CA6140車床撥叉831003夾具設(shè)計(jì)使用說(shuō)明

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“CA6140車床拔叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（大批生產(chǎn)）設(shè) 計(jì) 者 XXX 指導(dǎo)教師通過(guò)所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)（ 公差與配合、工程材料、機(jī)械原理、機(jī)械 設(shè)計(jì)制造、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 等）和金工實(shí)習(xí)使我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造有了一 定的感性和理性認(rèn)識(shí)。這次機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以復(fù) 習(xí)、鞏固和應(yīng)用。 是理論和實(shí)踐相結(jié)合的有效手段。 不僅為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn) 備，而且為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)中，我們主要設(shè)計(jì) C6140 撥叉的夾具。在設(shè)計(jì)中閱讀大量的參 考資料并且得到老師的指導(dǎo)由于能力有限在設(shè)計(jì)中難免有不足之處， 懇請(qǐng)各位老 師、同學(xué)批評(píng)指

2、正。.111亠、零件的分析（一）零件的作用題目給定的零件是C6140撥叉（見(jiàn)附圖1 ）它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主 要其換擋作用。通過(guò)撥叉的撥動(dòng)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(shí)?；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(jìn)行正確有效的嚙 合。從而影響整個(gè)傳動(dòng)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: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

3、2 X75 倒角。對(duì)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(jì)（一）確定毛坯的制造形式此次所設(shè)計(jì)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?yàn)樯a(chǎn)綱領(lǐng)為大批 量生產(chǎn)。因?yàn)榱慵螤詈?jiǎn)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(jiàn)附圖 2。（二）基準(zhǔn)面的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于撥動(dòng)滑移齒輪的右端面。 所以以 40 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

4、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(kuò)花鍵底孔22并锪2 X75。倒角； 工序四：拉花鍵25H7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(kù)。工藝路線方案二：工序一：鑄造毛坯； 工序二：粗、半精銑左端面 C 面， 工序三：終檢，入庫(kù)。工序四：拉花鍵25H7工序五：粗銑底面 D 面及 18H11 槽； 工序六：半精銑底面 D 面及 18H11 槽； 工序七：鉆配作孔、螺紋孔；工序八：去毛刺；工序九：鉆孔并擴(kuò)花鍵底孔22并锪2 X75。倒角；比較兩種工序加工方案，考慮到加工過(guò)

5、程中粗精銑同一面可用同一夾具和 刀具，為了減少換夾具及刀具的時(shí)間， 縮短加工工時(shí)提高加工效率， 故采用第一種加工方案。（四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：C6140 撥叉材料為 HT200 毛坯質(zhì)量為 0.84kg , Sb=220MPa ,HBS=157 。根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量， 工序尺寸以及毛坯尺寸。根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng) 40mm ，寬為 80mm ，高為 75mm ，故 零件最大輪廓尺寸為 80mm 。選取公差等級(jí) CT 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南中表 5-1 可查得 毛坯件的公差等級(jí)為 810 級(jí)，取為 10 級(jí)。求鑄件尺

6、寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí) CT,由機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南中表 5-3 可查得尺寸公差為 CT=3.2mm求機(jī)械加工余量由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 5-5 查得機(jī)械 加工余量等級(jí)范圍為 DF ，取為 E 級(jí)求RAM （要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由機(jī) 械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表 5-4 查得最大輪廓尺寸為 80mm 、機(jī)械加工 余量為E級(jí)，得RAM數(shù)值為0.7mm。求毛坯尺寸2-M8通孔和5錐孔較小鑄成實(shí)心；C、D面單側(cè)加工，應(yīng)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式 5-2 求出，即：R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mmD

7、 面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式 5-1求出，即：R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm為了簡(jiǎn)化鑄件的形狀取 R= 75mm鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表:項(xiàng)目C面D面公差等級(jí)CT1010加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差3.23.2機(jī)械加工余量等級(jí)EERAM0.70.7毛壞基本尺寸82.3751、C面的單邊總加工余量為 Z= 2.3mm。查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-49精加工余量故粗加工余量為Z = 1.3m2、D面精加工余量同C面Z = 1mm 故D面粗加工余量 Z = 2mm3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工 內(nèi)空尺寸

8、為 22H12 。由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 表 5-42 卻定孔 的加工余量分配：鉆孔： 20mm擴(kuò)孔： 22mm拉花鍵孔 (6- 25H7* 22H 12 *6H9)4、銑 18H11 槽由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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)確定切削用量及基本工時(shí)工序一：鑄造毛坯工序二：粗、半精銑左端面 75 X40面即C面。一、 粗銑面75 X40面1 、 背吃刀量的確定因?yàn)榍邢饔嗔枯^小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm 。2、進(jìn)給量的確定。選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料

9、為 YG6 銑刀直徑為 8mm 齒數(shù)為 10， 選用 X5032 ，立式升降臺(tái)銑床，功率為 7.5KW 。由實(shí)用機(jī)械加工 工藝手冊(cè)表11 92可查得每齒進(jìn)給量fz=0.140.24mm 取fz=0.2mm/z3、銑削速度的確定。由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 11-94 可查得灰鑄鐵的硬度為 150225HBS，查得 Vc=6010m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n = lOOOVc/ D=238.8 437.9r/min 。Vf = fzZn = 477.6 875.6r/mm。故取 n = 300r/min, Vf = 480mm/min 。切削工時(shí)：由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.26可查得入切量及超切量

10、Y+ =12mm。故 75 12480=0.18mim 。二、 精銑75 X40面1、背吃刀量的確定由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即 ap = 1mm 。2、進(jìn)給量的確定選用與粗銑刀同樣的刀具與機(jī)床，由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.51.0故取0.5mm/r3、銑削速度的確定由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得銑削速度為 60110m/min 則機(jī) 床主軸轉(zhuǎn)速 n = 1000Vc/D=238.8437.9r/mim 取 n = 300r/min ,則 Vf = 150mm/min 。4、計(jì)算切削工時(shí)L YVf8012150

11、=0.61mim工序三 鉆22花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔22倒2 X75。倒角1、鉆20的孔。1) 決定進(jìn)給量由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do二 20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進(jìn)給量f=0.430.53mm/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(jiǎn)明手冊(cè)表 2.8可查得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f = 1.75mm/r 。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.9可知機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度所允許的 鉆削進(jìn)給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大抗力 Fmax =8830N , do 20.5，查

12、 f = 0.93mm/s，故取 f = 0.48 由切削用 量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力 F= 5510N 小于Fmax，故可用。2) 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。0.6mm，壽命為 T=15mim。3) 確定切削速度1000vndo1000*183.14*20=286.6r/min由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.35取n = 272r/min則實(shí)際切削速度Dn 272* 20*3.14,.Vc = 17.1 m/min 。1000 10004) 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.20可查得f 0.5 mm/r時(shí)，Me = 76.81Nm當(dāng)nc= 272r/min 時(shí)由切削

13、用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.35可查得Mm = 144.2Nm由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.23查得Pc = 1.1 kw Pe= 2.6 X0.81 = 7.76 kw因?yàn)镸e Mm , Pc Pe,故所選切削用量可用。f = 0.48mm/r, n = nc = 272r/min 。 Vc= 17m/min 。計(jì)算基本工時(shí)：Ltm =nf由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm故：L 80 10tm = 0.69 mim 。nf 272* 0.48二、擴(kuò)20孑L。1、確定背吃刀量2、確定進(jìn)給量由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)查的f = 0.60.7mm/r。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)取 f=0.62

14、mm/r3、計(jì)算切削速度Vn*17.1=5.7 8.5 m/min由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為：n = 82.5r/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)取n二140r/min，則實(shí)際切削速度140 V1000=9.67 m/min4、計(jì)算切削工時(shí)由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.5可查得Kv= 3060,取Kv= 45。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 查得tm = L L1 L2，式中各參數(shù)：fnL=80mm , L1= 1.707 2.107，取 L1 = 2mm。故tm = 0.8min工序四拉花鍵孔由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表4.1-42拉刀的齒開(kāi)量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開(kāi)量為0.040.1mm，取齒開(kāi)量為0.06mm。拉

15、削速度由機(jī)械 加工工藝手冊(cè)表4.1 65查得表面粗糙度要切Ra = 1.252.5，拉削速度為級(jí)的花鍵拉削速度為Vc = 4.5 3.5 m/min 取 Vc= 3 m/min拉削級(jí)別由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 4.1 66查得。 拉削加工工時(shí)AZbL kt =1000vfzz2522式中Zb為單面余量Zb = 1.5 mm2L為拉削表明長(zhǎng)度L= 80 mm為拉削系數(shù)，取二1.2K考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取k二1.4v為拉削速度f(wàn)z為拉刀單面齒開(kāi)量z為拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z = L/P| |P 為拉刀齒距 P=( 1.251.5 ). 80 = 1.35 . 80=12 mm所以拉刀同時(shí)工作齒數(shù)為z= L/

16、P=80/127所以=1000*3*0.06*7=0.16 min工序五 粗、精銑80 X30面、粗銑80 X30面1、加工余量的確定由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故 ap =2 mm。2、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jī)械加工工藝手冊(cè)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(jìn)給量為 0.0630.102 mm/z則主軸轉(zhuǎn)速為1000vn =358.3577.2 r/minnD取 n = 460r/min，由此可得

17、Vf = fzzn = 0.09 X3 X460=124.2 mm/min3、銑削加工工時(shí)的計(jì)算由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1 94可查得丄 Lw l1 l2 .t =iVf式中30i為次給次數(shù)i二乎 84h = 0.5d o+ （0.5 1.0）= 9 mml2 = 1 2 mm 取 l2 = 2 mm80 9 2124.2=5.86 min精銑80 X30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 mm2、進(jìn)給量的確定由精銑加工工藝手冊(cè)表2.1 72查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選 用與粗銑時(shí)同一銑刀和機(jī)床。銑削寬度為aw = 3 mm是的每齒進(jìn)給量為

18、0.080.05 mm/z，因?yàn)楸砭?要求較高故fz= 0.06 mm/z3、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)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0.20.25 mm 。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1 76限度壽命查得限度壽命T=60min。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-92查得Vc = 22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速:1000vn = n= 437.9 r/mindo取 n = 460 r/mi n。則 Vf = fz*z*n = 0.06*3*460=82.8 mm/min4、計(jì)算銑削加工工時(shí)由上面可知丄 Lw h J . t =iVf式中l(wèi)w、h、2與上述所相同。i

19、 = 30/3 = 10將各參數(shù)代入上式可得:80 9 2 t =X1082.8=11 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7,鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.7查得進(jìn)給量f = 0.360.44mm/r，由切削用量簡(jiǎn)明手 冊(cè)表2.83和鉆頭允許的進(jìn)給量確定進(jìn)給量f = 0.86mm/r。由切削用量簡(jiǎn)明 手冊(cè)表2.9機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的鉆削進(jìn)給量查得 f = 1.6mm/r。故由Z525 型立式鉆創(chuàng)說(shuō)明書(shū)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(jiǎn)明手冊(cè)表 2.12查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.50.8壽命為T(mén)= 35min。3

20、、確定切削速度由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.15查得切削速度為 V= 18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n = 00v = 818.9 r/min。 D由Z525鉆床說(shuō)明書(shū)由就近原則取n = 680 r/min 。故實(shí)際切削速度為v =14.9 m/min4、校核機(jī)床扭矩及功率由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.20查得Ff CFdoZFfyF kFMcZmyMCm doIKmPcMcVc30dCf=420, Zf =1yF=0.8 , Cm =0.206, zm 2.0, ym =0.8Ff = 420 X72X0.36 8 X1=1298.3 NMc = 0.206 X72 X0.36 8 X1 = 4.5

21、Nm廠 415*14.9 cccszPc= 0.32 KW30*7根據(jù)Z525 機(jī) 床說(shuō)明 書(shū)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(jī)床的各個(gè)相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。5、計(jì)算鉆削加工工時(shí)由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.29查得入切量和超切量y + 的值為6 mm故l ynf10 60.36* 680=0.07 min因?yàn)楸砻娲嬖趥z加工孔故加工工時(shí)為T(mén)=2t = 0.14 min。、攻M8螺紋由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-4選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐，在普通鉆床上攻絲由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度

22、表查得Vc=1112 m/mi n。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為:我 n = 1000Vc = 437.9 477.7 r/min D由Z525的說(shuō)明書(shū)的參數(shù)可取n = 392 r/min。故實(shí)際切削速度為Vc= 9.8 mm/min攻螺紋機(jī)動(dòng)實(shí)際的計(jì)算我 tm = Jp nnj其中：I :工件螺紋的長(zhǎng)度I = 10 mm。h :絲錐切削長(zhǎng)度h = 22 mm。:攻螺紋是的超切量=（2 3） P 取=3。n :攻螺紋是的轉(zhuǎn)速n = 392 r/min。n1 :絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速n1 = 680 r/min。P:螺距。工序七銑18H11的槽、粗銑18H11槽1、選擇與加工80 X30平面同一規(guī)格的銑刀，同一

23、銑床。因?yàn)椴凵顬?5 mm 故銑18H11槽時(shí)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 mm2、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-96查得切削速度為V= 18 29 m/min每齒進(jìn)給量為fz= 0.0630.102 mm/z 取fz= 0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為n = 10O0V =358.3 577.2 min D根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)可取n = 460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為Vf = fznz = 0.09 X3 X460=124.2 mm/min3、切削加工工時(shí)由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-99查得.lw h l 2 . tmiVf_

24、 40 9 2_124.2=0.82 min、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 mm2、確定進(jìn)給量由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-72查得每齒進(jìn)給量為fz_ 0.050.08 mm/z取 fz _ 0.06 mm/z 。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為 0.220.25mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為 T_60 min3、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-92查得V _ 22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速1000V n _=437.9 r/minD根據(jù)機(jī)床的說(shuō)明書(shū)確定主軸轉(zhuǎn)速為 n _ 460 r/mi n 。則 Vf_ fznz _ 82.8 mm/min4、計(jì)算切削工時(shí)由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表 2.1-99查得tmlw ll l 2 . i Vf40 9 2*c82.8=1.