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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：CA6140撥叉加工工藝及Φ22孔加工夾具設(shè)計(jì)
班 級(jí)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
一、設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)“撥叉”零件加工工藝規(guī)程及鉆削Φ22毛坯孔工序?qū)Ｓ脢A具
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件草圖 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) 工件的毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 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
(5) 夾具裝配圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000～8000字) 1份
說(shuō)明書(shū)主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
①目錄
②摘要（中外文對(duì)照的，各占一頁(yè)）
③零件工藝性分析
④機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
⑤指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
⑥方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
⑦體會(huì)與展望
⑧參考文獻(xiàn)
列出參考文獻(xiàn)(包括書(shū)、期刊、報(bào)告等，10條以上)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一律用A4紙、縱向打印.
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫(huà)零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫(huà)夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 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
成績(jī)?cè)u(píng)定
采用五級(jí)分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；
及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮精神不夠：
不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過(guò)程中勤奮好學(xué)精神不夠。
摘 要
這次設(shè)計(jì)的是CA6140車床（831009）撥叉，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定撥差的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，
畫(huà)出夾具裝配圖。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)過(guò)的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
Abstract
This time I design the lathes of the shift forks CA6140(831009), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture.
As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying .
目 錄
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------------1
1.1撥叉的用途-----------------------------------1
1.2．撥叉的技術(shù)要求------------------------------1
1.3．審核撥叉的工藝性----------------------------3
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類型---------------------------3
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖------------------------3
2.1．選擇毛坯------------------------------------3
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------4
3．?dāng)M定拔叉工藝路線------------------------------4
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇------------------------------4
3.2．表面加工方法的確定--------------------------5
3.3加工階段的劃分-------------------------------5
3.4工序的集中與分散-----------------------------6
3.5，工序順序的安排------------------------------6
3.6：確定工藝路線--------------------------------6
4、夾具設(shè)計(jì)---------------------------------------7
4.1問(wèn)題的提出-----------------------------------7
4.2夾具設(shè)計(jì)-------------------------------------8
參考文獻(xiàn)----------------------------------------10
1. 撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1撥叉的用途：
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。零件上方的Φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，下方的Φ55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔φ22+0.021和螺紋孔φ8mm，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證
1.2 撥叉的技術(shù)要求
按表形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列表中
撥叉零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差mm
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra
μm
形位公差/mm
撥叉頭上端面
50
IT8
3.2
0.05
A
撥叉頭下
端面
50
IT8
撥叉腳內(nèi)表面Ⅰ
φ55+00.5
IT13
3.2
撥叉腳兩端面
φ20-0.07-0.21
IT11
3.2
0.07
A
φ22+00.021的孔
φ22+00.021
IT7
1.6
M8mm孔
M8螺紋孔
IT11
撥叉腳內(nèi)表面Ⅱ
φ73+00.5
IT13
6.3
該撥叉形狀的特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件，為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能。其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負(fù)荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)備的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為φ8mm。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。
1.3 審核撥叉的工藝性
分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和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，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高竣工度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的剛法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。
1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知：N=4000件/年，撥叉重量為1.0kg，撥叉屬輕型零件。該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
2．確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1 選擇毛坯
由于該撥叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機(jī)器造型方法只草毛坯。毛坯的撥模斜度為5°。
2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量
要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.2.1公差等級(jí)
由于撥差的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)二 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
由表2-1~2-5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)：由撥叉零件的毛坯制造方法和材料的選擇，確定該零件的公差等級(jí)為CT9。
2.公差帶的位置：公差帶應(yīng)相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下。
3.機(jī)械加工余量等級(jí)：由零件毛坯制造方法和鑄件選用的材料可以確定加工余量等級(jí)為E。
4已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.2 已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.3 鑄件的材質(zhì)系數(shù)
由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。
撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量
鑄件的質(zhì)量/kg
包容體質(zhì)量/kg
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
1.5
3
S2
M2
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/ mm
備注
寬D55
1
2.4
-----
厚度50
1
2.6
-----
厚度20
1
2.2
-----
孔徑φ22
1
2.4
------
中心距60
1
3.2
-------
3．?dāng)M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)。
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
3.1.2 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，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
3.2 表面加工方法的確定
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，確定加工件各表面的加工方法如表
加工表面
尺寸精度
表面粗糙度
加工方案
撥叉頭上端面
IT8
3.2
粗銑—半精銑
撥叉頭下端面
IT8
粗銑—半精銑
撥叉腳內(nèi)表面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
撥叉腳端面
IT9
3.2
粗銑—半精銑
φ22mm孔
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
φ8mm孔
IT11
鉆
φ8mm孔
IT11
鉆
3.3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)準(zhǔn)備好，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；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個(gè)銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進(jìn)行拔叉腳兩端面的半精銑加工。
3.4工序的集中與分散
選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為中批生產(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，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種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
3.5.1 機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉頭上端面和叉軸孔。
（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——拔叉頭上端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。
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，表列出了撥叉的工藝路線。
工
序
號(hào)
工 序 內(nèi) 容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑撥叉頭兩端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
2
半精銑撥叉頭上端面
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
3
鉆、粗鉸、精鉸φ20mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
4
校正撥叉角
鉗工臺(tái)
手錘
5
粗銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
6
粗銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
7
半精銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
半精銑撥叉角兩端面
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
9
鉆φ8孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
10
鉆φ6孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
11
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
12
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
13
熱處理
淬火機(jī)等
4．夾具設(shè)計(jì)
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。并設(shè)計(jì)工序7——鉆Φ22mm孔的夾具。本夾具將用于Z515立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。
4.1問(wèn)題的提出
本夾具主要用來(lái)鉆Φ22mm孔，在本工序加工時(shí)應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知，Φ22mm孔在零件的旁邊，應(yīng)該用外表面定位，然后用兩個(gè)V形塊夾緊，一個(gè)固定V形塊，一個(gè)活動(dòng)V形塊。還要以底面為基準(zhǔn)來(lái)加工。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)夾緊工件。
4.2.2 定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)V形塊，這兩個(gè)V形塊的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同。此外，這兩V形塊用一個(gè)固定的一個(gè)活動(dòng)的，保證限制自由度。
（2）計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。
鉆套外徑與襯套孔的最大間隙為：
襯套外徑與鉆模板孔的最大間隙為：
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
4.2.3 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開(kāi)夾緊螺母10和11，利用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)拿下加工零件，實(shí)現(xiàn)工件的快換。。
參考文獻(xiàn)
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3、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 黃健求主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.11
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8、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 方子良主編 上海交通大學(xué)出版社 2005.1
9、敏捷夾具設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用 武良臣、郭培紅等主編 煤炭工業(yè)出版社 2003.9
10、機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛 冶金工業(yè)出版社 2002.12
11、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 鄒青主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.8