ca6140车床拨叉夹具设计课程设计说明书

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1、课程设计报告论文设计课题：CA6140车床拨叉夹具设计 专业班级： 09级机制2班 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 技术学院呼伦贝尔学院工程技术学院 CA6140车床拨叉夹具设计 课程设计任务书姓 名： 专 业：机制班 级：09级2班指导教师： 职 称：教授课程设计题目：通过这次车床CA6140拨叉加工工艺规程及夹具的设计让我们对所学的专业课的一些知识得以复习、稳固和应用，并对零件的制造过程有了一定的了解。技术参数和设计要求：车床831006拨叉零件的具体尺寸及相互位置度要求,设计钻孔的钻床夹具，机械加工工艺路线确实定，夹具的装配图、零件图的绘制，设计说明书的编写等。所需仪器设备：X503

2、2、Z525、丝锥、专用夹具。成果验收形式：现场辩论参考文献：1、艾兴 肖诗纲 ?切削用量简明手册? 机械工业出版社2、吴宗泽 罗盛国 ?机械设计课程设计手册? 高等教育出版社3、?机械加工工艺手册? 机械工业出版社时间安排三周指导教师：谭振义 教研室主任： 2021年 6月 21日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书或论文封面之后，目录页之前。工程技术学院 车床夹具 课程设计成绩评定表专业： 机制 班级： 09级(2)班 学号： 姓名： 课题名称CA6140车床拨叉夹具设计设计任务与要求 本次所选拔叉的工艺分析及夹具设计内容主要包括：拨叉

3、毛坯的选择，机械加工工艺路线确实定，夹具方案确实定，夹具的装配图、零件图的绘制，设计说明书的编写等。指导教师评语 建议成绩： 指导教师：课程小组评定评定成绩： 课程负责人： 年 月 日目 录设计总说明I1零件的分析1零件的作用12工艺规程的设计12.1确定毛坯的制造形式12.2基面的选择12.3制订工艺路线22.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定22.5确定切削用量及根本工时33夹具设计103.1问题的提出103.2夹具设计10结束语13参考文献14设计总说明本设计是CA6140车床拨叉831003零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工外表是平面、孔、

4、槽和螺纹孔。一般来说，机械加工工序先后顺序一般遵循先加工定位基面，再加工其他外表；先加工主要外表，后加工次要外表；先安排粗加工工序，后安排精加工工序；先加工平面，后加工孔。选择右端R20的端面，上顶端4080的面和右侧7580的面为粗基准，选择为花键孔和7240的端面为粗基准。先粗铣7540的左端面,精铣7540的左端面直至符合外表粗糙度要求；接着钻、扩22的花键孔，锪两端倒角230；然后拉花键，保证精度要求；再粗铣、精铣沟槽，粗、精铣上平面至符合外表粗糙度要求；然后钻攻2-M8螺纹孔、钻5圆锥孔。最后去毛刺、清洗、终检。关键词：拨叉；加工工艺；夹具；定位；夹紧“CA6140车床拨叉83100

5、3零件的机械加工工艺规程设计课程设计说明书一、 零件的分析一零件的作用该零件是C6140车床拨叉，它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而到达要求的主轴转速。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要到达很高的配合精度。二零件的工艺分析831003拨叉共有两组加工外表，它们之间有一定的位置要求。分析如下：1 以花键孔为中心的加工外表

6、 这一组加工外表包括：的花键孔及倒角，的台阶面，两个通孔和一个的圆锥孔。2 以的端面为基准的加工外表这一组加工外表包括：的槽，的端面。这两组加工外表之间有着一定的位置要求，主要是： （1） 的台阶面与的花键孔中心线的平行度公差为。（2） 槽的端面与的花键孔中心线的垂直度公差为。 由以上分析可知，对于这两组加工外表而言，可以先加工其中一组外表，然后借助于专用夹具加工另一组外表，并且保证它们之间的位置精度要求。二、 工艺规程的设计一确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，由于年生产量为5000件，已经到达了大批量生产，并且材料可铸。因此从提高生产率，保证经济

7、性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械造型铸造的方法制造毛坯。二基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否那么，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无法正常进行。1粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件，那么应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。所以选择右端的端面，上顶端的面和右侧的面为粗基准。2精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算

8、。精基准选择为花键孔和的端面，在加工中采用专用夹具夹持。三制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以使生产本钱尽量下降。工艺路线方案：工序1 粗铣的左端面,精铣的左端面直至符合外表粗糙度要求。工序2 钻、扩的花键孔，锪两端倒角。工序3 拉花键，保证精度要求。工序4 粗铣沟槽。工序5 精铣沟槽至符合外表粗糙度要求。工序6 粗、精铣上平面。工序7 钻攻2-M8螺纹孔。工序8 钻圆锥孔工序9 去毛刺工

9、序10 清洗工序11 终检四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“拨叉零件的材料为HT200，净重量为0.84千克，生产类型为大批量生产，可以采用“金属模机械造型铸造的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工外表的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： CA6140拨叉材料为HT200毛坯质量为，,根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工外表的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根据零件图计算轮廓尺寸，长，宽为，高为，故零件最大轮廓尺寸为。选取公差等级CT由?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-1可查得毛坯件的公差等级为级，取为级求铸件尺寸公差 根据加工面的

10、根本尺寸和铸件公差等级CT，由?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-3可查得尺寸公差为。求机械加工余量 由?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-5查得机械加工余量等级范围为,取为级。求要求的机械加工余量对所有加工外表取同一数值，由?机械制造技术根底课程设计指导教程?表5-4查得最大轮廓尺寸为，机械加工余量为级，得数值为.求毛坯尺寸 通孔和锥孔较小铸成实心，面单侧加工，应由?机械制造技术根底课程设计指导教程?式5-2求出，即：面为单侧加工，毛坯尺寸由?机械制造技术根底课程设计指导教程?式5-1求出，即：为了简化零件的形状取铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：工程4080的面 4075公

11、差等级CT1010加工面根本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量等级EERAM0.70.7毛坯根本尺寸82.3751、 面的单边总加工余量为，?机械制造技术根底课程设计指导教程?表5-49精加工余量 故精加工余量为2、 面精加工余量同面，故面粗加工余量3、 花键孔 要求以花键孔外径定心，故采用拉削加工，内孔尺寸为，由?机械制造技术根底课程设计指导教程?表5-42确定孔的加工余量分配：钻孔： 扩孔： 拉花键孔：4、 铣槽 由?机械制造技术根底课程设计指导教程?表5-41查得：粗铣后半精铣宽度余量为，粗铣后公差为，半精铣后公差为五确定切削用量及根本工时工序1：粗、精铣7540的端面至符

12、合要求。工步1：粗铣背吃刀量为=2.5-1.0=1.5mm。进给量确实定：机床的功率510Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件，按?切削用量简明手册?中表3.3选取该工序的每齿进给量为=0.2mm/z。铣削速度：参考?机械制造技术根底课程设计指导教程?得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=40m/min。有公式n=1000r/d可以得到:n=100040/80=159.15r/min由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：V=nd/1000=1603.1480/1000=40.19m/min根本时间t: 根据面铣刀平面

13、对称铣削、主偏角=90的根本时间计算公式:t=()/。其中，=75mm，=13mm，取=2mm，=40mm。那么有： =0.5d- +(13)=0.5(80-)+2=7.36mm。=n=zn=0.210160=320mm/min根本工时：tj=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min15.82s辅助时间：tf=0.15tj=0.1515.82s=2.373s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(15.82+2.373)=1.09s工步2：精铣背吃刀量确实定：=1mm .进给量确实定：由?切削用量简明手册?中表3.3，按外表粗糙度为=3.2m的条件选取，该工序的

14、每转进给量f=0.8mm/r。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d/z=80/10，=0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/d可以求得铣刀转速n=229.3r/min 。参照?机械制造技术根底课程设计指导教程?中4-15的X51型立式铣床的主轴转速，选取转速为n=210r/min。再将此转速代入上面公式，可以求得：v= nd/1000=52.78mm/min。根本时间确实定：根据?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-43中面铣刀铣平面对称铣削、主偏角=90的根本时间公式T=()/，可以求得该工序的根本时间，其中=75

15、mm，=13mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得=n=0.8mm/r210r/min=168mm/min根本工时：tj=()/=(75+2+7.36)/168=0.502min30.13s辅助时间：tf=0.15tj=0.1530.13=4.52s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(30.13+4.52)=2.08s工序2：钻、扩22的花键孔，锪两端倒角。 工步1：钻20mm的孔进给量确实定：由?切削用量简明手册?表2-7选那么择高速钢麻花钻头其直径。铸铁的硬度大于查得进给量由于查得修正系数那么。由?切削用量简明手册?表2-8可查得钻头强度允许的进给量为。由 ?

16、切削用量简明手册? 表2.9可知机床进给机构强度允许的钻削进给量。选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力， 查，故取由?切削用量简明手册?表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力小于，故可用。确定钻头的磨钝标准及寿命 由?切削用量简明手册?表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取，寿命为。确定切削速度 由?切削用量简明手册?表2.35取那么实际切削速度.检验机床扭矩及功率由?切削用量简明手册?表2.20可查得时，。当时由?切削用量简明手册?表2.35可查得。由?切削用量简明手册?表2.23查得。因为，故所选切削用量可用。 计算根本工时：由?切削用量简明手册?表2.29查得入切量和超切量

17、分别为10mm和10mm。故。工步2：扩20mm的孔至22mm。背吃刀量确实定：取=2mm。进给量确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-23查得，选取该工件的每转的进给量=0.8 mm/r 。切削速度确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-24查得v=87.5 m/min，由式n=1000v/d可以求得：n=100087.5/(22)=1226 r/min按机床选取n=1360r/min从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表4-9查得，得切削速度v=根本时间t: 其中=80mm, =110.577+1=7.35mm =14mm, 取=2mm。根本工时：辅助时间

18、：tf=0.15tj=0.735s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(4.9+0.735)=0.34s 工步3：锪两端倒角230进给量确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-32查得f=0.15mm切削速度确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-32查得v=20m/min，由式n=1000v/d可以求得：n=100020/25=254.8r/min, 按机床选取n=272 r/min从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表4-9查得。再将n代入n=1000v/d中，得到： v=根本时间t: 其中=1mm，=12，取=1根本工时：tj=(1+1)

19、/(0.15272) 0.05min=3s辅助时间：tf=0.15tj=0.153=0.45s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(3+0.45)=0.207s工序3：拉花键：拉花键孔，选用L6110A卧式内拉床，使用专用拉床夹具。选择高速钢花键拉刀，齿数为6，花键孔外径为25mm，内径为22mm，键宽为6mm拉削长度为80mm.单面余量确实定：双边背吃刀量为h=3mm。进给量确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-33查得=0.060.2，取=0.06mm/z。拉削速度确实定：从?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-34查得拉削速度v=3.53，取3m/

20、min。根本时间t: ，式中 ，为校准局部的长度系数，取1.2，k为考虑机床返回行程系数取1.4，z为拉刀同时工作齿数z= /t,t为拉刀齿距查?金属机加工手册?表15-33得t=14mmz=80/14=6根本工时：tj=3801.21.4/(10003.60.066)=0.31min=18.6s辅助时间：tf=0.15tj=0.1518.6=2.79s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(18.6+2.79)=1.28s工序4: 粗铣沟槽背吃刀量确定：双边背吃刀量为=16mm，切槽深度=34mm。分两次铣槽，第一次切槽深度，第二次切槽深度=14mm进给量确实定：从?机械制造

21、技术根底课程设计指导教程?中表5-19查得，机床的功率按510Kw，选取该工序的每齿进给量为=0.12mm/z。铣削速度确实定：参考?机械制造技术根底课程设计指导教程?得，选用硬质合金镶齿三面刃铣刀，其中在d/z=200/12的条件下选取。铣削速度为v=156m/min。有公式n=1000v/d可以得到: n=1000156/200=248r/min由于?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表4-18中的X62型立式铣床的主轴转速为n=235r/min,所以，实际的铣削速度为：V=nd/1000=2353.14200/1000=147.6m/min根本时间t确实定：据面铣刀铣平面不对称铣削的计

22、算时间计算公式： =zn其中?机械制造技术根底课程设计指导教程?中表5-44查得mm，=40mm根本工时：tj=40+55/0.1212235= 0.34min=20.3s辅助时间：tf=0.15tj=0.1520.3=3.045s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(20.3+3.045)=1.40s工序5 精铣沟槽至符合外表粗糙度要求。背吃量和进给量的给定：背吃量为1mm；参照?指导教程?表5-19取fz=0.08mm/z；切削速度确实定：参照?指导教程?表5-20取v=268m/min代入公式查?指导教程?表4-18取n=1225r/min，代入公式 精铣时，l=40m

23、m；l2=25mm,取l2=5mm；ae=35mm；ap=18mm；D=100mm； l1=+(13)= +1mm=48.7mm；fz=0.08mm/z；Z=10z/r；n=1225r/min； fMz=0.08101225mm/min=980mm/min将上述结果代入公式：根本时间：tj=35辅助时间：tf=0.15tj=0.1511.15=1.67s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(11.15+1.67)=0.77s工序6 粗、精铣上平面工步1：粗铣背吃刀量为16mm，查?指导教程?表5-19取进给量fz=0.1mm/z；参照?指导教程?表5-20取v=200m/mi

24、n，代入公式；查?指导教程?表4-18取n=725r/min，代入公式；根本时间tm的计算根据?指导教程?表5-43中面铣刀铣槽的根本时间计算公式，其中；粗铣时，l=40mm；l2=25mm,取l2=5mm；ae=30mm；ap=12mm；D=80mm； l1=+(13)=+1mm=39.72mm；fz=0.1mm/z；Z=10z/r；n=725r/min；fMz=0.110725mm/min=725mm/min将上述结果代入公式：工步2：精铣 背吃量为1mm；参照表5-19取fz=0.08mm/z；参照?指导教程?表5-20取v=268m/min代入公式，查?指导教程?4-18取n=1225

25、r/min，代入公式。精铣时，同理，根据?指导教程?表5-43中的公式，计算根本工时，其中l=80mm；l2=5mm；ae=30mm；ap=12mm；l1=+(13)=+1mm=39.72mm；fz=0.08mm/z；Z=10z/r；n=1225r/min ；fMz=fzZn=0.08101225 =980mm/min 将上述结果代入，根本时间：tj=t1+t2=26.01+9.15=35.16s辅助时间：tf=0.15tj=0.1535.16=5.27s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(35.16+5.27)=2.43s工序7 钻攻2-M8螺纹孔工步1 钻27孔选择切削

26、用量：选择高速钢直柄麻花钻直径为7，钻头形状为双锥修磨横刃。由?切削用量简明手册?表2.7查得进给量f0.360.44mm/r，由?切削用量简明手册?表2.8和钻头允许的进给量确定进给量f0.86mm/r。由?切削用量简明手册?表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式钻床说明书取f0.36mm/r。确定钻头磨钝标准及寿命：由?切削用量简明手册?表2.12查得磨钝标准为0.50.8寿命为T35min。确定切削速度：由?切削用量简明手册?表2.15查得切削速度为V18m/min。那么主轴转速为 n818.9 r/min。由Z525钻床说明书由就近原那么取n68

27、0 r/min。故实际切削速度为v14.9 m/min校核机床扭矩及功率：由?切削用量简明手册?表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, =2.0, =0.8 420721 1298.3 N Mc0.2067214.5 Nm Pc0.32 KW根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。计算钻削加工工时：由?切削用量简明手册?表2.29查得入切量和超切量y的值为6 mm。故 t 0.07 min因为外表存在两个加工孔故加工工时为:根本工时：t

28、j=2t0.14 min=8.4s辅助时间：tf=0.15tj=0.158.4=1.26s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(8.4+1.26)=0.58s工步2 攻2-M8螺纹孔 由?机械加工工艺手册?表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在Z525型立式钻床上攻丝。 由?机械加工工艺手册?表7.2-13在Z525型立式钻床上攻丝切削速度表查得Vc1112 m/min。故钻床主轴的转速为： n437.9 477.7 r/min 由Z525的说明书的参数可取n392 r/min。故实际切削速度为 Vc9.8 mm/min攻螺纹机动实际的计算 tm 其中：工件螺纹的长度10 mm

29、。 ：丝锥切削长度22 mm。 ：攻螺纹是的超切量23P取3。 ：攻螺纹是的转速392 r/min。 ：丝锥退出时的转速680 r/min。 P:螺距。那么 tmmin0.11min因为外表存在两个加工孔故加工工时为根本工时：tj=2tm0.22 min=13.2s辅助时间：tf=0.15tj=0.1513.2=1.98s其余时间：tb+tx=0.03(tj+tf)=0.03(13.2+1.98)=0.45s工序8 钻5圆锥孔选择切削用量：选择高速钢直柄麻花锥型钻直径为5，由Z525型立式钻床说明书取f0.36mm/r。由?切削用量简明手册?表2.15查得切削速度为V18m/min。那么主轴转

30、速为 n726.9 r/min。由Z525钻床说明书由就近原那么取n680 r/min。故实际切削速度为v14.9 m/min由?切削用量简明手册?表2.29查得入切量和超切量y的值为6 mm。故 t 0.07 min根本工时：tj=0.07 min=4.2s辅助时间：tf=0.15tj=0.154.2=0.63s其他时间：tb+tx=0.06(tj+tf)=0.06(4.2+0.63)=0.29s三、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。设计铣台阶面铣床专用夹具。一问题的提出本夹具主要用于铣台阶面，该台阶面对于花键孔中心，有一定的技术要求。因此，在本工序

31、加工时，主要考虑如何提高生产率，降低劳动强度，提高加工质量。二夹具设计1.定位基准的选定设计基准是以花键孔中心线，为了使定位误差为零，应选择花键孔中心线为主要定位基准。2. 夹紧机构 根据零件的定位方案、加工方法、生存率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋夹紧机构，通过拧紧夹紧机构螺母使工件夹紧，有效提高了工作效率，手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。 3. 对刀装置 采用直角对刀块对刀，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀。与塞尺配合使用 4.夹具与机床连接元件夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的位置，以利于铣削加工。 5.使用说明 安装工件时，先将工件花键孔装入

32、定位心轴，安装开口垫圈，用夹紧螺母拧紧，夹紧工件。 6.结构特点 该夹紧结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便。结结束语 经过了几周的努力，终于完成了这次机械制造工艺学课程设计，在设计中我们学到了很多东西同时也认识到自己还有很多不会的东西，所以要更加努力地学习专业知识。结本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。在第一阶段中，我们运用了基准选择、切削力与切削用量、机床与刀具的选择、工作时间定额计算等根底理论知识。在第二阶段中，我们运用了定位基准设计、零件结构设计、夹紧机构设计等实际应用知识。在本次课程设计中，我们组的课题是设计CA6140车床拨

33、叉831003零件的机械加工工艺规程。通过本次课程设计，我们将学到的根底理论知识运用到实际应用上，解决实际问题。通过本次课程设计，我们掌握了工艺路线的制定、工艺卡得编制、专用夹具设计的根本步骤与方法，加强了查相关手册、工艺装备的选用、AutoCAD绘图等相关技能。不过，在本次设计过程中我们暴露出来了不少缺点：缺乏实际的生产工作经验，对一些参数和元件的选用可能不够合理，出1 邹青，机械制造技术根底课程设计指导教程M，北京：机械工业出版社，2004.82 李洪，机械加工工艺手册M，北京：机械工业出版社，1990。3 ?金属机械加工工艺人员手册?修订组，金属机械加工工艺人员手册M，上海：上海科学技术出版社，1979。4 薛源顺,机床夹具设计(第二版) M,机械工业出版社,2003.15 于骏一、邹青，机械制造技术根底M，北京：机械工业出版社，2004.1(2021.1重印)6 艾兴，肖诗纲编.切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社，19947 吴宗泽，罗胜国编.机械设计课程手册M.3版北京：高等教育出版社，2006.52021重印 结语：