13