銑撥叉CA614016mm槽銑床專用夾具設(shè)計(jì)

1、題 目：銑撥叉（CA6140）16mm槽銑床專用夾具設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目銑拔叉（CA6140）16mm槽銑床專用夾具設(shè)計(jì)二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張(2) 生產(chǎn)類型: 5000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(5000字左右) 1份四、進(jìn)度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過(guò)程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及

2、夾具體圖) 9天(4) 編寫說(shuō)明書 3天(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)成 績(jī)： 指導(dǎo)教師日期摘要本次課程設(shè)計(jì)的題目是CA6140車床上撥叉16mm槽專用銑床夾具設(shè)計(jì)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使課本上學(xué)到的理論知識(shí)在這次課程設(shè)計(jì)中得到實(shí)踐，機(jī)械制造基礎(chǔ)課本上學(xué)到的知識(shí)，諸如，定位誤差的計(jì)算，機(jī)床類型的選擇，加工方式的選擇，夾具體設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題等，在這次課程設(shè)計(jì)中都得到了應(yīng)用，增加了自己理論聯(lián)系實(shí)際的能力:1運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)，正確解決了工件在加工時(shí)的定位和夾緊問(wèn)題，選擇合理的方案，進(jìn)行必要的計(jì)算，根據(jù)題意設(shè)計(jì)出符合要求的低成本夾具。 2收集有關(guān)資料，掌握正確的夾具設(shè)計(jì)思想、方法和手段，學(xué)會(huì)了

3、正確使用有關(guān)手冊(cè)及其它技術(shù)資料。 3分析研究結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。 4進(jìn)一步了解了有關(guān)機(jī)床、刀具和量具等的工裝知識(shí)。AbstractThe course design is the subject of a lathe CA6140 Bocha 16 mm slot for milling fixture design, through the design, so that school textbooks to the theoretical knowledge in this practice be in the curriculum design, machinery ma

4、nufacturing base of knowledge to go to school textbooks, such as , Positioning errors, machine types of choice, the choice of processing methods, the folder should pay attention to the specific design issues, in the course design have been applied to increase its ability to integrate theory with pra

5、ctice: 1. By the use of basic theoretical knowledge, the correct solution in the processing of the workpiece positioning and clamping problem, a reasonable choice of programmes, carry out the necessary calculations, based on that design intended to meet the requirements of low-cost fixture.  &#

6、160;   2. To collect relevant information, have the right fixture design ideas, ways and means to learn the correct use of the manuals and other technical information.      3. Analysis of the structure of issues, enhance structural design capacity.    

7、60; 4. Learn more about machine tools, cutting tools and measuring tools, such as the tooling knowledge.目 錄1拔叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定11.1拔叉的用途11.2拔叉的技術(shù)要求11.3審查工件的工藝性11.4確定拔叉的生產(chǎn)類型22確定毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖22.1選擇毛坯22.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量22.3繪制拔叉鑄造毛坯簡(jiǎn)圖33擬定拔叉工藝路線43.1定位基準(zhǔn)的選擇4精基準(zhǔn)的選擇4粗基準(zhǔn)的選擇43.2表面加工方法的確定43.3加工階段的劃分53.4工序的集中與分散53.5工序

8、順序的安排53.6確定工藝路線64加工余量、工序尺寸和公差的確定65切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算75.1切削用量的計(jì)算8工序8粗銑槽底面和兩側(cè)面8工序9精銑槽底面和兩側(cè)面85.2時(shí)間定額的計(jì)算8基本時(shí)間的計(jì)算8輔助時(shí)間的計(jì)算9其他時(shí)間的計(jì)算9單件時(shí)間的計(jì)算96專用銑床夾具設(shè)計(jì)107課程設(shè)計(jì)體會(huì)111拔叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1拔叉的用途題目所給的零件是CA6140車床的拔叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二上方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)下方的力撥動(dòng)上方的齒輪變速。兩件零

9、件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。1.2拔叉的技術(shù)要求加工表面公差及精度等級(jí)拔叉腳兩側(cè)面120.12,IT123.20.1A拔叉腳兩端面134.50.1,IT9?6.3拔叉腳內(nèi)表面550.4,IT123.2拔叉頭孔 250.02,IT81.6拔叉頭圓柱側(cè)面35IT136.3拔叉下方端面230.3,IT123.2槽內(nèi)側(cè)面160.12,IT123.20.08A槽底面8IT136.31.3審查工件的工藝性分析零件圖可知，拔叉一頭兩端面和另一頭叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度；25孔的端面為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證加工

10、精度；另外，該零件除主要工作表面（拔叉叉腳兩端面，叉腳55半孔內(nèi)表面，25孔，槽的兩側(cè)面）外，其余加工表面加工精度較低，通過(guò)銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到，主要工作表面加工精度相對(duì)較高，但除25孔外其他的也可以在正常的生產(chǎn)條件下保質(zhì)保量地加工出來(lái)。因此，該零件工藝性較好。1.4確定拔叉的生產(chǎn)類型 Q=5000件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年拔叉重量為1.12kg，由查表1-3知，拔叉屬于輕型零件；由表1-4知，該拔叉的生產(chǎn)為大批生產(chǎn)。2確定毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1選擇毛坯該

11、拔叉零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。毛坯拔模斜度為。2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量由表2-3和表2-4可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素。1. 公差等級(jí)由拔叉的功用和技術(shù)要求，用熔模鑄造，確定該零件公差等級(jí)為CT46。2. 鑄件重量已知機(jī)械加工后拔叉件的重量為1.12kg，由此初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯重量為2.0kg。3. 機(jī)械加工余量等級(jí)由以上確定用熔模鑄造，且材料為灰鑄鐵，確定機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為（RMA）E。4. 零件表面粗糙度有零件圖可知，該拔叉加工表面除25孔粗糙度Ra為1.6m，其

12、他表面粗糙度Ra均大于1.6m。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列表2-2項(xiàng)目/mm機(jī)械加工余量/mm尺寸公差/mm備注孔徑550.40.36（±0.18）表2-3，表2-4長(zhǎng)度230.40.3（±0.15）表2-3，表2-4厚度120.40.28（±0.14）表2-3，表2-42.3繪制拔叉鑄造毛坯簡(jiǎn)圖由表2-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如圖2-3所示。3擬定拔叉工藝路線3.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該拔叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇拔叉叉腳左端面和叉軸孔25

13、作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔25mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工拔叉腳兩端面，圓柱斜側(cè)面和槽所在面23mm，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度。選用拔叉叉腳左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摪尾嬖谳S向的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊，毛刺或其他表面缺陷。因此選擇叉軸孔25mm的外圓面和拔叉頭右端面做粗基準(zhǔn)。采用25mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用拔叉頭圓柱右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)3.2表面加工方

14、法的確定根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工各表面的加工方法，如表3-2所示。加工表面公差及精度等級(jí)加工方法備注拔叉腳兩側(cè)面IT83.2粗銑半精銑表1-8拔叉腳兩端面IT96.3粗銑精銑表1-8拔叉腳內(nèi)表面IT93.2粗?jǐn)U精擴(kuò)表1-7拔叉頭孔IT60.4鉆擴(kuò)鉸表1-7拔叉頭圓柱側(cè)面IT136.3粗銑表1-8拔叉下方端面IT113.2粗銑半精銑表1-8槽內(nèi)側(cè)面IT113.2粗銑精銑表1-8槽底面IT116.3粗銑精銑表1-83.3加工階段的劃分該拔叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（拔叉腳左端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好

15、，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭圓柱右端面，拔叉腳右側(cè)面，拔叉腳兩端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉下方端面，槽內(nèi)側(cè)面，槽底面。在半精加工階段，完成拔叉腳兩側(cè)面的半精銑和拔叉下方端面，槽底面的半精銑，在精加工階段，進(jìn)行拔叉腳兩端面和槽內(nèi)側(cè)面的精銑，拔叉腳內(nèi)表面的精擴(kuò)。3.4工序的集中與分散該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但科縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。3.5工序順序的安排機(jī)械加工工序：（1） 遵循“先基準(zhǔn)

16、后其他”的原則，首先加工精基準(zhǔn)拔叉腳左端面和叉軸孔25mm。（2） 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3） 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉腳兩側(cè)面和叉軸孔25mm，后加工次要表面槽內(nèi)側(cè)面，槽底面。（4） 遵循“先面后孔”原則，先加工拔叉腳兩側(cè)面，拔叉下方端面，再加工叉軸孔25mm。綜上所述，該拔叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表3-6列出了拔叉的工藝路線。表3.6 拔叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具1粗

17、銑拔叉頭兩側(cè)面立式銑床X51端銑刀2鉆擴(kuò)鉸25孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀3校正拔叉腳鉗工臺(tái)手錘4粗銑拔叉腳兩側(cè)面臥式雙面銑床三面刃銑刀5粗銑叉腳內(nèi)側(cè)面立式銑床X51銑刀6粗銑拔叉下方端面立式銑床X51端銑刀7精銑拔叉腳兩側(cè)面立式銑床X51端銑刀8粗銑槽底面和兩側(cè)面臥式雙面銑床槽銑刀9精銑槽底面和兩側(cè)面臥式雙面銑床槽銑刀10去毛刺鉗工臺(tái)平銼11中檢12校正拔叉腳鉗工臺(tái)手錘13精銑拔叉腳端面立式銑床X51三面刃銑刀14清洗清洗機(jī)15終檢4加工余量、工序尺寸和公差的確定根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，這里只作工序8、工序9加工余量和工序尺寸公差的確定。工序8、工序9加工拔叉槽兩端面和底面至設(shè)計(jì)尺寸的加工余

18、量、工序尺寸和公差的確定。第8、9兩道工序的加工過(guò)程：先以l=16的三面刃銑刀銑出槽，以l=16的三面刃銑刀進(jìn)行粗銑，則粗銑余量=1.5（雙邊），再進(jìn)行精銑。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11；所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗銑：14mm；精銑：16 mm，它們之間的相互關(guān)系如圖4-0所示。0.181615.25 0.750.115切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，只作第8、9兩道工序的切削用量和時(shí)間定額的確定方法。5.1切削用量的計(jì)算工序8粗銑槽底面和兩

19、側(cè)面（1）切削深度的確定 取=8mm。（2）進(jìn)給量的確定 表5-19，按機(jī)床功率為5-10kW、工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.09mm/z。（3）銑削速度的計(jì)算 由表5-20，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×268m/min/×200mm=426.53r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=400r/min 。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=400r

20、/min××200mm/1000=251.33m/min。工序9精銑槽底面和兩側(cè)面 （1）背吃刀量的確定 取=1.5mm。（2）進(jìn)給量的確定 表5-19 機(jī)床功率為5-10kW、工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。（3）銑削速度的計(jì)算 由表5-20，按硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為318m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可求得該工件銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000×318m/min/×200mm=506.11r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=5

21、60r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=560r/min××200mm/1000=351.86m/min。5.2時(shí)間定額的計(jì)算基本時(shí)間的計(jì)算（1）工序8粗銑槽底面和兩側(cè)面根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式= 可求出該工序的基本時(shí)間：式中=40mm，=39mm，=2mm，查表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給量=45mm/min,得=（40+39+2）/45=1.8min（2）工序9精銑槽底面和兩側(cè)面同理，根據(jù)表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時(shí)間計(jì)算公式= 可求出該工序的基本時(shí)間：式中=40mm，=13mm，=2mm，查

22、表4-19銑床工作臺(tái)的進(jìn)給量=22.4mm/min,得=（40+13+2）/22.4=2.45min 。輔助時(shí)間的計(jì)算根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間與基本時(shí)間之間的關(guān)系為=（0.15-0.2），這里取=0.15，則各工序的輔助時(shí)間分別為：工序8 的輔助時(shí)間：=0.15×1.8min=0.27min；工序9 的輔助時(shí)間：=0.15×2.45min=0.3675；其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于本工件的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略

23、不計(jì)；布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2%-4%,這里取3%，則各工序的其他時(shí)間（）可按關(guān)系式（3%+3%）×（）計(jì)算，它們分別為：工序8的其他時(shí)間：=6%×(1.8min+0.27min)=0.1242min;工序9的其他時(shí)間：=6%×(2.45min+0.3675min)=0.16905min;單件時(shí)間的計(jì)算上述兩道工序的單件時(shí)間分別為：工序8的單件時(shí)間：=1.8min+0.27min+0.1242min=2.1942min；工序9的單件時(shí)間：=2.45min+0.3675min+0.16905min=2.98655min將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。

24、表5-2.1列出了拔叉零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程；表5-2.2，表5-2.3分別列出了拔叉加工第8 、9兩道工序的工序卡。6專用銑床夾具設(shè)計(jì)采用調(diào)整法加工這批撥叉工件，針對(duì)銑方形槽加工工序，進(jìn)行專用銑床夾具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件根據(jù)零件圖槽所要求的尺寸，選用一面雙銷定位方案，定位心軸與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，削邊銷與工件叉口接觸限制一個(gè)自由度，削邊銷采用大端面，與叉腳端面接觸，定位心軸軸肩小環(huán)面做削邊銷輔助支撐限制一個(gè)自由度，定位心軸可調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位心軸的配合尺寸取為25（在夾具上標(biāo)出定位心軸配合尺寸25f6）。對(duì)于工序尺寸11mm而言，定

25、位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為=0，基準(zhǔn)位移誤差為=0.027mm，所以定位誤差=+=0.027mm， 而加工尺寸16mm的公差為：=0.12mm，所以，=0.027</3=0.04,因此定位方案合理，（2）確定夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。（3）對(duì)刀裝置 采用直角對(duì)刀塊及平塞尺對(duì)刀。確定對(duì)刀塊的對(duì)刀面與定位元件定位表面之間的尺寸，水平方向尺寸為16/2(槽寬一般尺寸)+3（塞尺厚度尺寸）=11mm,其公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3。槽寬尺寸為16mm，則水平尺寸公差取（1/3X0.12）mm=0.04mm，對(duì)稱標(biāo)注為（11±0.02）mm，同理確定垂直方向尺寸為8（槽底尺寸）-3（塞尺厚度尺寸）=5mm,槽底長(zhǎng)度為自由尺寸，查公差表IT11級(jí)公差值為0.09mm，則水平尺寸公差?。?/3X0.09）mm=0.03mm，確定垂直方向尺寸為（5±0.03）mm。（4）夾具與機(jī)床聯(lián)接元件 采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定位鍵，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對(duì)于機(jī)床進(jìn)給方向的正確位置。并保證定位鍵的寬度與機(jī)床工作臺(tái)T型槽相匹配的