CA6140車床撥叉831007課程設(shè)計(jì)--機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱 ：機(jī)械課程設(shè)計(jì)作業(yè)題目 ：機(jī)械撥叉夾具設(shè)計(jì)專業(yè) ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級 ：10 機(jī)制 5 班姓名 ：學(xué)號 ：指導(dǎo)教師 ：2013 年 12 月 21 日山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1 目錄設(shè)計(jì)清單03 設(shè)計(jì)內(nèi)容03 原始資料03 一、零件分析04 （一）零件的作用04 （二）零件的工藝分析04 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)05 （一）確定毛坯制造形式05 （二）基面的選擇05 （三）制定工藝路線06 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定08 三、確定切削用量及基本工時(shí)10 四、夾具設(shè)計(jì)15 （一）任務(wù)的提出15 （二）定位方案及定位裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算15 （三）夾緊方案

2、及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算18 參考文獻(xiàn)21 設(shè)計(jì)清單：1、零件圖 1 張2、零件毛坯圖1 張3、機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1 套4、夾具設(shè)計(jì)1 套5、課程設(shè)計(jì)說明書1 套凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）畫零件圖（2）繪制毛坯圖（3）填寫機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（4）選擇夾具設(shè)計(jì)方案（5）繪制某一工序夾具草圖及零件圖（6）編寫課程設(shè)計(jì)說明書原始資料： 撥叉零件圖831007，生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000 件/ 年。山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書3 一、零件分析(一) . 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(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按工作者的要求工作，獲得所需

3、的速度和扭矩的作用。零件上方的22 孔語操作機(jī)構(gòu)相連，下方的55 半孔則是用于所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力波動(dòng)下方的齒輪變速。兩件鑄為一體，加工時(shí)分開。（二） .零件的工藝分析零件的材料為ht200 ，灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，和適合磨削，為此以下是撥叉需要加工表面以及加工表面之間的位置要求。需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小頭孔 22mm以及與此孔相通的 8mm的錐孔、 m8 螺紋孔；3.大頭半圓孔 55mm ；位置要求：小頭孔上端面與小頭空中心線的垂直度誤差為0.05mm ，打孔的上下斷面與小頭孔的中心線的垂直度誤差為0.07mm

4、 。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后依次作為粗基準(zhǔn)，采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可保證。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)4 （一） .確定毛坯的制造形式零件材料為ht200，考慮到零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件架構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選用鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級ct9 級，一直此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000 件/年，零件的質(zhì)量是1.0kg/ 個(gè)，科確定該批撥叉生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加

5、工過程工序劃分階段：工序適當(dāng)集中，加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。（二） .基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；娴倪x擇的正確與合理，可以是加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常經(jīng)行。1.粗基準(zhǔn)的選擇：一零件的底面位置要定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外援表面為輔助粗基準(zhǔn)。這樣可以達(dá)到限制五個(gè)自由度，再加上垂直的一個(gè)機(jī)械加緊，就可以達(dá)到完全定位。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，一粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔內(nèi)圓柱便面為輔

6、助精基準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)河工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門的計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三） .制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀。尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在聲場工齡一確認(rèn)為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能行機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1. 工藝路線方案一工序 1. 粗銑 40mm 孔兩頭的端面 . 工序 2. 鉆,鉸 22mm 孔至圖樣尺寸 . 工序 3. 粗鏜中間孔上端面至26mm, 周徑至 71mm;粗鏜中間孔下端面至 22mm; 工序 4. 精鏜中間孔上端面

7、至21mm, 周徑至 73+0.5 0mm; 精鏜中間孔下端面至20-0.07 -0.21mm.工序 5. 粗鏜 ,半精鏜 55mm 孔至圖樣尺寸 . 工序 6. 鉆 8 的錐銷孔到一半,然后與軸配做鉆通,在鉆 m8mm 的螺紋孔,攻螺紋孔 . 工序 7. 精銑兩頭孔端面至50mm 山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書5 工序 8. 銑斷 . 工序 9.去毛刺工序 10.終檢. 2 工藝路線方案二工序 1.粗銑 40mm 孔兩頭的端面 , 精銑 40mm 孔兩頭的端面至圖樣尺寸 . 工序 2.粗鏜 73mm 孔的上下端面工序 3.粗鏜 ,半精鏜 55mm 孔至圖樣尺寸 . 工序 4. 精鏜 73mm 孔

8、的上下端面至圖樣尺寸. 工序 5.鉆、鉸 22mm 孔至圖樣尺寸 . 工序 6.鉆 m8 螺紋孔 ,鉆 8 的錐銷孔到一半,攻螺紋孔 . 工序 7.銑斷保證圖樣尺寸. 工序 8.去毛刺工序 9.終檢 . 3.工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于: 方案一在加工三個(gè)面時(shí)都是用 22mm 孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個(gè)面的位置度要求，這樣也體現(xiàn)了基準(zhǔn)重合原則。方案二先加工完22mm 的孔有垂直度要求的前面在加工孔.而方案一恰恰相反,先加工完22mm 的孔 ,再以孔的中心軸線來定位,加工完與之有垂直度要求的三個(gè)方面.方案二的裝夾次數(shù)少 ,但在加工22mm 孔的時(shí)候 ,最多只

9、能保證一個(gè)面定位面與之的垂直度要求.其他兩個(gè)面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。其他的工序尤為平常簡單，不必具體討論，這樣比較得一下工藝方案：工序 1. 粗銑兩頭孔上端面至54.5mm 工序 2. 粗銑兩端孔下端面至51mm 工序 3. 鉆兩頭孔至20mm 工序 4. 精鉸兩端孔至22+0.021 0mm 工序 5. 精銑兩端孔上端面至50mm. 工序 6. 粗鏜中間孔下端面至26mm ，周徑至 71mm ，粗鏜中間孔上端面至 22mm 工序 7. 粗鏜中間孔直徑至53mm 工序 8. 精鏜中間孔下端面至21mm 周徑至 73+0.5 0mm ，精鏜中間孔上端面至20-0.07 -0.21m

10、m. 工序 9. 精鏜中間孔直徑至55+0.4 0mm 工序 10. 鉆直徑為 8mm 的錐銷孔工序 11. 鉆直徑為 6.8mm的螺紋底孔工序 12. 攻絲凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)6 工序 13. 銑斷工序 14. 去毛刺工序 15. 終檢(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定車床撥叉”零件材料為，毛坯重量為, 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（ 40mm 及 73mm 外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為在為鑄造即可。又因?yàn)樗鼈兪菍ΨQ的兩個(gè)零件最后還在需銑斷，故

11、對 40mm 的軸線的尺寸偏差為 1201.25 的范圍內(nèi)。2. 兩小孔 220.21 0mm 毛坯為實(shí)心，兩孔精度要求介于之間，參照切屑用量加工簡明手冊確定工序尺寸及余量：鉆孔： 20mm 20mm 鉸孔； 22+0.21 0mm 2mm 3. 中間孔（ 55mm及 73mm ）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝手冊和可知：孔的毛坯為 49mm ，73mm的孔是在 55mm 孔的基礎(chǔ)上鏜削加工得到，其軸向尺寸上下表面為33.5mm ，由于對軸向尺寸要求不高，科直接鑄造得到，參照切屑用量加工簡明手冊確定73mm 工序尺寸及余量：粗鏜： 71mm z1=6 mm z2=5mm 精鏜：

12、73mm z=1mm參照切屑用量加工簡明手冊確定55mm 工序尺寸及余量：粗鏜： 53mm 2z=4mm精鏜： 55mm z=1mm 4. 螺紋孔及錐銷孔兩孔都為實(shí)體參照切屑用量加工簡明手冊確定鉆8mm 圓柱銷孔及8mm 圓柱銷孔及螺紋攻絲。5. 銑斷6. 去毛刺7. 終檢三、確定切削用量及基本工時(shí)工序 1. 粗銑上端面至54.5mm 山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書7 (1) 計(jì)算切削用量：采 用 高 速 鋼 齒 三 面 刃 銑 刀d=45mm ， z=4 ， f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min, （文獻(xiàn) 4 表 13-5，文獻(xiàn) 1 表 8-98、8-99 ）則

13、ns=1000v/ d=1000*27/45=190 r/min (2) 選 x52k立式銑床 , 由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=190r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*45*190/1000=26.8 mm/min fm =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min 查機(jī)床說明書，選用fm=100mm/min 基本時(shí)間 tm=l+l1+l2/fm =0.45 min 其中 l1=3mm l2=2mm (3) 校驗(yàn)機(jī)床功率查簡明手冊 pcc=1.5kw, 而機(jī)床所能提供功率為 pcmpcc 。故校驗(yàn)合格。工序 2. 粗銑兩端孔下端面到51mm

14、 f=0.14-0.24mm/r , v=0.45m/s, d =45mm , z=4 （文獻(xiàn) 4 表 13-5 ，文獻(xiàn) 1 表 8-98 、8-99 ）選 x52k立式銑床 , 則 ns=1000v/ d=1000*27/45 =190r/min 取 n=190r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*45*190/1000=26.8mm/min fm =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min 基本時(shí)間 tm=l/fm =0.252 min 工序 3. 鉆兩端孔至 21.8mmf=0.39-0.47mm/r , v=18m/min, d

15、=21.8mm 。由于本零件在加工孔時(shí)屬于低剛度零件，故進(jìn)給量系數(shù)應(yīng)乘以0.75 ，則 f=（0.39-0.47 ）*0.75=0.29-0.35（mm/r） （文獻(xiàn) 1 表 8-72 、8-73 文獻(xiàn) 2凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)8 表 3.1-6 ）nw=1000v/ d=1000*18/21.8 =263 r/min 選 z535 立式鉆床 , 取 n=275 r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-14 、4.2-15 ）所以實(shí)際速度是v=*21.8*275/1000=18.8 mm/min 基本時(shí)間 t =l+l1+l2/fm =0.84 min tm=2t=1.68 min l

16、1=8mm l2=0mm 工序 4. 精鉸兩端孔至22+0.021 0mm 查機(jī)床說明書選取，f=0.57mm/r d=22mm ae=1mm （文獻(xiàn)1 表8.2.3.3文獻(xiàn) 2 表 3.1-17 ）nw=1000v/ d=1000*5/(22 )=51.6 r/min 選 z535 立式機(jī)床 , 取 n=68r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-14 、4.2-15 ）所以實(shí)際鉆削速度是v=22*68/1000=4.7mm/min t=(l+l1+l2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min 工序 5. 精銑兩頭孔上端面至50mm f=0.1 mm/r, v=1m/s, d

17、 =45mm, z=4（ （文獻(xiàn)4 表 13-5 ，文獻(xiàn) 1表 8-98 、8-99）選 x52k立式銑床 , 則 nw=1000v/ d=1000*60/45 =424.6 r/min 取 n=475 r/min（文獻(xiàn) 2 表 4.2-35 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=（ *45*475 ）/1000=67.12mm/min fm =f*n*z=0.1*4*475=190 mm/min 基本時(shí)間 tm=l/fm =0.24 min 工序 6. (1)粗銑中間孔上端面至23mm 周徑至 71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, d =50mm , z=10（文獻(xiàn)4 表 13

18、-5 ，文獻(xiàn) 1表 8-98 、8-99）山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書9 則 nw=1000v/ d=1000*60/80=382.116 r/min (2) 選 x52k立式銑床 , 由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本時(shí)間 t總=l/f=0.76min (2)粗銑中間孔下端面至22mm 周徑至 71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, d =45mm , z=4（文獻(xiàn) 4 表 13-5 ，文獻(xiàn) 1

19、 表8-98 、8-99 ）則 nw=1000v/ d=1000*60/80=382.116 r/min (2) 選 x52k立式銑床 , 由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本時(shí)間 t總=l/f=0.76min 工序 7.(1) 精銑中間孔下端面至25mm 周徑至 73+0.5 0mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, d =50mm , z=10（文獻(xiàn)4 表 13-5 ，文獻(xiàn) 1表 8-98 、8-

20、99）則 nw=1000v/ d=1000*60/80=382.116 r/min 選 x52k立式銑床 , 由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/min 凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)1 0fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本時(shí)間 t總=l/f=0.78min (2) 精銑中間孔下端面至20-0.07 -0.21mm周徑至 73+0.5 0mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, d =50mm , z=10（文獻(xiàn)4 表 13-5 ，文獻(xiàn) 1

21、表 8-98 、8-99）則 nw=1000v/ d=1000*60/80=382.116 r/min (2) 選 x52k立式銑床 , 由其參數(shù)校驗(yàn)得取 n=375r/min （文獻(xiàn) 2 表 2.2.1 、4.2-36 ）所以實(shí)際銑削速度是v=*80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本時(shí)間 t總=l/f=0.78min 工序 8. 粗鏜中間孔中間段周徑至53mm f=0.5mm/r , v=100m/min（文獻(xiàn) 1 表 8-87 ）nw=1000v/ d=1000*100/53 =600 r/min 選t740 臥

22、 式 鏜床 , 由 于t740 主軸 轉(zhuǎn) 速 為無 級 變 速 ，所 以 取n=600r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-19 、4.2-20 ）所以實(shí)際速度是v = *53*600/1000=99.9 mm/min 基本時(shí)間 t=l/(f*n)= 28/(0.5*400)=0.14 min 工序 9. 精鏜中間孔直徑至55+0.4 0mmap=1mm, f=0.2 mm/r, v=100m/min, （文獻(xiàn) 1 表 8-88）則 nw=1000v/ d=1000*60/(55 )=347.42 r/min 選 t740 臥式鏜床 , 取 n=347 r/min（文獻(xiàn) 2 表 4.2-19 、

23、4.2-20 ）所以實(shí)際鏜削速度是v=*55*347/1000=60 mm/min 山西大同大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1 1t=(l+l1+l2)/(f*n)=0.40 min 工序 10. 鉆 m8錐銷孔f=0.5mm/r v=0.1m/s （文獻(xiàn) 1 表 8-70 、8-72 ）nw=1000v/ d =(1000*6)/(8)=238 r/min 選 z535 立式鉆床 , 取 n=195r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-14 、4.2-15 ）所以實(shí)際鉆削速度是v=*8*195/1000=4.9 mm/min t=(l+l1+l2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195）=0.

24、4min 工序 11. 鉆 m8螺紋孔刀具： 7.5mm 麻花鉆f=1 mm/r v=0.1m/s（文獻(xiàn) 1 表 8-70 、8-72）則 nw=1000v/ d=(1000*6)/(7.5)=255 r/min 選 z535 立式鉆床 , 取 n=195 r/min（文獻(xiàn) 2 表 4.2-14 、4.2-15 ）所以實(shí)際鉆削速度是v=*7.5*195/1000=4.6mm/min t=l/(f*n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min 工序 12. 攻絲ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min （文獻(xiàn) 3 表 1-172 ）則 nw=1000v/ d=(1000*

25、6)/( 8)=238.9 r/min 選 z535 搖臂鉆床 , 取 n=195 r/min（文獻(xiàn) 2 表 4.2-14 、4.2-15 ）所以實(shí)際鉆削速度是v=（ *8*195 ）/1000=4.9 mm/min t=l/(f*n)=14/(1.25*195)=0.057 min 工序 13. 銑斷f=400 mm/z z=4個(gè) v=0.1m/s （文獻(xiàn) 4 表 13-5、13-9 ）nw=1000v/ d=1000*0.1*60/(45)=42.46 r/min 選 x52k立式銑床 , 取 n=30r/min （文獻(xiàn) 2 表 4.2-35 、4.2-36 ）所以實(shí)際鉆削速度是v=45*30/1000=4.23 mm/min 凌金鋒撥叉 831007 夾具設(shè)計(jì)1 2t=(l+l1+l2)/(fn)=（73+2)/400=0.18 min 工序 14. 去毛刺工序 15. 終檢四、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證