CA6140車床撥叉831003夾具設(shè)計(jì)

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1、 前 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識(shí)，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對(duì)零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的

2、能力。 3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊(cè)、查詢相關(guān)資料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 目錄 前 言 1 第一章 3 一、零件的分析 3 （一）零件的作用 3 （二）零件的工藝分析 3 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 （一）確定毛坯的制造形式 4 （二）基準(zhǔn)面的選擇 4 （三）制定工藝路線 4 （四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 5 （五）確定切削用量 6 參考文獻(xiàn)： 12 小結(jié) 13

3、 第一章 一、零件的分析 （一）零件的作用 題目給定的零件是C6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要其換擋作用。通過撥叉的撥動(dòng)使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時(shí)?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合。從而影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。 （二）零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面：

4、 1、這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的 花鍵底孔 2、這一組加工表面包括: 三個(gè)方齒花鍵孔，及Φ25mm花鍵底孔兩端的2×45°倒角。對(duì)于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯的制造形式 此次所設(shè)計(jì)的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因?yàn)樯a(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)。因?yàn)榱慵螤詈?jiǎn)單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。 毛坯零件圖見附圖2。

5、 （二）基準(zhǔn)面的選擇 1、粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于撥動(dòng)滑移齒輪的右端面。所以以Φ40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。 2、精基準(zhǔn)的選擇：為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的左端面為精基準(zhǔn)。 （三）制定工藝路線 工藝路線方案一： 工序一：鑄造毛坯； 工序二：粗、半精銑左端面C面， 工序三：鉆孔并擴(kuò)花鍵底孔Φ22并锪2×45°倒角； 工序四：拉花鍵Φ25H7 工序五：；粗、半精銑底面D面； 工序六：鉆配作孔、螺紋孔； 工序七：粗、半精銑槽； 工序八：去毛刺； 工序九：終

6、檢，入庫。 （四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。 根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級(jí)CT由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》中可查得毛坯件的公差等級(jí)為8~10級(jí)，，取為10級(jí)。 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程

7、設(shè)計(jì)指南》中可查得尺寸公差為CT=3.2mm 求機(jī)械加工余量由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-5查得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為D~F，取為E級(jí) 求RAM（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表查得最大輪廓尺寸為80mm、機(jī)械加工余量為E級(jí)，得RAM數(shù)值為0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和Φ5錐孔較小鑄成實(shí)心；C、Ｄ面單側(cè)加工，應(yīng)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面為單側(cè)加

8、工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 為了簡(jiǎn)化鑄件的形狀取R＝75mm 鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表： 項(xiàng)目 C面 D面 公差等級(jí)CT 10 10 加工面基本尺寸 80 72 鑄件尺寸公差 3.2 3.2 機(jī)械加工余量等級(jí) E E RAM 0.7 0.7 毛坯基本尺寸 82.3 75 1、C面的單邊總加工余量為Z＝2.3mm。查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-49精加工余量故粗加工余

9、量為Z＝1.3m 2、D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm 3、花鍵孔 要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工 內(nèi)空尺寸為。由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-42卻定孔的加工余量分配： 鉆孔：20mm 擴(kuò)孔：22mm 拉花鍵孔(6-25H7**6H9) 4、銑18H11槽 由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z＝3mm粗銑后公差為+0.18～+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11） （五）確定切削用量 工序一：鑄造毛坯 工序二：粗、半精銑左端面75×40面即C面。 一、 粗銑面75×4

10、0面 1、 背吃刀量的確定 因?yàn)榍邢饔嗔枯^小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。 2、 進(jìn)給量的確定。 選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺(tái)銑床，功率為7.5KW。由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表11－92可查得每齒進(jìn)給量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z 3、 銑削速度的確定。 由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表可查得灰鑄鐵的硬度為150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n＝1000Vc/D＝238.8～437.9r/min 。Vf＝fzZn＝477.6～875.6r/mm。故取n

11、＝300r/min ， Vf＝480mm/min。 二、 精銑75×40面 1、 背吃刀量的確定 由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap＝1mm。 2、 進(jìn)給量的確定 選用與粗銑刀同樣的刀具與機(jī)床，由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5～1.0故取0.5mm/r 3、 銑削速度的確定 由《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得銑削速度為60～110m/min則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n＝1000Vc/D=238.8~437.9r/mim取n＝300r/min，則 Vf＝150mm/min。 工序三 鉆Φ

12、22花鍵底孔，擴(kuò)花鍵底孔Φ22倒2×75o倒角 一、鉆Φ20的孔。 1、決定進(jìn)給量 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do＝20mm。 鑄鐵的硬度大于200HBS查得進(jìn)給量f=0.43~0.53mm/r由于Yd＝80/20＝4查得修正系數(shù)Ktf＝0.95則f＝0.41～0.50mm/r。 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.8可查得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f＝1.75mm/r。 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9可知機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度所允許的鉆削進(jìn)給量。 選用Z525鉆床由表2.35查得進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s

13、，故取f＝0.48由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F＝5510N小于Fmax，故可用。 2 、確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 3、 確定切削速度 ＝286.6r/min 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.35取n＝272r/min則實(shí)際切削速度 Vc＝＝＝17.1 m/min。 4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.20可查得f0.5 mm/r時(shí)，Mc＝76.81N

14、m。當(dāng)nc＝272r/min時(shí)由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.23查得Pc＝1.1 kw。Pe＝2.6×0.81＝7.76 kw。 因?yàn)镸cMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f＝0.48mm/r ，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。 二、擴(kuò)20孔 1、確定背吃刀量 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得背吃刀量為2mm。 2、確定進(jìn)給量 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》查的f＝0.6～0.7mm/r。根據(jù)機(jī)床說明書取f＝0.62mm/r 3、計(jì)算切削速度

15、 ＝5.7～8.5 m/min 由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n＝82.5r/min 根據(jù)機(jī)床說明書取n＝140r/min，則實(shí)際切削速度 v＝＝9.67 m/min 工序四 拉花鍵孔 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.04～0.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度為級(jí)的花鍵拉削速度為 Vc＝4.5～3.5 m/min 取Vc＝3 m/min 拉削級(jí)別由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》

16、表4.1－66查得。 拉削加工工時(shí) t＝ 式中Zb為單面余量Zb ＝＝1.5 mm L為拉削表明長(zhǎng)度 L＝80 mm 為拉削系數(shù)，?。?.2 K 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取 k＝1.4 v為拉削速度 fz為拉刀單面齒開量 z為拉刀同時(shí)工作齒數(shù)z＝L/P P為拉刀齒距 P＝（1.25~1.5）＝1.35 ＝12 mm 所以拉刀同時(shí)工作齒數(shù)為 z＝L/P=80/127 所以 t＝ ＝0.16 min 工序五 粗、精銑80

17、×30面 一、粗銑80×30面 1、加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap＝2 mm。 2、切削用量的確定 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－20選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－96查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為aw＝do/4，銑刀的銑削速度為v＝18.29m/min，每齒進(jìn)給量為0.063～0.102 mm/z 則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝=358.3~577.2 r/min 取n＝460r/min，由此可

18、得Vf＝＝0.09×3×460 ＝124.2 mm/min 二、精銑 80×30面 1、加工背吃刀量ap的確定 由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap＝1 mm 2、進(jìn)給量的確定 由《精銑加工工藝手冊(cè)》表2.1－72查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時(shí)同一銑刀和機(jī)床。 銑削寬度為aw＝3 mm是的每齒進(jìn)給量為0.08～0.05 mm/z，因?yàn)楸砭纫筝^高故fz＝0.06 mm/z 3、切削用量的確定 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－75查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得

19、后刀面最大磨損限度為0.2～0.25 mm。 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－76限度壽命查得限度壽命T=60min。由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-92查得Vc＝22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速： n＝＝437.9 r/min 取n＝460 r/min。 則Vf＝fz*z*n＝0.06*3*460 =82.8 mm/min 工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋 1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為Φ7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7查得進(jìn)給量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡(jiǎn)

20、明手冊(cè)》表2.83和鉆頭允許的進(jìn)給量確定進(jìn)給量f＝0.86mm/r。由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的鉆削進(jìn)給量查得f＝1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說明書取f＝0.36mm/r。 2、確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5～0.8壽命為T＝35min。 3、確定切削速度 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15查得切削速度為V＝18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n＝＝818.9 r/min。 由Z525鉆床說明書由就近原則取n＝680 r/min。故實(shí)際切削速度為v＝14.9 m/min 4、校核機(jī)床扭矩

21、及功率 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.20查得 =420, =1 ＝0.8，=0.206, 2.0, =0.8 ＝420×72×0.360.8×1 ＝1298.3 N Mc＝0.206×72×0.360.8×1＝4.5 Nm Pc＝＝0.32 KW 根據(jù)Z525機(jī)床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=

22、8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機(jī)床的各個(gè)相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。 一、攻M8螺紋 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7.2-4選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐，在普通鉆床上攻絲。 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc＝11～12 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： 我n＝＝437.9 ～477.7 r/min 由Z525的說明書的參數(shù)可取n＝392 r/min。故實(shí)際切削速度為 Vc＝9.8 mm/min 攻螺紋機(jī)動(dòng)實(shí)際的計(jì)算 我tm＝ 其中：：工件螺紋的長(zhǎng)度

23、＝10 mm。 ：絲錐切削長(zhǎng)度＝22 mm。 ：攻螺紋是的超切量＝（2～3）P?。?。 ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速＝392 r/min。 ：絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速＝680 r/min。 P:螺距。 工序七 銑18H11的槽 一、粗銑18H11槽 1、選擇與加工80×30平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。 因?yàn)椴凵顬?5 mm 故銑18H11槽時(shí)底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達(dá)到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap＝30 mm 2、切削用量的確定 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-96查得切削

24、速度為 V＝18～29 m/min 每齒進(jìn)給量為fz＝0.063～0.102 mm/z取fz＝0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n＝=358.3～577.2 r/min 根據(jù)機(jī)床說明書可取n＝460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為 Vf＝fznz＝0.09×3×460 ＝124.2 mm/min 二、半精銑18H11槽 1、選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap＝5 mm。 2、確定進(jìn)給量 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-72查得每齒進(jìn)給量為fz＝0.0

25、5～0.08 mm/z取fz＝0.06 mm/z。 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.22～0.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T＝60 min 3、切削用量的確定 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-92查得V＝22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速 n＝=437.9 r/min 根據(jù)機(jī)床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n＝460 r/min。 參考文獻(xiàn)： 1、艾興 肖詩綱 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2、王光斗 王春福 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 3、孟憲棟 劉彤安 《機(jī)床夾具

26、圖冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 4、馮道 《機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 5、吳宗澤 羅盛國 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 高等教育出版社 6、 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 7、陳鐵鳴 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 小結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，我組十名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 13