拔叉夾具課程設(shè)計(jì)(可編輯)

1、拔叉夾具課程設(shè)計(jì)（可編輯）（文檔可以直接使用，也可根據(jù)實(shí)際需要修改使用 ，可編輯推薦下載）拔叉工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部 分專業(yè)課之后進(jìn)行的 .這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練 ,因此 ,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。關(guān)鍵詞： 拔叉；工藝規(guī)格設(shè)計(jì)；定位夾緊；夾具設(shè)計(jì)The Design Of Fork-lever Processing and FixtureAbstract :The machine manufacture technology curri

2、culum design was carried on after we studied university's complete basic course ,the technical basic course as well as the majority of professional courses .This is a thorough comprehensive total review before we carry on the graduation project to studies various curricula ,also is an apply theo

3、ry to reality training, therefore, it holds the important status in we four years university life.Key words: Fork-lever; Craft specification design; The localization clamps; Jig design1 前言機(jī)械制造工藝學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問(wèn)題為研究對(duì)象， 實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科， 通過(guò)對(duì)此門學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：1能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知 識(shí)，正確的解決一個(gè)零件

4、在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確 定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。2提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求， 設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。4.培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。通過(guò)對(duì)CA6140拔叉的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體 （如互換性與 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床概論 、機(jī)械制造工藝學(xué) 、金屬切削 原理與刀具等 ）。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有 機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ)！在此次設(shè)計(jì)中主要是設(shè)計(jì)

5、 CA6140撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我查 閱了大量的書(shū)籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其機(jī)制教研室的零件說(shuō)明2.1零件的作用題目給定的零件是 CA6140撥叉，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)按照工作者的要求進(jìn)行工作。寬度為18mm的槽尺寸精度要求很高，因?yàn)樵趽懿姘蝿?dòng)使滑移齒輪時(shí)如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時(shí)，滑移齒輪得不到很高的 位置精度。所以，寬度為18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2零件的工藝分析CA6140拔叉（型號(hào)：84009）共有3組加工表面：、零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準(zhǔn)加工右端面，再以前端面為精基準(zhǔn)加工

6、左端面；、以花鍵中心線為基準(zhǔn)的加工面：這一組面包括？25H7的六齒方花鍵孔、？22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線為22mm的上頂面；、以工件右端面為基準(zhǔn)的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和？5錐孔。 經(jīng)上述分析可知，對(duì)于后兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)拔叉84009的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有 2處位置誤差要求，即上頂面與花 鍵中心線的平行度誤差W 0.10，18H11槽的兩側(cè)面與花鍵中心線的垂直度誤差w 0.08零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如下：零件剖視圖圖(1)零件大致結(jié)構(gòu)圖Fig(1) Com

7、p onents approximate structure draw ing2生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型的確定根據(jù)指導(dǎo)老師要求，設(shè)計(jì)此零件為鑄件，成批大量生產(chǎn)，工藝的安排基本傾向于 工序分散原則，設(shè)備的選用是通用設(shè)備和專用工裝，工藝手段以常規(guī)工藝為主，新工 藝為輔的原則。3毛坯的確定CA6140車床拔叉，零件材料 HT20-40，硬度190HB210HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機(jī)械加工余量按JZ67-62規(guī)定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級(jí)和相應(yīng)的鑄件機(jī)械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產(chǎn)的鑄件，采用2 級(jí)精度鑄件，毛坯重量由金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表 5-2有零件w 80kg

8、，偏差 為7%,故毛坯估算約為1.0kg，采用2級(jí)精度鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余 量忽略不計(jì)，兩側(cè)面的加工余量也忽略不計(jì)，由表5-4左右端面的加工余量為3± 0.8,其余部分均為實(shí)心部分。故毛坯圖如下:圖(2)毛坯圖 Fig(2) Rough map 5 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，定位基準(zhǔn)的選擇得正確合 理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。選擇在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，一般遵循下列原則：保證相互位置要求原則；保證加工表 面加工余量合理分配的原則；便于工件裝夾原則；粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原 則；為了保證所有加工表面有足夠的加

9、工余量，選用加工余量小的表面作粗基準(zhǔn)， 不要用同一尺寸方向上。兩端面，后端面為精加工面，故在銑兩端面時(shí)，先以后端面為粗基準(zhǔn)，粗銑前端 面。加工花鍵底孔時(shí)，利用兩邊側(cè)面找正對(duì)稱面和以底面為粗基準(zhǔn)加工花鍵底孔。在選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn) 確、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原則：基準(zhǔn)重合原則；統(tǒng) 一基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則；自為基準(zhǔn)原則；便于裝夾原則。為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，加工 2-M8螺紋孔、5錐孔，18H11槽以零件 的坐端面和花鍵中心線為精基準(zhǔn)，銑上頂面以花鍵中心線為精基準(zhǔn)。5.2 重點(diǎn)工序的說(shuō)明CA6140 拔叉零件的重要加工面有

10、花鍵底孔、兩端面，花鍵，槽，頂面，材料為 HT200,參考機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，其加工方法選擇如下： 5.2.1 加工前后兩端面根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra12.5卩m,要達(dá)到 后端面Ra3.2卩m的技術(shù)要求，需要經(jīng)過(guò)粗銑一精銑。加工 22 花鍵底孔此工序重點(diǎn)在于找正毛坯對(duì)稱面，故采用螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，找正對(duì)稱面，進(jìn)行加工。零件技術(shù)要求底孔的表面粗糙度達(dá)到 Ra6.3卩m,毛坯為實(shí)心，故采用鉆孔一擴(kuò) 孔，可以達(dá)到要求。5.2.3 加工外徑為25的花鍵內(nèi)孔零件要求花鍵底面粗糙度 Ra1.6卩m,側(cè)面Ra3.2卩m,由于此工序在鉆底孔工序之 后，故采用拉

11、花鍵孔的方法，一次拉削可以達(dá)到要求。5.2.4 加工上頂面零件上頂面為精加工，粗糙度要求為Ra3.2卩m,與花鍵中心線的平行度誤差w0.10m m,故以花鍵中心線為精基準(zhǔn)，對(duì)上頂面進(jìn)行粗銑精銑。加工 18H11 槽零件技術(shù)要求槽底面要達(dá)到表面粗糙度為 Ra6.3卩m,側(cè)面粗糙度為Ra3.2卩m,而 且兩側(cè)面和花鍵中心線的垂直度w 0.08,本身有精度要求，18H11,故以花鍵中心線和 左端面為精基準(zhǔn),用花鍵心軸定位,采用銑磨。頂面的鉆 2-M8 通孔和 5 錐孔工序不是很重要,在此不做詳細(xì)說(shuō)明, 2-M8 通孔 先鉆孔，再攻絲，5錐孔采用錐刀進(jìn)行加工。5.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),

12、應(yīng)當(dāng)是使零件的加工精度和表面質(zhì)量等技術(shù)要求能得到 合理的保證。在此零件為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具 并盡量使工序分散來(lái)提高生產(chǎn)率,此外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,使生產(chǎn)成本盡量降低。 的制訂工序I:粗銑前端面工序U:粗、精銑后端面工序川：鉆、擴(kuò)花鍵底孔工序W:粗、精銑上頂面工序V:鉆2-M8通孔工序鉆5錐孔工序皿銑削18H11槽工序町磨削18H11槽工序區(qū)：拉花鍵工序X :挫圓角工序幻：去毛刺工序劉：終檢5.3.2 工藝路線方案二的制訂工序I:粗銑前端面工序U:粗、精銑后端面 工序川：鉆、擴(kuò)花鍵底孔 工序W:拉花鍵工序V:粗、精銑上頂面工序鉆2-M8通孔 工序 :鉆5錐孔 工

13、序町銑削18H11槽 工序區(qū)：磨削18H11槽 工序X :挫圓角 工序幻：去毛刺 工序劉：終檢上述兩種方案，工藝路線一把拉花鍵放在磨削 18H11 槽之后，在此，工序 4、工 序 5、工序 6、工序 7、工序 8 中很難對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，造成生產(chǎn)率的下降。工 藝路線二，一把花鍵底孔鉆削出來(lái)后緊接著就是拉花鍵，這樣，后面的工序就很容易 對(duì)工件進(jìn)行定位和夾緊，即以花鍵心軸進(jìn)行定位，進(jìn)行螺旋夾緊，此方案定位精度高， 專用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠。通過(guò)以上的兩種工藝路線的優(yōu)、缺點(diǎn)的分析，最后確定工藝路線二為該零件的加 工路線。工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工序卡片。5.4 機(jī)械加工余量的確定確定工序（或工步）尺寸

14、的一般方法是:由加工表面的最后工序（或工步）向前 推算，前面已經(jīng)根據(jù)有關(guān)資料查出了零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量） ，將 加工余量分配給各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。CA6140的撥叉材料為HT2O0毛坯重量約為1.0 kg ,生產(chǎn)類型為由大批量生產(chǎn)， 毛坯為鑄件，精度為 2 級(jí)鑄件，大體尺寸確定，外表面加工面少，根據(jù)以上原始資料 加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及加工余量如下: 1前后端面的加工余量前后端面有 3±0.8mm 的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除前端面粗銑一次即可，加工余量 3mm，工序基本尺寸為83mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等 級(jí)為

15、IT11，公差值0.22mm,表面粗糙度Ra5卩m,上下偏差按“入體原則”確定（以 后按照此原則確定）。后端面粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量 2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11, 公差值0.22mm,精銑加工余量0.2mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT7，公差值0.035mm, 表面粗糙度Ra3.2卩m,工序基本尺寸為80mm。2矩形花鍵底孔要求以矩形花鍵的外徑定心，故先鉆中心孔，再擴(kuò)，最后拉削，內(nèi)孔尺寸為22H12, 見(jiàn)零件圖，參照金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 表 3-59 確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，公差值0.13mm擴(kuò)孔21mm工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT10，公

16、差值0.084mm粗糙度Ra6.3卩m。 拉花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時(shí)加工余量參照金屬機(jī)械加工工藝人員手 冊(cè)取2 Z =1mm3. 頂面的加工余量此工序分為兩個(gè)工步：粗銑頂面；精銑頂面。粗銑加工余量為2.8mm，工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11,公差值0.22mm。精銑加工余量為0.2mm,工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT7,公差值0.035mm,表面粗糙度Ra3.2 卩 m。4. 18H11槽的加工余量銑削的加工余量：槽底面的銑削余量為 50mm,槽側(cè)面的銑削余量為17.9mm,工 序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT12，公差值0.25mm,槽底面表面粗糙度Ra6.3卩m。磨削的加工余量：槽側(cè)面的磨削余量為0.5

17、mm,工序經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT9,公差值 為0.043mm,側(cè)面粗糙度為Ra3.2卩m。5.5 切削用量的選擇和時(shí)間定額的確定 根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)以及老師指定，需要計(jì)算幾道工序的工作時(shí)間以及此工序的 切削用量的選擇，現(xiàn)選工序 4拉花鍵孔、工序8銑削18H11槽這兩道工序進(jìn)行計(jì)算。加工條件： 工件材料：HT200，鑄件； 加工要求：花鍵底孔粗糙度Ra6.3卩m,鍵槽側(cè)面粗糙度Ra3.2卩m,鍵槽底面粗糙度Ra1.6卩m,鍵槽尺寸6mm,偏差代號(hào)H9; 刀具：高速鋼拉刀；切削液：乳化液; 、加工設(shè)備：拉床。0.06mm；、切削速度:、切削工時(shí)式中：確定齒升量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，確定拉花鍵孔時(shí)花鍵拉刀的單

18、面齒升量為查有切削簡(jiǎn)明手冊(cè)有切削速度為0.06m/s（3.6m/min）；t=Zbln k/ 1 000vfzZ單面余量1.5mm（由22mm拉削到25mm）拉削表面長(zhǎng)度， 80mm；考慮校準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取 1.2 ；考慮機(jī)床返回行程系數(shù)，取 1.4 ； 拉削速度（ m/min）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時(shí)工作齒數(shù)， Z=l/p ； 拉刀齒距。P=（1.25 1.9）sqrtL因?yàn)槔锻瑫r(shí)工作齒數(shù)所以 P=(1.25 1.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mmz=l/p=80/12 7所以其本工時(shí) Tm=1.5 x 80X 1.2 x 1.4/1000 x 3.6 x 0.06

19、x 7=0.13(min)工序 8 銑削 18H11 槽的切削用量和基本工時(shí)的計(jì)算加工要求：用乳化液冷卻，加工工件，槽寬18mm公差代號(hào)H11,長(zhǎng)40mm槽的側(cè)面與花鍵孔中心線的垂直度誤差w 0.08mm底面粗糙度為Ra6.3卩m。加工余量： 25mm。由于零件此處的設(shè)計(jì)精度比較高，用銑削很難達(dá)到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，分兩步走， ae=25，ap=10mm。1選擇刀具銑刀參數(shù)： L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=242選擇銑削用量由于槽的寬度為 18mm, 故二次走完， ae=25mm a

20、p=10mm由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.3 確定f=0.5mm/r 現(xiàn)取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.7,得最大磨損量為 0.5 由表 3.8 確定刀具壽命： T=120。4確定切削速度Vc和每齒進(jìn)給量：決定切削速度 Vc和每齒進(jìn)給量Vf、由切削用量 簡(jiǎn)明手冊(cè)的公式Vc(Cvdoqv )/(TmapxvfzyvaeuvZpv601-m )Cv =25,q v=0.2,X v=0.1,y v=0.2,u v=0.5,p v=0.1,m=0.25,K m=1.12,Vc(Cvdoqv )/(Tmapxvfzyvaeuv

21、Zpv601-m)98.6m/ minn=1OOOX Vc/ do=1000x 98.6/3.14 x 100=314r/min根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) X62W型銑床說(shuō)明選nc=300r/min實(shí)際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min選 Vfc=ncf =300x 0.5=150mm/min 根據(jù) X62W型銑床說(shuō)明書(shū)選 V=150mm/min f zc=150/300x 24=0.020mm/z5. 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.5Tm=(L+L1+) x i/ V =(40+20) x 2/150=0.8 (min)L1+ =20mm i=2(走兩次)6

22、夾具的設(shè)計(jì)6.1 設(shè)計(jì)主要問(wèn)題的提出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具，經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 8道工序一一銑寬為18H11mn槽的銑床夾具。本夾具將 用與X62W臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工。本夾具主要用來(lái)銑寬為18H11mr的槽，采用寬為15mm勺精密級(jí)高速鋼直齒三面刃 銑刀，二次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。6.2 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程定位基準(zhǔn)的分析由零件圖可知，18H11槽設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右端面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工了的右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 切削力及夾緊力的計(jì)算刀

23、具：高速鋼直齒三面刃銑刀銑刀參數(shù)： L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24Fc C a f 0.65a 0.83d 0.83ZKcFcaP Zae0Fc (由金屬切削原理與刀具表15.7查得)CFc =282gp =10mmfz = 0.02mm/sg|e =25mm do=100 Z= 24kFc=(HB/198).解得 Fc=200N在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= ki k2 k3 k 4查資料，有：k 1為基本安全系數(shù)1.5k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1k1為刀具鈍化系數(shù)1.1k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1切削力為F=K X Fc=1.5X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400N實(shí)際夾緊力為Fj= FK/UiU=400/0.5=800N ,其中U1和U2為夾具定位面及加緊 面上的磨擦系數(shù)，UiU2=0.5螺母選用M16X1.5細(xì)牙三角螺紋，由機(jī)械設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接的預(yù)緊力公式，產(chǎn)生 的加緊力為：2 d 3 d3F0 2T/d2tan(v) 3 其中：T=19000 N.M d 2=14.8mm書(shū)=2029D0 1-5d fc=1.5arctan1.155f(f為摩擦系數(shù)，無(wú)潤(rùn)滑時(shí)f 0.1 0.2)解得 F0=10405N此時(shí)螺母的夾緊力F