CA6140撥叉831005型號(hào)加工工藝及銑18mm槽夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)三維模型】

CA6140撥叉831005型號(hào)加工工藝及銑18mm槽夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)三維模型】,含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)三維模型,ca6140,型號(hào),加工,工藝,18,mm,妹妹,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單,三維,模型 此頁(yè)為封面  目錄 一、課程設(shè)計(jì)的目的 3 二、設(shè)計(jì)任務(wù) 3 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 3 2.2時(shí)間要求 3 2.3設(shè)計(jì)目標(biāo)零件 4 三、裝夾方案設(shè)計(jì) 4 3.1 零件加工工藝分析與工藝卡片 4 3.2 選定工序的工序分析和工序卡片 6 3.3 選定工序的自由度分析 7 3.4 定位方案設(shè)計(jì) 8 3.5 夾緊方案設(shè)計(jì) 8 四、專用夾具設(shè)計(jì) 14 4.1 夾具組成元件設(shè)計(jì) 14 4.2 夾具使用說(shuō)明 16 4.3 夾具的優(yōu)缺點(diǎn)分析 16 五、專用夾具裝配圖與零件圖 17 六、總結(jié)與體會(huì) 18 七、 參考文獻(xiàn) 18  1 課程設(shè)計(jì)的目的 此次的汽車制造工藝課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完汽車制造工藝以及進(jìn)行了為期兩周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的課程設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)要求對(duì)一給定的零件進(jìn)行工序分析，完成夾具的設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)運(yùn)用到以前所學(xué)的大部分知識(shí)，由此可看出此次的課程設(shè)計(jì)的主要目的有以下幾點(diǎn)： （1） 對(duì)自身運(yùn)用之前學(xué)習(xí)課程知識(shí)的能力檢測(cè)。此次課程設(shè)計(jì)中涉及到很多以前學(xué)習(xí)的課程，例如：工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測(cè)量技術(shù)以及汽車制造工藝等，如何將其應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)正確解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量，這是此次課程涉及的一個(gè)重要目的。 （2） 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，設(shè)計(jì)出高效、省力、即經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。 （3） 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱出處、能夠做到熟練運(yùn)用。并且進(jìn)一步培養(yǎng)自身識(shí)圖、制圖、運(yùn)算和編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能。 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 對(duì)給定零件的加工工序進(jìn)行分析，選取其中一道工序，合理、正確的進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，完成夾具總裝的三維和二維圖，以及夾具體的零件圖，撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2.2時(shí)間要求 設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：20xx年x月x號(hào)至x號(hào) 2.3設(shè)計(jì)目標(biāo)零件 圖2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)零件 3 裝夾方案設(shè)計(jì) 3.1 零件加工工藝分析與工藝卡片 題目給定的零件是 CA6140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)按照工作者的要求進(jìn)行工作。工作過(guò)程：撥叉零件是在傳動(dòng)系統(tǒng)中撥動(dòng)滑移齒輪，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速，轉(zhuǎn)向。其花鍵孔?25mm 通過(guò)與軸的配合來(lái)傳遞凸輪曲線槽傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)，零件的兩個(gè)叉頭部位與滑移齒輪相配合。初步分析該零件可知：該零件鑄造而成，再將孔以及花鍵加工出來(lái)，最后再將上下兩凹槽銑制出來(lái)。選取加工寬為8mm的凹槽的工序分析如下: CA6140拔叉（型號(hào)： 831005）共有 2組加工表面： (1) 零件孔?22mm的上下加工表面及花鍵孔?25mm 這一組加工表面包括：孔?22mm的上下加工表面，孔?22mm的內(nèi)表面，有粗糙度要求為Ra小于等于 6.3μm，?25mm的六齒花鍵孔，有粗糙度要求Ra小于等于3.2μm，擴(kuò)兩端面孔，有粗糙度要求Ra=6.3μm； 加工時(shí)以上下端面和外圓?40mm為基準(zhǔn)面，有由于上下端面須加工，根據(jù)“基準(zhǔn)先行”的原則，故應(yīng)先加工上下端面（采用互為基準(zhǔn)的原則），再加工孔?22mm, 六齒花鍵孔?25mm和擴(kuò)孔。 (2) 孔?22mm兩側(cè)的撥叉端面這一組加工表面包括：下端距離的18mm左右平面Ra=3.2μm，有精銑平面的要求，上端距離為8mm的左右平面，Ra=1.6μm，同樣要求精銑； 加工時(shí)以孔?22mm，花鍵槽?25mm為基準(zhǔn)定位加工；根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面尺寸，上述表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們的位置精度要求。 故工藝路線如表3.1所示： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序基準(zhǔn) 1 鑄件 2 粗銑左端面 孔的外圓，右端面 3 粗銑右端面 孔的外圓，左端面 4 鉆孔 孔的外圓，左端面 5 擴(kuò)孔?22 孔的外圓，左端面 6 車倒角，角度為15° 孔的左、右端面 7 拉花鍵槽 孔的外圓，左端面 8 粗銑8mm凹槽 花鍵槽 9 精銑8mm凹槽 花鍵槽 10 粗銑18mm凹槽 花鍵槽 11 精銑18mm凹槽 花鍵槽 12 去毛刺 13 終檢 表3.1 工藝路線 3.2 選定工序的工序分析和工序卡片 選定銑制18mm凹槽的工序進(jìn)行工序分析： 根據(jù)加工表面的加工精度和表面粗糙度要求確定加工方法。由圖中給出的18mm凹槽的公差值，查標(biāo)準(zhǔn)公差表可知其精度等級(jí)為IT8-9級(jí)，再結(jié)合所給粗糙度兩側(cè)面為Ra=1.6和底面為6.3，由汽車制造工藝中的“平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度表”可知“粗銑—精銑”適用經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)IT7-9，表面粗糙度Ra=6.3-1.6μm的平面，所以可選用“粗銑—精銑”的方式加工寬為18mm的凹槽。 確定加工余量： 查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》可得銑削加工余量為：粗銑 2～4mm、半精銑 1～2mm、精銑 0～1mm 對(duì)于下部凹槽的加工，粗銑加工余量取為2mm，精銑加工余量取為0.5mm，故下部凹槽鑄造的尺寸寬為15.5mm，深度為21mm。即粗銑鑄造凹槽使寬度為18.5mm，深度為23mm，之后精銑凹槽左右兩側(cè)面，使寬度尺寸達(dá)到 精度要求。底面粗糙度Ra=6.3經(jīng)粗銑可達(dá)要求，兩側(cè)面粗糙度Ra=1.6經(jīng)精銑可達(dá)要求。 3.3 選定工序的自由度分析 圖3.1 18mm凹槽尺寸圖 工件定位的實(shí)質(zhì)是要使得工件在夾具中占據(jù)一個(gè)正確的位置，這一確定的位置可通過(guò)定位元件限值其相應(yīng)的自由度獲得，18mm凹槽的尺寸要求以及坐標(biāo)系建立如圖2所示，分析可知影響該加工工序的自由度有：沿x方向的移動(dòng)，沿z方向的移動(dòng)，繞y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，繞z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，上述自由度也即為工件的第一類自由度。 又因?yàn)楣ぜ亩ㄎ环譃橥耆ㄎ患安煌耆ㄎ?，其中工件的六個(gè)自由度完全被限制而在空間里占有唯一的完全確定的位置，此時(shí)稱為完全定位；如果根據(jù)該工序加工要求只需限值部分自由度，而其他自由度無(wú)需限制時(shí)，工件雖然不占有確定的唯一位置，但不影響該工序的加工要求，此時(shí)稱為不完全定位。 由以上自由度分析可得，考慮加工的凹槽底面一般平行于其上端面，應(yīng)限制沿x方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因此該工序加工要求需要限制的自由度有：沿x方向的移動(dòng)，沿z方向的移動(dòng)，繞x方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，繞y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，繞z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.4 定位方案設(shè)計(jì) 由上圖可知，以花鍵軸線以及右端面為定位基準(zhǔn)，可使得工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，消除了基準(zhǔn)不重合誤差，使定位誤差降低。 定位方案選定：采用花鍵定位短銷可限制工件沿y方向的移動(dòng)，沿z方向的移動(dòng)，繞x方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，采用平面支撐可限制工件沿x方向的移動(dòng)，繞y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，繞z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。其定位方案如圖3.2所示： 花鍵定位銷 墊圈 工件 圖3.2 定位方案簡(jiǎn)圖 3.5 夾緊方案設(shè)計(jì) 夾緊力的三要素包括夾緊力的作用點(diǎn)、夾緊力的方向、夾緊力的大小。 夾緊力作用點(diǎn)的選擇原則是：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或作用在定位元件所形成的支承面內(nèi)；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較強(qiáng)的部位上；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減小工件的振動(dòng)。 夾緊力方向的選擇原則是：夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基面，以保證加工精度；夾緊力方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件的夾緊變形，夾緊力的方向應(yīng)盡量與切削力、重力等力的方向一致。 根據(jù)以上的選擇原則，確定夾緊方案選用單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊方案簡(jiǎn)圖如圖3.3所示： 圖3.3 夾緊方案簡(jiǎn)圖 該夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的作用點(diǎn)正對(duì)于墊圈所形成的支承平面，且工件剛性較強(qiáng)部分即為花鍵軸部分，所以該夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的作用點(diǎn)便位于了工件剛性較強(qiáng)的部分。此外作用點(diǎn)與加工表面較近，極大減小了切削力矩。工件的定位基面為墊圈所形成的支承平面，因此該夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力作用力的方向便垂直于定位基面，且工件剛性較強(qiáng)方向?yàn)榛ㄦI軸軸線方向，所以?shī)A緊力的方向與工件剛性較強(qiáng)方向一致。通過(guò)以上分析可知，該夾緊機(jī)構(gòu)所施加的夾緊力滿足夾緊力作用點(diǎn)，方向的選擇原則，故該夾緊機(jī)構(gòu)選擇合理。 查《現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得銑削時(shí)的力計(jì)算公式為 Fc=10Cpap0.83af0.65D-0.83awzKp 式中各參數(shù)具體含義如圖3.4所示： 圖3.4 銑削力的計(jì)算 采用X62K6140臥式銑床，齒數(shù)為3，直徑為10mm的高速鋼立銑刀。 工件材料：HT200,σb= 0.16GPa；HB=190~241,鑄造。 根據(jù)圖3.4的表3-92，查得Cp=30 銑削寬度aw銑刀在一次進(jìn)給中所切掉工件表面的寬度,單位為mm。一般立銑刀和端銑刀的銑削寬度約為銑刀直徑的50％~60％左右。 故取銑削寬度aw=6mm 一般立銑刀粗銑時(shí)的背吃刀量ap以不超過(guò)銑刀半徑為原則,以防背吃刀量過(guò)大而造成刀具的損壞,精銑時(shí)約為0.05~0.30mm。 故取背吃刀量ap=5mm 銑削每齒進(jìn)給量推薦值如圖3.5所示： 圖3.5 銑削每齒進(jìn)給量推薦值 故取每齒進(jìn)給量af=0.1mm/z 銑削速度推薦值如圖3.6所示： 圖3.6 銑削速度推薦值 故取銑削速度v=20m/min 根據(jù)刀具直徑D=10mm ，可得出刀具轉(zhuǎn)速n=636.62r/min 用高速鋼銑削時(shí)，考慮工件材料力學(xué)性能不同的修正系數(shù)，引入Kp系數(shù)，對(duì)于灰鑄鐵，Kp=HB1900.55，取工件HB=230，則Kp=1.11 故銑削時(shí)的力Fc=10Cpap0.83af0.65D-0.83awzKp=10×30×50.83×0.10.65×10-0.83×6×3×1.11=754.85N 銑削力主要包括切削力Fc，它切于過(guò)渡表面并與基面垂直，以及進(jìn)給力Ff，它是處于基面內(nèi)并與工件軸線平行與走刀方向相反的力。由于銑槽的力主要是切削力，進(jìn)給力比較小，故忽略不計(jì)。主要考慮切削力從而計(jì)算夾緊力。 工件受力如圖3.7： 圖3.7 工件受力簡(jiǎn)圖 銑削時(shí)切削力所產(chǎn)生的力矩由花鍵定位銷產(chǎn)生反力抵消，因此夾緊力僅需抵消切削力。為保證工件能夠較穩(wěn)固定在夾具體上，故取夾緊力為F=900N 。 4 專用夾具設(shè)計(jì) 4.1 夾具組成元件設(shè)計(jì) 一、 夾具體緊固螺栓的選用 選取螺栓連接處的標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，考慮到扳手空間問(wèn)題，優(yōu)先選圓柱頭內(nèi)六角螺栓，這樣可大大縮小夾具體積，提高其空間利用率。因未要求對(duì)夾具體進(jìn)行受力計(jì)算，所以考慮到夾具體空間大小及結(jié)構(gòu)，暫選取M8螺紋連接，查閱資料，可在如下圖4.1中選取標(biāo)準(zhǔn)件： 圖4.1 內(nèi)六角螺栓標(biāo)準(zhǔn)表 二、 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的螺紋桿采用部分為螺紋其余為光桿的設(shè)計(jì)，在能保證夾緊工件的同時(shí)，也能滿足方便拆裝的要求。螺紋桿頂端未采用與工件直接接觸的設(shè)計(jì)，而是加裝了一活動(dòng)壓塊，使其與工件直接接觸，在轉(zhuǎn)動(dòng)螺紋桿夾緊工件的時(shí)候，保證了夾緊機(jī)構(gòu)與工件右端面始終保持面接觸，從而有效保證了夾緊力與裝夾精度。并且可避免了螺紋桿與工件直接接觸時(shí)旋轉(zhuǎn)螺紋桿所造成的工件轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.2 夾具使用說(shuō)明 將支座用螺栓固定在夾具體上，再將花鍵定位銷插入支座的花鍵孔中，用螺栓將擋板固定在支座花鍵孔左端，再用螺栓擰緊花鍵定位銷限制其軸線移動(dòng)，然后依次放入墊圈、工件。再將對(duì)刀塊用螺栓擰緊在支座的凸臺(tái)上。最后把螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的襯套旋入夾具體螺紋通孔中，裝上螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使螺紋桿帶動(dòng)夾緊塊往左移動(dòng)夾緊工件，完成整個(gè)裝夾過(guò)程。 4.3 夾具的優(yōu)缺點(diǎn)分析 優(yōu)點(diǎn)：夾緊機(jī)構(gòu)部分，螺桿的頭部裝有活動(dòng)壓塊與工件夾緊表面接觸，在擰動(dòng)螺桿時(shí)壓塊不隨螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而只作軸向移動(dòng)，可防止在夾緊時(shí)由摩擦力矩而帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，并可避免壓壞工件夾緊表面。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，由于螺旋升角小，機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，且又是一擴(kuò)力機(jī)構(gòu)，夾緊力較大， 夾緊行程也較大。螺紋桿大部分為光桿設(shè)計(jì)，提高了裝夾速度，方便拆裝。此外，采用了襯套結(jié)構(gòu)，當(dāng)裝夾次數(shù)過(guò)多，使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)導(dǎo)致了螺紋磨損可將其更換，延長(zhǎng)了夾具的使用壽命。定位元件部分，花鍵定位銷，支座，墊圈均采用可更換的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其磨損嚴(yán)重時(shí)可將其更換，延長(zhǎng)了夾具的使用壽命。且花鍵定位銷的配合面較多，因此定位精度較高。 缺點(diǎn)：工件與花鍵定位銷的配合面過(guò)多，配合精度要求較高，故成本較高，且配合面過(guò)多導(dǎo)致磨損增加，縮短了夾具的使用壽命。 5 專用夾具裝配圖與零件圖 圖5.1 夾具裝配圖 圖5.2 夾具體零件圖 6 總結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過(guò)這次的實(shí)踐我收獲了很多，首先，我了解并深入學(xué)習(xí)了夾具體設(shè)計(jì)的大體流程及工作原理，也了解到了其具體的結(jié)構(gòu)和各部分的功能特點(diǎn)、制造加工工藝以及加工時(shí)需要注意的事項(xiàng)等；其次，通過(guò)這幾天的努力，我完成了夾具體及切削參數(shù)方面的設(shè)計(jì)計(jì)算，在此過(guò)程中，我對(duì)夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算的理解又深化了許多，整個(gè)機(jī)器的受力，工作情況，工作環(huán)境以及各種強(qiáng)度要求，都讓我對(duì)整個(gè)加工工藝過(guò)程有了清晰的認(rèn)識(shí)，這也促使我更加認(rèn)真地進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；再次，此次設(shè)計(jì)中不僅停留在理論的數(shù)學(xué)計(jì)算，也考驗(yàn)了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程制圖的能力，在繪圖的過(guò)程中，我重拾起大一的工圖知識(shí)，以及大二學(xué)習(xí)的互換性的知識(shí)，結(jié)合這學(xué)期剛結(jié)束的制造工藝學(xué)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及圖紙繪制，在繪制的過(guò)程中，我覺(jué)得自己的知識(shí)基本還算扎實(shí)，但具體的細(xì)節(jié)還是要注意，比如公差的選取，尺寸的標(biāo)注位置等等。最后，我意識(shí)到了自己學(xué)習(xí)的局限性，只看到了書(shū)本上有的東西，而沒(méi)有注意到將生活中，或者其他科目中的東西運(yùn)用到所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)中。 在以后的求學(xué)生涯中，我一定將所學(xué)的知識(shí)扎實(shí)掌握爭(zhēng)取做到融會(huì)貫通，只有這樣才能最大限度地發(fā)揮所學(xué)知識(shí)的優(yōu)點(diǎn)，提高效率，節(jié)省時(shí)間，更熟練地完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。 7 參考文獻(xiàn) [1] 于大國(guó).機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)與機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)教程.國(guó)防工業(yè)出版社.2011.. [2] 王寶璽.賈慶祥.汽車制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社.2007. [3] 艾興.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2000. [4] 楊沿平.機(jī)械精度設(shè)計(jì)及檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)【M】.機(jī)械工業(yè)出版社.2012.9. [5] 蒲良貴.陳國(guó)定.吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）.北京高等教育出版社. [6] 朱耀翔.蒲林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社.2009. [7] 楊華.機(jī)械原理.湖南大學(xué)出版社.