CA6140車床撥叉831007課程設(shè)計(jì)--機(jī)床夾具設(shè)計(jì)解讀

1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱：機(jī)械課程設(shè)計(jì)作業(yè)題目：機(jī)械撥叉夾具設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：10機(jī)制5班姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2013年12月21日山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄設(shè)計(jì)清單 03設(shè)計(jì)內(nèi)容 03原始資料 03一、零件分析 04（一）零件的作用 04（二）零件的工藝分析 04二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 05（一）確定毛坯制造形式 05（二）基面的選擇 05（三）制定工藝路線 06（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 08三、確定切削用量及基本工時(shí) 10四、夾具設(shè)計(jì) 15（一）任務(wù)的提出 15（二）定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 15（三）夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 18參考文獻(xiàn) 2

2、1設(shè)計(jì)清單：1、零件圖1張2、零件毛坯圖1張3、機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片1套4、夾具設(shè)計(jì)1套5、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1套設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)畫零件圖(2)繪制毛坯圖(3)填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片(4)選擇夾具設(shè)計(jì)方案(5)繪制某一工序夾具草圖及零件圖(6)編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書原始資料：撥叉零件圖831007,生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年。73.2一、零件分析（1） .零件的作用題目所給的零件是 CA6140車床的撥叉，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中， 主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按工作者的要求工作，獲得所需的速度和 扭矩的作用。零件上方的 0 22孔語(yǔ)操作機(jī)構(gòu)相連，下方的 0 55半孔則 是用于所控制齒輪所在的軸接觸

3、。通過(guò)上方的力波動(dòng)下方的齒輪變速。 兩件鑄為一體，加工時(shí)分開。（2） .零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但 塑性較差、脆性高，和適合磨削，為此以下是撥叉需要加工表面以及加 工表面之間的位置要求。需要加工的表面：1 .小孔的上端面、大孔的上下端面；2 .小頭孔0 22mm以及與此孔相通的 0 8mm的錐孔、M8螺紋孔；3 .大頭半圓孔 （|）55mm;位置要求：小頭孔上端面與小頭空中心線的垂直度誤差為0.05mm ,打孔的上下斷面與小頭孔的中心線的垂直度誤差為0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后依次作為粗基準(zhǔn)，采用專 用夾具進(jìn)行加工，并

4、且保證位置精度要求。再根據(jù)加工方法的經(jīng)濟(jì)精度 及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所 以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可保證。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（1） .確定毛坯的制造形式零件材料為HT200,考慮到零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大， 零件架構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選用鑄件毛坯。選用鑄 件尺寸公差等級(jí) CT9級(jí)，一直此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是1.0Kg/個(gè)，科確定該批撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步 確定工藝安排為：加工過(guò)程工序劃分階段：工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備以 通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。（2） .基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)

5、程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面的選擇的正確 與合理，可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工 藝過(guò)程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常 經(jīng)行。1 .粗基準(zhǔn)的選擇：一零件的底面位置要定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔 外援表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣可以達(dá)到限制五個(gè)自由度，再加上垂直的 一個(gè)機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。2 .精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依 據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，一粗加工后的底面為主要的 定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔內(nèi)圓柱便面為輔助精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)河工 序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處 不再重

6、復(fù)。（3） .制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀。尺寸精度及位 置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在聲場(chǎng)工齡一確認(rèn)為大批生產(chǎn)的 條件下，可以考慮采用萬(wàn)能行機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái) 提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下 降。1 .工藝路線方案一工序1.粗銃0 40mm孔兩頭的端面.工序2.鉆鍍d 22mm孔至圖樣尺寸.工序3.粗鏈中間孔上端面至 26mm,周徑至0 71mm;粗鏈中間孔下 端面至22mm;工序4.精鏈中間孔上端面至 21mm,周徑至 0 73+0.5 0mm;精鏈 中間孔下端面至 20-0.07 -0.21mm.工序5.

7、粗鏈,半精鏈d 55mm孔至圖樣尺寸.工序6.鉆© 8的錐銷孔到一半，然后與軸配做鉆通，在鉆M8mm的螺 紋孔，攻螺紋孔.工序7.精銃兩頭孔端面至 50mm工序8.銃斷.工序9.去毛刺工序10.終檢.2工藝路線方案二工序1.粗銃© 40mm孔兩頭的端面，精銃© 40mm孔兩頭的端面至 圖樣尺寸.工序2.粗鏈0 73mm孔的上下端面工序3.粗鏈,半精鏈0 55mm孔至圖樣尺寸.工序4.精鏈0 73mm孔的上下端面至圖樣尺寸.工序5.鉆、較© 22mm孔至圖樣尺寸.工序6.鉆M8螺紋孔，鉆0 8的錐銷孔到一半，攻螺紋孔.工序7.銃斷保證圖樣尺寸.工序8.去毛

8、刺工序9.終檢.3 .工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一在加工三個(gè)面時(shí)都是用0 22mm孔的中心軸線來(lái)定位這樣很容易就可以保證其與三個(gè)面的位置度要求，這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合原則。方案二先加工完 0 22mm的孔有 垂直度要求的前面在加工孔.而方案一恰恰相反，先加工完0 22mm的孔, 再以孔的中心軸線來(lái)定位，加工完與之有垂直度要求的三個(gè)方面.方案二的裝夾次數(shù)少，但在加工 0 22mm孔的時(shí)候，最多只能保證一個(gè)面定位面 與之的垂直度要求.其他兩個(gè)面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。其他的工序尤為平常簡(jiǎn)單，不必具體討論，這樣比較得一下工藝方案：工序1.粗銃兩頭孔上端面至 54.

9、5mm工序2.粗銃兩端孔下端面至 51mm工序3.鉆兩頭孔至20mm工序4.精較兩端孔至22+0.021 0mm工序5.精銃兩端孔上端面至 50mm.工序6.粗鏈中間孔下端面至 26mm周彳全至71mm粗鏈中間孔上端 面至22mm工序7.粗鏈中間孔直徑至 53mm工序8.精鏈中間孔下端面至 21mn徑至73+0.5 0mm,精鏈中間 孔上端面至 20-0.07 -0.21mm.工序9.精鏈中間孔直徑至 55+0.4 0mm工序10.鉆直徑為0 8mm勺錐銷孔工序11.鉆直徑為0 6.8mm的螺紋底孔工序12.攻絲工序13.銃斷工序14.去毛刺工序15.終檢（4） .機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯

10、尺寸的確定C A 6 1 4 0車床撥叉”零件材料為H T 2 0 0 ,毛坯重量為1 k g,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工 工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圓表面（© 40mm# （|）73mn#表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為在為鑄造CT 9即可。又因 為它們是對(duì)稱的兩個(gè)零件最后還在需銃斷，故對(duì)0 40mm勺軸線的尺寸偏差為120+ 1.25的范圍內(nèi)。2 .兩小孔 © 220.21 0mm毛坯為實(shí)心，兩孔精度要求介于I T 7I T 8之間，參照切屑 用量加工簡(jiǎn)明手冊(cè)確定工序尺寸及余量：鉆孔

11、：6 20mm2 Z = 20mm錢孔；6 22+0.21 0mm2 Z = 2mm3 .中間孔（© 55mmM © 73mm中間孔尺寸相對(duì)較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊(cè)和可知：孔的毛坯為© 49mm d 73mnm勺孔是在© 55mmfL的基礎(chǔ)上鏈削加工得到， 其軸向尺寸上下表面為 33.5mm,由于對(duì)軸向尺寸要求不高，科直接鑄造 得到，參照切屑用量加工簡(jiǎn)明手冊(cè)確定0 73mmX序尺寸及余量：粗鎮(zhèn)：071mmZ1=6 mm Z 2=5mm精鏈：（|）73mmZ=1mm參照切屑用量加工簡(jiǎn)明手冊(cè)確定0 55mmT序尺寸及余量：粗鎮(zhèn)：（|）53mm2Z=

12、4mm精鏈：（|）55mmZ=1mm4 .螺紋孔及錐銷孔兩孔都為實(shí)體參照切屑用量加工簡(jiǎn)明手冊(cè)確定鉆0 8mm®柱銷孔及0 8mm0柱銷孔及螺紋攻絲。5 .銃斷6 .去毛刺7 .終檢 三、確定切削用量及基本工時(shí)工序1.粗銃上端面至54.5mm(1)計(jì)算切削用量：采用 高速鋼 齒三面刃銃刀 D=45mm Z=4 , f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min,(文獻(xiàn) 4 表 13-5,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99)貝U ns=1000v/ 兀 D=1000*27/45 兀=190 r/min(2)選X52K立式銃床，由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=190r/min (

13、文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36 )所以實(shí)際銃削速度是 v=兀*45*190/1000=26.8 mm/minf m =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min查機(jī)床說(shuō)明書，選用fm=100mm/min基本時(shí)間 t m=l+l 1+12/f m =0.45 min其中 l 1=3mm l 2=2mm(3)校驗(yàn)機(jī)床功率 查簡(jiǎn)明手冊(cè)Pcc=1.5kw,而機(jī)床所能提供功率 為Pcm>PcG故校驗(yàn)合格。工序2.粗銃兩端孔下端面到 51mmf=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s, D =45mm| Z=4 (文獻(xiàn) 4 表 13-5 ,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-9

14、9 )選 X52K立式銃床，貝U ns=1000v/ 兀 D=1000*27/45 兀=190r/min取 n=190r/min (文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36 )所以實(shí)際銃削速度是 v=兀*45*190/1000=26.8mm/minf m =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min基本時(shí)間 t m=L/f m =0.252 min工序3.鉆兩端孔至0 21.8mmf=0.39-0.47mm/r, v=18m/min, D =21.8mni 由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量系數(shù)應(yīng)乘以0.75 ,則f=(0.39-0.47 ) *0.75=0.29-0.35(

15、mm/r)(文獻(xiàn) 1 表 8-72、8-73 文獻(xiàn) 2表 3.1-6 )nw=1000v/ 兀 D=1000*18/21.8 兀=263 r/min選 Z535 立式鉆床，取 n=275 r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-14、4.2-15 )所以實(shí)際速度是 v=兀 *21.8*275/1000=18.8 mm/min基本時(shí)間 t =1+1 1+12/f m =0.84 min tm=2t=1.68 min1 1=8mm l 2=0mm工序4.精較兩端孔至22+0.021 0mm查機(jī)床說(shuō)明書選取，f=0.57mm/r d=22mm ae=1mm (文獻(xiàn) 1表8.2.3.3 文獻(xiàn) 2 表 3.

16、1-17 )nw=1000v/ 兀 D=1000*5/(22 兀)=51.6 r/min選 Z535 立式機(jī)床，取 n=68r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-14、4.2-15 )所以實(shí)際鉆削速度是 v=22兀*68/1000=4.7mm/mint=(l+l i+1 2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min工序5.精銃兩頭孔上端面至50mmf=0.1 mm/r, v=1m/s, D =45mm, Z=4(文獻(xiàn) 4 表 13-5,文獻(xiàn) 1表 8-98、8-99 )選 X52K立式銃床，貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/45 兀=424.6 r/min取 n

17、=475 r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-35、4.2-36 )所以實(shí)際銃削速度是 v=(兀*45*475 ) /1000=67.12mm/minf m =f*n*z=0.1*4*475=190 mm/min基本時(shí)間 t m=L/f m =0.24 min工序6.(1)粗銃中間孔上端面至 23mmg|徑至(|)71mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10 (文獻(xiàn) 4 表 13-5,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99 )貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/80 兀=382.116 r/min（2）選X52K立式銃床，由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/

18、min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36 ）所以實(shí)際銃削速度是 v=兀*80*235/1000=58.9 mm/minf m =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時(shí)間t總=L/f=0.76min（2）粗銃中間孔下端面至22mmg）徑至0 71mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =45mm , Z=4 （文獻(xiàn) 4 表 13-5 ,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99）貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/80 兀=382.116 r/min（2）選X52K立式銃床，由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36

19、 ）所以實(shí)際銃削速度是 v=兀*80*235/1000=58.9 mm/minf m =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時(shí)間t總=L/f=0.76min工序7.（1）精銃中間孔下端面至25mmg|徑至© 73+0.5 0mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10 （文獻(xiàn) 4 表 13-5,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99 ）貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/80 兀=382.116 r/min選X52K立式銃床，由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36 ）所以實(shí)際銃削速度是

20、 v=兀*80*235/1000=58.9 mm/minf m =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時(shí)間t總=L/f=0.78min（2）精銃中間孔下端面至 20-0.07 -0.21mm周徑至0 73+0.5 0mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10 （文獻(xiàn) 4 表 13-5,文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99 ）貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/80 兀=382.116 r/min（2）選X52K立式銃床，由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1、4.2-36 ）所以實(shí)際銃削速度是 v=兀*8

21、0*235/1000=58.9 mm/minf m =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本時(shí)間 t -L/f=0.78min工序8.粗鏈中間孔中間段周徑至0 53mmf=0.5mm/r , v=100m/min （文獻(xiàn) 1 表 8-87 ）nw=1000v/ 兀 D=1000*100/53 兀=600 r/min選T740臥式鏈床，由于T740主軸轉(zhuǎn)速為無(wú)級(jí)變速，所以取 n=600r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-19、4.2-20 ）所以實(shí)際速度是 v =兀 *53*600/1000=99.9 mm/min基本時(shí)間 t=l/（f*n）= 28/（0.5*400）=0.

22、14 min工序9.精鏈中間孔直徑至 55+0.4 0mmap=1mm, f=0.2 mm/r, v=100m/min, （文獻(xiàn) 1 表 8-88）貝U nw=1000v/ 兀 D=1000*60/（55 兀）=347.42 r/min選 T740 臥式鏈床，取 n=347 r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-19、4.2-20 ）所以實(shí)際鏈削速度是 v=兀*55*347/1000=60 mm/mint=(l+l i+l 2)/(f*n)=0.40 min工序10.鉆M8錐銷孔f=0.5mm/r v=0.1m/s (文獻(xiàn) 1 表 8-70、8-72)nw=1000v/ 兀 D =(1000*6

23、)/(8 兀)=238 r/min選 Z535 立式鉆床，取 n=195r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-14、4.2-15 )所以實(shí)際鉆削速度是v=兀*8*195/1000=4.9 mm/mint=(l+l i+1 2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195) =0.4min工序11.鉆M8螺紋孔刀具：07.5mm麻花鉆f=1 mm/r v=0.1m/s (文獻(xiàn) 1 表 8-70、8-72)貝U nw=1000v/ 兀 D=(1000*6)/(7.5 兀)=255 r/min選 Z535 立式鉆床，取 n=195 r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-14、4.2-15 )所以

24、實(shí)際鉆削速度是v=兀*7.5*195/1000=4.6mm/minT=l/(f*n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min工序12.攻絲ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min (文獻(xiàn) 3 表 1-172)貝U nw=1000v/ 兀 D=(1000*6)/( 8 兀)=238.9 r/min選 Z535 搖臂鉆床，取 n=195 r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-14、4.2-15 )所以實(shí)際鉆削速度是v=(兀*8*195 ) /1000=4.9 mm/minT=l/(f*n)=14/(1.25*195)=0.057 min工序13.銃斷f=400 mm/z z=4 個(gè) v=0.1m/s (文獻(xiàn) 4 表 13-5、13-9 )nw=1000v/ 兀 D=1000*0.1*60/(45 兀)=42.46 r/min選 X52K立式銃床，取 n=30r/min (文獻(xiàn) 2 表 4.2-35、4.2-36 )所以實(shí)際鉆削速度是v=45兀*30/1000=4.23 mm/min(73+2)/400=0.18 mint=（l+l i+l2）/（fn）=工序14.去毛刺工序15.終檢四、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞