0053-CA6140撥叉（831005）零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ22孔的專用夾具設計,ca6140,零件,加工,工藝,規(guī)程,22,專用,夾具,設計 機 械 制 造 技 術 基 礎 課 程 設 計 題 目：設計CA6140撥叉（831005）零件的加工工藝規(guī)程及鉆Φ22孔的專用夾具設計  機械制造工藝及夾具課程設計任務書 設計題目：制定CA6140車床撥叉的加工工藝，設計鉆φ22孔的鉆床夾具 設計要求：中批量生產 氣動夾緊 通用工藝裝備 設計時間： 2013.6.19~2013.7.2 設計內容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（一張）； 3、繪制毛坯圖（一張）； 4、編寫工藝過程卡片和工序卡片（各一張）； 5、繪制夾具總裝圖； 6、繪制夾具零件圖； 7、說明書 五、指導教師評語 成 績： 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　  摘要 機械工業(yè)是一種基本工業(yè)形式，對于我們國家來說，它關系到國計民生的方方面面。近年來機械工業(yè)領域向著高精度、高質量、高效率、低成本方向發(fā)展，數字化，自動化水平日益提高。同時由于機械工業(yè)的發(fā)展，其他各工業(yè)部門也向著高深度邁進，機械工業(yè)的發(fā)展日趨重要。 機械制造過程及檢測，檢驗中，都要使用大量的夾具。為了達到提勞動效率，提高加工精度，減少廢品，擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，如何設計好夾具則成了機械制造的一項重要任務。 機床夾具是夾具中的一種，將其固定到機床上，可以使被加工件對刀具與機床保持正確的相對位置，并克服切削力的影響。使加工順利進行。機床夾具分為通用夾具和專用夾具兩種。 Abstract Machinery industry is a basic form, for our country, it is related to all aspects of the national economy and people's livelihood. Machinery industry in recent years towards high precision, high quality, high efficiency and low cost direction, digitization, automation level is increasing day by day. Due to the development of mechanical industry at the same time, other each industrial sector are also moving towards high depth, the development of mechanical industry has become increasingly important. Machinery manufacturing process and testing, inspection, use a lot of fixture. To raise labor efficiency, improve the machining accuracy, reduce waste, expanding the scope of the machine tool technology, improve the working conditions of the operation, how to design a good fixture has became an important task of mechanical manufacturing. Machine tool fixture is one of the fixture, and should be fixed on the machine, can make the work piece of cutting tool and machine tool to keep the correct relative position, and overcome the influence of the cutting force. Make the process smoothly. Machine tool fixture can be divided into two universal fixture and special fixture. 目 錄 一、零件工藝性分析 7 1.1、零件的作用 7 1.2、零件的工藝分析 7 二、機械加工工藝規(guī)程設計 7 2.1、確定毛坯的制造形成 7 2.2、基準的選擇 7 2.2.1粗基準的選擇 8 2.2.2精基準的選擇 8 2.3、制定工藝路線 8 2.3.1工藝路線方案一 8 2.3.2工藝路線方案二 8 三、機械加工余量工序尺寸及毛皮尺寸的確定 9 3.1、毛坯余量及尺寸的確定 9 四、夾具的設計 18 4.1定位基準的選擇 18 4.2、切削力及夾緊力計算 19 4.3、定位誤差分析 19 4.4、夾具設計及操作的簡要說明 19 五丶個人體會 20 六丶參考文獻 21 （一）零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 1.2零件的工藝分析： CA6140車床撥叉共有四處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以6Xφ22xφ25x6為中心的加工表面 這一組加工表面包括：6Xφ22xφ25x6的花鍵孔。 2 . 以6Xφ22xφ25x6孔為基準來加工寬8的槽和寬18的槽。 3.技術要求如下： 項目 公差等級 偏差（mm） 粗糙度 定位基準 ?25的六齒方花鍵孔 IT12 +0.20 0 1.6 花鍵孔中心線 ?22的花鍵底孔 IT12 +0.20 0 6.3 花鍵孔中心線 兩端的2*150倒角 6.3 花鍵孔中心線 尺寸8的槽 IT9 +0.03 0 1.6 花鍵孔中心線 尺寸18的槽 IT6 +0.012 0 3.2 花鍵孔中心線 ?6的花鍵槽寬 IT6 +0.06 +0.03 3.2 花鍵孔中心線 （二）機械加工工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式。 零件的材料為HT200鑄鐵，考慮到零件的幾何形狀比較復雜。所以用鑄造的形式進行毛坯的制造。 2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 2.2.1 粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取φ40的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一塊V形塊支承這兩個φ40作主要定位面，用一汽缸放在V型塊對面用于加緊零件，同時用一定為擋快限制以旋轉方向的自由度，再用鉆床鉆削時的力量來限制另一旋轉自由度和一平面自由度，這樣空間六個自由度就固定完了。 2.2.2 精基準的選擇 主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.3 制訂工藝路線 2.3.1工藝路線方案1 工序 1） 鑄造 2） 時效處里 3） 銑Φ40大端面 4） 鉆，擴，鉸Φ22孔 5） 檢查 6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔 7） 倒角 8） 銑18mm寬的槽 9） 銑寬8mm槽 10） 銑40x28面 11） 去毛刺 12） 檢查 . 2.3.2工藝路線方案2 工序 1） 鑄造 2） 時效處里 3） 銑Φ40大端面 4） 銑18寬的槽 5） 銑40x28面 6） 拉6xΦ22xΦ25x6的花鍵孔 7） 檢查 8） 倒角 9） 銑寬8mm槽 10） 去毛刺 11） 檢查 鉆，擴，鉸Φ22孔 比較兩種方案：方案一先加工端面然后一端面和外圓定位加工孔，然后以孔為定為基準加工寬18的槽和寬8的槽及40x28的槽，保證了加工精度。提高了效率，方案二夾具設計較多且有些困難，故選擇方案一 （三）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3.1根據加工工藝，分別對各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定如下： 1. 銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數為 故 根據X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 2. 鉆，擴，鉸孔 1） 選擇鉆頭：選擇高速鋼麻花鉆頭，直徑 鉆頭幾何形狀為（表1及表2）：雙錐修磨橫刃， 2） 選擇切削用量 （1） 確定進給量：由表5 當加工要求為7級精度，材料鑄鐵時 時 由 時 按鉆頭強度確定進給量 由表7 當灰鑄鐵 時 時： 按機床進給機構強度確定進給量 由表8 灰鑄鐵時 時：機床機構允許的軸向力為9800N。Z535允許最大為15690N。 進給量 由此可以看出受限制的進給量是工藝要求，從中取 由表16 可以查出鉆孔時的軸向力在 時為： 軸向力修正系數為1.0 故 故 可用 2）確定鉆頭磨鈍標準及耐用度， 由表9 時 鉆頭后刀面最大磨損量取為 耐用度 3） 確定切削速度 由表10 加工性為第三類 雙橫刃磨的鉆頭 時 切削修正系數 故 4） 加工工時 其中 由表22 所以 擴孔： 21.7 按機床取 所以實際切削速度 工時： 切入 所以 鉸孔：Φ22 取機床標準 1.13r/s 所以實際切削速度： 所以工時： 3. 拉花鍵：拉刀 1）拉刀寬度 時， 各修正系數： 所以： 工時： 4. 所以：銑Φ40大端面面：選擇YT15硬質合金刀片 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據表5 當 5. 銑寬18的槽：選擇YT15硬質合金三面刃銑刀 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數為 故 根據X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 6. 銑寬8的槽：選擇YT15硬質合金三面刃銑刀 1） 由表1 銑削深度時，端銑刀直徑為80mm，，Z=5 2） 銑刀幾何形狀 由表2 3） 選擇切削用量 （1）確定銑削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀內完成 （2）確定每齒進給量 ：采用不對稱端銑以提高進給量，根據表5 當使用YT15銑床功率為7Kw時 4）選擇銑刀磨銑標準及耐用度 由表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損量為；由于銑刀直徑故耐用度 4） 確定切削速度v和每秒鐘進給量 切削速度由表13 時 各修正系數為 故 根據X52k型立銑床說明書（表24）選擇 因此實際切削速度和每齒進給量 5） 計算基本工時 式中 L=90mm 由表20 不對稱安裝銑刀入切削量及超切削量 y＋△+d＝92 故 7. 銑28x40面 1） 確定切削深度 確定切削寬度： 由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 2） 確定每齒進給量 根據x52k銑床說明書，其功率為7kw,中等系統(tǒng)剛度 根據表3 現取 3） 選擇銑刀磨鈍標準及耐磨度 根據表7 銑刀刀齒后刀面最大磨損為 ，鑲齒銑刀（）耐用度 4） 確定切削速度和每秒進給量 切削深度可根據表21中公式計算 也可查表 根據表9 當 時， 各修正系數為： 故 根據機床說明書選擇 實際切削速度和每齒進給量為： 5） 檢查機床功率 根據表5 當 時， 切削功率的修正系數 所以實際切削功率為 根據機床說明書，機床主軸允許的功率為 因為，所以此切削用量可以采用。 即 6）計算工時 式中 根據表19 入切削量及超切削量 則 故 l=25mm 計算工時: —— 工件的螺紋長度; —— 絲錐切削錐長度； 四、夾具設計 4.1定位基準的選擇 由裝配圖可知，用Φ40外圓和一端面定位基準用V型塊和氣缸組合加緊，再用一個定位塊限制以旋轉方向自由度，靠鉆床的鉆削了來現在以旋轉自由度和一平面自由度從而限制空間按六個自由度。 4.2切削力及夾緊力的計算 切削刀具：高速鋼麻花鉆頭，則 式中：＝1.5mm，＝50m/min，f＝0.5mm/r，（） 計算結果 = 1459.699N 選用壓板壓緊，實際加緊力N應為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數，＝＝0.5。 氣缸，由《機床夾具設計手冊》表1-2-23得螺母擰緊力 根據杠桿原理壓板實際加緊力為 此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作。 4.3定位誤差分析 定位元件尺寸及公差確定。 (1) 夾具的主要定位元件為一平面和兩v形塊，面與面配合。 （2） 工件的工序基準為端面和圓柱面，故端面的平面度和圓柱面的援助度對定位誤差影響最大.則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，兩 v形塊，工件始終平面，而定位塊的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件在定位塊正上方呦傾斜，進而使加工位置有一定轉角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 4.4夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了壓板和壓緊螺釘夾緊方式。本工序為鉆孔，切削力大，所以選用夾緊力大一些裝置就能達到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點就是結構緊湊,承受較大的夾緊力。 （五）個人體會 機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 通過本次課程設計，使我將所學理論與生產實踐相結合，得到了解決問題和分析問題的能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設計、走上工作崗位進行一次綜合訓練。 本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計等方面的知識。 通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設計的方法和步驟等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。 由于個人能力所限，設計尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 （六）參考文獻 1、 朱淑萍主編. 機械加工工藝及裝備.北京：機械工業(yè)出版社，1999 2、 機床夾具設計手冊.北京：中國科學技術出版社 3、 黃云清主編.公差配合與測量技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001 4、 機械制造技術基礎課程設計指導書 5、趙家齊主編.機械制造工藝學課程設計指導書.北京.機械工業(yè)出版社，2000 22 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 機械加工工序卡片 產品型號 　 零件圖號 831005　 產品名稱 　 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 　 車間 工序號 工序名 材料牌號 　 Ⅲ 鉆花鍵孔 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鍛件 　 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床　 Z525　 　 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 　 　 　 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時/s 準終 單件 　 　 　0 25.1　 工步號 工步內容 工藝裝備 主軸轉速 /r·s-1 切削速度 /m·min-1 進給量 fz/(mm/z) 背吃刀 量/㎜ 進給 次數 工步工時/s 機動 輔助 描圖 1 鉆六齒花鍵孔 Φ20中心鉆，游標卡尺　 　4.6 20.4 0.78 　 1　 25.1 　 　 2 　 　 　 　 　 描校 3 　 　 　 　 　 　 　 　 4 　 　 　　 　 　 　 　 底圖號 5 　 　 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 裝訂號 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 設計 （日期） 審核 （日期） 標準化 （日期） 會簽 （日期） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 　 　 　 　 　 機械加工工藝過程卡片 產品型號 　 零件圖號 831005　 　 　 產品名稱 　 零件名稱 撥叉 共1頁 第1頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 每壞件數 1 每臺件數 備注 　 工序號 工序名稱 工序內容 車間 工段 設備 工藝裝備 工序時間 準終 單件 Ⅰ 粗車下端面 轉塔式六角車床 90度車刀、游標卡尺 Ⅱ 精車下端面 　 轉塔式六角車床 Ф20中心鉆、游標卡尺 　 　 Ⅲ 鉆花鍵孔 　 立式鉆床　 Ф20中心鉆、游標卡尺 　 　 描圖 Ⅳ 擴花鍵孔 　 立式擴床 Ф21擴孔鉆、游標卡尺 　 　 Ⅴ 拉六齒方形花鍵 立式拉床 高速鋼拉刀 Ⅵ 倒角2*15° 　 轉塔式六角車床 45°偏刀丶游標卡尺 　 　 描校 Ⅶ 銑1800。12mm槽 　 X62W銑床 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊 　 　 Ⅷ 銑800。03mm的槽 X62W銑床 高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊 Ⅸ 粗銑右端面 X62W銑床 高速鋼面銑刀、量塊 X　 精銑右端面 X62W銑床 高速鋼面銑刀、量塊 底圖號 XI 磨寬為1800。12mm的槽 磨床 量塊 裝訂號 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 　設計 （日期） 　審核 （日期） 標準化 （日期）　 會簽 （日期）　 　 標記