拔叉夾具課程設計說明書

1、一.設計任務和設計要求(一)設計任務1. 對零件進行工藝分析,畫零件圖;2. 確定毛坯的制造方式,繪制毛坯簡圖;3. 制定零件的機械加工工藝路線,填寫機械加工工藝過程卡4. 對指定工序,選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝過程卡；5. 對指定工序進行機床夾具設計計算和機構設計，畫夾具裝配裝配圖；6. 對夾具的一個零件設計零件圖；7.編寫設計計算說明書。(二)設計要求 1. 零件圖 1張(A4-A3)2. 毛坯圖 1張(A4-A3)3.機械加工工藝過程卡 1張4.機械加工工序卡 1張5.夾具結構設計裝配圖 1張(A1-A0)6.夾具結構設計零件圖 1

2、張(A4-A1)7.課程設計說明書 1份二、零件的分析（一）零件的用途 題目所給的零件是CA6140車床831002的撥叉。該撥叉應用在車床變速箱的換檔機構中.使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔與操縱機構相連，下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 該撥叉在改變檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用,因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔25H7，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。(二)零件的技術要求按指導教程P2表

3、1-1形式將該撥叉的全部技術要求列于表1-1中。表1-1.撥叉零件技術要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級表面粗糙度Ra /m形位公差/mm25孔25H7IT71.660孔60H7IT73.260孔兩端面12d11IT113.2螺紋孔頂面距25孔中心線36IT126.3銑槽端面距槽底面8H12IT126.3銑16H11槽16H11IT113.2(三)零件的工藝分析 零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能良好,但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此，以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以2

4、5mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其 中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：60H7mm的孔，以及60H7mm的兩個端面。主要是60H7mm的孔。3. 銑16H11mm的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側面。4. 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。 主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 60

5、孔端面與25H7孔的垂直度公差為0.1mm.。（2） 16H11mm的槽與25H7孔的垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。(四)確定零件的生產(chǎn)類型依要求知:Q=4000臺/年,m=1件/臺;結合生產(chǎn)實際,備品率a%和廢品率b%分別取4%和0.7%.按指導教程P2 公式(1-1) N=Qm (1+a%

6、)(1+b%)=4000臺/年×1件/臺×(1+4%)×(1+0.7%)=4189件/年撥叉重量為1.45千克,按指導教程P3表1-3可知撥叉屬于輕型零件;由表1-4知該撥叉的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)中的中批量生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。三.工藝規(guī)程的設計(一)確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，

7、生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取25H7孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。（2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（三）制定工藝路線制定工藝

8、路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用通用機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔兩端面。工序二 精銑25孔兩端面。工序三 以25孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸25孔,使孔的精度達 到IT7。工序四 以25孔為精基準，粗銑60孔兩端面。工序五 以25孔為精基準，精銑60孔兩端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。工序六 以25孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸60孔，保證空的精度達到IT7。工序七

9、 以25孔為精基準，銑螺紋孔端面。工序八 以25孔為精基準，鉆20孔。工序九 以25孔為精基準，攻M22×1.5螺紋。工序十 以25孔為精基準，銑槽端面。工序十一 以25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差為0.08。工序十二 撥叉叉腳銑斷工序十三 去毛刺。工序十四 檢查。選擇此工藝路線的理由有：1、 經(jīng)驗告訴我們，應該先銑平面再加工孔，那樣會更容易滿足零件的加工要求。故鉆25、60孔時應先銑這兩個孔的端面。2、60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.，16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基

10、準加工另外一組。3、若把撥叉叉口銑斷放在中間，則對前面的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導致效率較低。故把撥叉叉口銑斷放在后面。撥叉工藝路線及設備、工裝的選用工序號工序名稱機床設備刀具量具1粗銑25孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺2精銑25孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺3鉆、擴、鉸25孔立式鉆床Z5125A麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)4粗銑60孔上下端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺5精銑60孔上下端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺6鉆、擴、鉸60孔立式鉆床Z5163A麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7銑螺紋孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺8鉆20孔立式鉆床Z525麻花鉆卡尺、塞

11、規(guī)9攻M22×1.5螺紋絲錐螺紋塞規(guī)10銑16H11槽端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺11銑16H11的槽萬能銑床X61W三面刃銑刀卡尺、塞規(guī)12撥叉叉口銑斷萬能銑床X61W鋸片銑刀13去毛刺14檢查以上工序過程詳見機械加工工藝過程卡片。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140車床撥叉，零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（42）考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗糙度要求，因此直接

12、鑄造而成。2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量（25，60端面）。 （1）確定加工路線 由指導教程P11表1-8序號7得：粗銑-精銑。 （2）確定各工序的加工余量 取25，60端面長度余量均為2mm(均為雙邊加工) 銑削加工余量為:粗銑1.5mm 精銑0.5mm. 3. 內孔（60的孔已鑄成50的孔，25的孔已鑄成15的孔） 由指導教程P41表2-28 取60孔已鑄成孔長度余量為5，即鑄成孔直徑為50mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔至55mm；擴孔4.5mm；鉸孔0.4mm； 精鉸 0.1mm。 25的孔工序尺寸加工余量： 鉆孔至23mm 余量為2mm； 擴孔1.8 mm； 粗鉸 0.14

13、 mm； 精鉸 0.06 mm 4.槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 由指導教程P41表2-26 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。 工序尺寸加工余量：粗銑端面 2.1 mm；半精銑0.7 mm；精銑0.2 mm5. 螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4mm 工序尺寸加工余量： 粗銑頂面3.1 mm ；半精銑0.7mm；精銑0.2 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。（5) 確立切削用量及基本工時工序六 以25孔為精基準

14、，鉆、擴、鉸、精鉸60孔，保證孔的精度達到IT7。 鉆孔: 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法,鉆頭幾何形狀為:=28 ,2=120,21 =70,bg=11mm,=12,=55,b=6mm,l=11mm.選擇Z5163A鉆床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.選擇切削用量 （1）決定進給量 查切削手冊表2.7,當加工要求為H7精度,鑄鐵的強度b<800MPa,d0=55mm時, 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇 最終決定選擇Z5163A機床已有的進給量 （2）計算工時選擇n=600r/min所以 擴孔：選高速

15、鋼擴孔鉆 取f=2mm/r 鉸孔：選高速鋼鉸刀 ,取f=3.15mm/r精鉸：選高速鋼鉸刀 取f=3.15mm/r 三、 夾具設計設計工序鉆、擴、鉸、精鉸60H7孔的夾具。（一）、夾具設計1 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據(jù)零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。25的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的25孔和其

16、端面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以長圓柱銷3、浮動支承塊1和擋銷2上實現(xiàn)完全定位. 為了提高加工效率，縮短輔助時間，采用DQG型氣缸4通過對稱布置的兩套鉸鏈機構和壓板夾緊工件。2、切削力和夾緊力計算（1）切削力的計算 刀具：高速鋼麻花鉆 d=55mm 機床： 立式鉆床Z5163A其中D為鉆頭直徑；f為每轉進給量；Kp為修正系數(shù)Kp=(b/736）0.75（450/736）0.750.691。 所以 M=0.88 ×55×2.250.9×10.8×0.69146.3Nm Ff =371×2.251.3×10.7×0.

17、691735.7N （2）夾緊力的計算在本工步中為防止工件轉動所需的最小夾緊力為Fj=KMsin45o/(f1Rsin45o+f2R)=3×46.3×sin45o/(0.25×30×sin45o+0.7×30)=3.07N防止工件移動所需的夾緊力為FjKFsin45o/(f3sin45o+f4）3×735.7×sin45o/（0.25×sin45o+0.7） 1764N4. 定位誤差分析定位尺寸公差的確定，工件的60mm孔對平行度和垂直度要求不高，工件的平行度，平行度的誤差主要有鉆套的不同同軸度引起的,鉆套的同軸度

18、小于0.005完全能滿足工件的要求5. 夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。采用DQG型氣缸4通過對稱布置的兩套鉸鏈機構和壓板夾緊工件。本夾具上有鉆模，所以無需對刀裝置。五、總結 本文是CA6410車床撥叉831002的加工工藝和夾具設計，設計的總體過程可以概括為，首先對撥叉零件的結構、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對工藝方案進行確定合理的工藝路線，然后計算分析尺寸，并制定出工藝卡片，最后是夾具的設計。本次課程設計綜合了大學三年里所學的知識，是理論與實際相結合的一個成果。由于專業(yè)知識有限，在設計過程中遇到的問題主要通過老師的講解，同學們的討論以及查閱資料來解決。通過課程設計，我對課本理論知識有了更深刻了理解，同時，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對我以后的工作打下了良好的基礎。六、鳴謝 本次課程設計綜合了大學三年里所學的專業(yè)知識，是理論與實際相結合的一次考驗。通過這次設計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設計能力，為我今后的工作打下了良好的基礎。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設計過程，收獲頗豐。本次設計是在溫堅老師的悉心指導和幫助下完成的。我