831002撥叉零件加工工藝及銑斷叉口夾具設計【含CAD圖紙、說明書】

831002撥叉零件加工工藝及銑斷叉口夾具設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,零件,加工,工藝,銑斷叉口,夾具,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 機械制造技術課程設計說明書設計題目 CA6140車床撥叉 零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計設 計 者 所在班級 指導教師 目 錄一、設計任務和設計要求21.1設計任務21.2設計要求2二、撥叉831002的加工工藝規(guī)程設計32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的技術要求32.1.3零件的工藝分析42.3確定毛坯52.3.1確定毛坯種類52.3.2確定鑄件加工余量和形狀52.4工藝規(guī)程設計62.4.1基面的選擇62.4.2制定工藝路線72.4.3機械加工余量72.5確定切削用量及基本工時102.5.1選擇機床及刀具102.5.2計算切削用量11三、夾具設計143.1問題的提出143.2夾具設計143.2.1定位基準的選擇143.2.2切削力和夾緊力計算143.3 定位誤差分析163.4 夾具設計及操作的簡要說明16四、設計總結18五、鳴謝19六、參考文獻20一、設計任務和設計要求1.1設計任務1. 對零件進行工藝分析,畫零件圖；2. 確定毛坯的制造方式,繪制毛坯簡圖；3. 制定零件的機械加工工藝路線,填寫機械加工工藝過程卡；4. 對指定工序,選擇機床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與公差，確定切削用量，填寫工藝過程卡；5. 對指定工序進行機床夾具設計計算和機構設計，畫夾具裝配裝配圖；6. 對夾具的一個零件設計零件圖；7. 編寫設計計算說明書。1.2設計要求 1零件圖 1張（A4A3）2毛坯圖 1張（A4A3）3機械加工工藝過程卡 1張4機械加工工序卡 1張5夾具結構設計裝配圖 1張（A1A0）6夾具結構設計零件圖 2張（A4A1，夾具體+主要非標零件）7課程設計說明書 1份，參考廣東海洋大學畢業(yè)設計說明書撰寫格式二、撥叉831002的加工工藝規(guī)程設計2.1零件的分析2.1.1零件的作用如圖2-1所示，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。零件上方的25孔與操縱機構相連，二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。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。該撥叉在改變檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用,因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔25H7，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。圖2-1 零件正視左視圖2.1.2零件的技術要求由機械制造技術基礎課程設計指導教程1（以下稱指導教程）表1-1形式將該撥叉的全部技術要求列于表2-1中。表2-1 撥叉零件技術要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差/mm及精度等級表面粗糙度Ra/um形位公差/mm25孔兩端面800.300，IT1225孔25H70.021，IT71.660孔60H120.300，IT123.260孔兩端面12d110.190，IT113.2螺紋孔頂面距25孔中心線360.210，IT126.3M22x1.5螺紋M22x1.5銑槽端面距槽底面8H120.150，IT126.3銑16H11槽16H110.110，IT113.2叉口銑斷距60孔中心線20.100，IT126.32.1.3零件的工藝分析 零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能良好,但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此，以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7mm通孔2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個端面，二者都是重要加工面。3. 以M221.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M221.5的螺紋孔，長32mm的端面，主要加工表面為M221.5螺紋孔。4. 銑16H11的槽這一組加工表面包括：8H12的槽端面，16H11的槽兩側面，二者都是重要加工面。5. 叉口銑斷這一組加工表面包括：銑斷60的孔。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.2確定零件的生產(chǎn)類型依要求知:Q=5000臺/年,m=1件/臺；結合生產(chǎn)實際,備品率a%和廢品率b%分別取4%和0.7%.查指導教程得公式(1-1) N=Qm (1+a%)(1+b%) N=5000臺/年1件/臺(1+4%)(1+0.7%)=5236.4件/年=5237件/年撥叉重量為1.45千克,按指導教程P3表2-2可知撥叉屬于輕型零件；由表2-3知該撥叉的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)中的大批量生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：工序適當集中，加工設備以通用設備為主，大量采用專用夾具安裝。表2-2 不同機械產(chǎn)品的零件質量型別表表2-3 機械加工零件生產(chǎn)類型的劃分2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。2.3.2確定鑄件加工余量和形狀由指導教程表3-4得，選用各個加工面的機械加工余量為2mm。2.3.3繪制鑄件零件圖鑄件毛坯圖如2-2所示圖2-2 零件毛坯圖2.4工藝規(guī)程設計2.4.1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(chǎn)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，使生產(chǎn)無法正常進行。（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(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取25孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組V形塊（兩塊）支承這兩個42作主要定位面，限制4個自由度，達到定位要求,通過夾緊裝置后進行加工。（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。2.4.2制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線方案：工序一 以42外圓為粗基準，粗銑25孔下端面；工序二 精銑25孔上下端面；工序三 以25孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸25孔,孔的精度達到IT7；工序四 以25孔為精基準，粗銑60孔上下端面；工序五 以25孔為精基準，精銑60孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1；工序六 以25孔為精基準，鉆、鏜、鉸60孔，保證空的精度達到IT12；工序七 以25孔為精基準，銑螺紋孔端面；工序八 以25孔為精基準，鉆20孔（裝配時鉆鉸錐孔）；工序九 以25孔為精基準，鉆一個20孔，攻M221.5螺紋；工序十 以25孔為精基準，銑槽端面；工序十一 以25孔為精基準，銑16H11的槽保證槽的側面相對孔的垂直度誤差是0.08；工序十二 叉口銑斷；工序十三 去毛刺。工序十四 檢查選擇此工藝路線的理由有：1、經(jīng)驗告訴我們，應該先銑平面再加工孔，那樣會更容易滿足零件的加工要求。故鉆25、60孔時應先銑這兩個孔的端面。2、60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.，16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。3、若把撥叉叉口銑斷放在中間，則對前面的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導致效率較低。故把撥叉叉口銑斷放在后面。把上面工序路線方案以及選用的設備整理成表2-4，便于查看。2.4.3機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140車床撥叉：零件材料為HT200，硬度190210HB，零件重量1.45kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，毛坯鑄造。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.42的外圓表面考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。表2-4 撥叉工藝路線及設備、工裝的選用工序號工序名稱機床設備刀具量具1粗銑25孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺2精銑25孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺3鉆、擴、鉸25孔立式鉆床Z5125A麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)4粗銑60孔上下端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺5精銑60孔上下端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺6鉆、擴、鉸60孔搖臂鉆床Z37麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)7銑螺紋孔端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺8鉆20孔立式鉆床Z525麻花鉆卡尺、塞規(guī)9攻M221.5螺紋絲錐螺紋塞規(guī)10銑16H11槽端面立式銑床X53K端銑刀游標卡尺11銑16H11的槽萬能銑床X61W三面刃銑刀卡尺、塞規(guī)12撥叉叉口銑斷萬能銑床X61W鋸片銑刀13去毛刺14檢查2. 25、60端面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差。查指導教程表2-59，取25，60端面長度余量均為2.5（雙邊余量）銑削加工余量為：粗銑 1.5mm半精銑 1mm3. 內(nèi)孔（60已鑄成50的孔）查指導教程表2-59，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為5（雙邊余量），即鑄成孔半徑為50mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔 5mm擴孔 4.5mm鉸孔 0.4mm精鉸 0.1mm同上，零件25的孔也已鑄出15的孔，取25孔已鑄成孔長度余量為5（雙邊余量），即鑄成孔半徑為15mm。 工序尺寸加工余量：鉆孔至23 余量為8mm擴孔鉆 1.8 mm粗鉸孔 0.14 mm精鉸孔 0.06 mm4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm（單邊余量）。 工序尺寸加工余量： 粗銑端面 2.1 mm半精銑 0.7 mm精銑 0.2 mm5. 螺紋孔頂面加工余量鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm（單邊余量）。 工序尺寸加工余量：粗銑頂面 3.1 mm半精銑 0.7 mm精銑 0.2 mm 6. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。表2-5 大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級 表2-6 鑄件尺寸公差 單位：mm表2-7 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級（摘自GB/T6414-1999） 表2-8 要求鑄件的機械加工余量 單位：mm2.5確定切削用量及基本工時工序十二銑口銑斷（銑開60孔）本道工序粗銑即可保證技術要求，各技術要求包括：銑去60孔4mm的材料，粗銑過后加工表面粗糙度為Ra6.3。2.5.1選擇機床及刀具 機床 根據(jù)表2-4選用X61W型萬能銑床 刀具 查指導教程表2-9選用中齒鋸片銑刀 80422 GB/T 6120-1996，即d=80mm D=22mm L=4mm 齒數(shù)z=32 。 表2-9 中齒鋸片銑刀的的尺寸 （單位：mm） 2.5.2計算切削用量 粗銑的切削用量由指導教程表2-10查得 每齒進給量 mm/z.銑刀磨鈍標準和耐用度：由指導教程表2-12查得 磨鈍標準為 由指導教程表2-11耐用度為 切削速度：由指導教程表2-14得 m/min 確定機床主軸速度 由指導教程表2-14 按機床選取主軸轉速為所以 實際切削速度為 計算切削工時：由指導教程表2-15得 被切削層長度，由毛坯尺寸可知=82mm 刀具切入長度，選用mm 刀具切出長度mm, 選用mm mm 表2-10 高速鋼面銑刀、圓柱形銑刀和圓盤銑刀銑削時的進給量 表2-11 銑刀壽命T 單位：min銑刀直徑d/mm=80100125160高速鋼銑刀鑲齒圓柱銑刀180圓盤銑刀120150面銑刀180 表2-12 銑刀磨鈍標準 銑刀類型后刀面最大磨損限度/mm鋼和鑄鐵耐熱鋼粗銑精銑粗銑精銑切槽銑刀和切斷銑刀0.150.20 面銑刀1.21.8 0.30.50.700.50 表2-13 高速鋼切斷銑刀的切斷速度 單位：m/min表2-14 萬能銑床主軸轉速型號轉速/（r/min）X61W65、80、100、125、160、210、255、300、380、490、590、725、945表2-15銑削基本時間計算三、夾具設計設計工序叉口銑斷的夾具3.1問題的提出本夾具用于銑斷CA6140上撥叉831002叉口的工序。3.2夾具設計3.2.1定位基準的選擇工件以60H12孔及其端面和25H7孔為定位基準，采用一面兩銷實現(xiàn)完全定位。所選用的定位孔與定位面都已經(jīng)過精加工。此過程選用的定位原件是短圓柱銷和菱形銷。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用帶螺栓螺母的杠桿夾緊機構。3.2.2切削力和夾緊力計算（1） 切削力的計算 刀具： 鋸片銑刀，中齒鋸片銑刀804GB/T6120-1996，齒數(shù)32，高速鋼。 機床： x61W型萬能銑床 由機械制造工藝學2所列公式得: （3-1）其中修正系數(shù) z=32 代入上式，可得F=153.72N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。查機床夾具設計手冊 安全系數(shù): K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 本夾具是采用杠桿夾緊機構。查指導教程表3-1得 （3-2） 其中，為支承螺栓承受的壓應力； 為支承螺栓中心軸線到鎖緊螺栓中心軸線的距離，mm； 為支承螺柱的半徑，mm; 為鎖緊螺栓中心軸線到壓板壓頭的的距離，mm; 為夾具支承面與工件之間的摩擦系數(shù)，查指導教程表3-2??； 支承螺栓只受到壓應力作用，每個螺栓受到的壓應力約為N; 代入（式3-2）中，得N; 實際所需的夾緊力N,為安全系數(shù)，本道工序為粗銑取，按照經(jīng)驗選取;壓緊用螺母壓緊，查機床夾具設計手冊，查得對應所需擰緊力N,大于所需夾緊力，夾具工作安全可靠。 表3-1 常見的夾緊形式及夾緊機構的夾緊力計算公式 表3-2 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù) 3.3 定位誤差分析 本夾具用于在臥式銑床上切斷撥叉叉口，工件以60H12孔及其端面和25H7孔為定位基準，采用一面兩銷實現(xiàn)完全定位，孔銷間為間隙配合。本道工序的定位誤差發(fā)生在工件的徑向方向，徑向方向定位基準與工序基準均為其中一短銷，故只存在基準位置誤差，定位誤差為（和分別為短銷孔的最大極限尺寸和短銷的最小極限尺寸） 3.4 夾具設計及操作的簡要說明在設計夾具時，應該注意提高勞動生產(chǎn)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。本道工序為銑床夾具選擇了杠桿壓緊機構。本夾具是用于在臥式銑床上切斷撥叉叉口的專用夾具。工件以60H12孔駐其端面和25H7孔為定位基準，采用一面兩銷實現(xiàn)完全定位。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊，優(yōu)化了生產(chǎn)結構，提高了生產(chǎn)率。本工序為銑斷切削力小，所以一般手動夾緊就能達到本工序的要求。夾緊時，如夾具裝配圖所示，轉動手柄2，由齒輪20帶動齒條21使壓桿4下壓，帶動聯(lián)動機構動作，使兩塊壓板夾緊工件。本夾具還有快撤裝置，稍微擰松螺栓9，在彈簧力的作用下，壓板向上稍微移動，使兩壓板朝遠離工件的方向移動（壓板上開有兩個導向槽），即可快速取出工件。四、設計總結 本文是CA6410車床撥叉831002的加工工藝和夾具設計，設計的總體過程可以概括為，首先對撥叉零件的結構、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對工藝方案進行確定合理的工藝路線，然后計算分析尺寸，并制定出工藝卡片，最后是夾具的設計。通過課程設計，我對課本理論知識有了更深刻了理解，同時，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對我以后的工作打下了良好的基礎。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(lián)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。五、鳴謝 本次課程設計綜合了大學三年里所學的專業(yè)知識，是理論與實際相結合的一次考驗。通過這次設計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖、繪圖、設計能力，為我今后的工作打下了良好的基礎。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設計過程，收獲頗豐。本次設計是在老師的悉心指導和幫助下完成的。我的機械工藝知識有限，在設計中常常碰到問題，老師和同學不厭其煩的指導，不斷地點拔迷津，提供相關資料，才使其順利完成。在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同組同學的支持和幫助，使我更好的完成課程設計。六、參考文獻1呼永，鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.北京：機械工業(yè)出版社，20162王先逵.機械制造工藝學課程設計指導書M.北京：機械工業(yè)出版社，20133鄒青.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.北京：機械工業(yè)出版社，20134李必文.機械精度設計與檢測M.長沙：中南大學出版社，20125李育錫.機械設計課程設計M.北京：高等教育出版社,20086王光斗，王春福.機床夾具設計手冊M.上海：上海科學技術出版社，2000 22