CA6140車床撥叉831003夾具設(shè)計說明書

1、標(biāo)準(zhǔn)文檔課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 :設(shè)計“ CA6140車床拔叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（大批生產(chǎn)）設(shè) 計 者 XXX 指導(dǎo)教師 XXX通過所學(xué)的專業(yè)課知識（ 公差與配合、工程材料、機械原理、機械 設(shè)計制造、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 等）和金工實習(xí)使我們對機械設(shè)計制造有了一 定的感性和理性認識。這次機床工藝及夾具設(shè)計讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以復(fù) 習(xí)、鞏固和應(yīng)用。 是理論和實踐相結(jié)合的有效手段。 不僅為大四的畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn) 備，而且為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計中， 我們主要設(shè)計 C6140撥叉的夾具。在設(shè)計中閱讀大量的參考 資料并且得到老師的指導(dǎo)由于能力有限在設(shè)計中難免有不足之處，懇請各位

2、老 師、同學(xué)批評指正。、零件的分析（一）零件的作用題目給定的零件是 C6140撥叉（見附圖 1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要 其換擋作用。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達到要求的 主軸轉(zhuǎn)速。寬度為 30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果 撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時。 滑移齒輪就達不到很 高的定位精度， 這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進行正確有效的嚙合。 從 而影響整個傳動系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為 30mm的面和槽之間要達到很高的 配合精度。（二）零件的工藝分析CA6140撥叉共有兩組加工表面：1 、這一組加工表面包括 :A 端面和

3、軸線與 A端面相垂直的 花鍵底孔2 、這一組加工表面包括 : 六個方齒花鍵孔， 及 25mm花鍵底孔兩端的 2 ×75°倒角。對于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計一）確定毛坯的制造形式此次所設(shè)計的撥叉材料為 HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該 零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷， 能夠滿足使用要求。 因為生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量 生產(chǎn)。因為零件形狀簡單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小， 可不鑄出。毛坯零件圖見附圖 2。（二）基準(zhǔn)面的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于撥動滑移齒輪的右端面。 所以以 40

4、 的外圓表面為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇：為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件 的左端面為精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線 工藝路線方案一：工序一：鑄造毛坯； 工序二：粗、半精銑左端面 C面， 工序三：鉆孔并擴花鍵底孔 22 并锪 2×75°倒角； 工序四：拉花鍵 25H7 工序五：粗、半精銑底面 D面； 工序六：鉆配作孔、螺紋孔；工序七：粗、半精銑槽； 工序八：去毛刺； 工序九：終檢，入庫。工藝路線方案二：工序一：鑄造毛坯； 工序二：粗、半精銑左端面 C 面， 工序三：終檢，入庫。工序四：拉花鍵 25H7 工序五：粗銑底面 D 面及 18H11槽； 工序六：半精銑底面

5、 D 面及 18H11槽； 工序七：鉆配作孔、螺紋孔；工序八：去毛刺； 工序九：鉆孔并擴花鍵底孔 22 并锪 2×75°倒角； 比較兩種工序加工方案，考慮到加工過程中粗精銑同一面可用同一夾具和 刀具，為了減少換夾具及刀具的時間， 縮短加工工時提高加工效率， 故采用第一 種加工方案。（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：C6140 撥叉材料為 HT200毛坯質(zhì)量為 0.84kg ， b=220MPa，HBS=157。 根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量， 工序尺寸以及毛坯尺寸。根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長 40mm，寬為 80mm，高為 7

6、5mm，故零件最 大輪廓尺寸為 80mm。選取公差等級 CT由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南中表 5-1 可查得 毛坯件的公差等級為 810級，取為 10 級。求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級 CT，由機械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南中表 5-3 可查得尺寸公差為 CT=3.2mm求機械加工余量由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表 5-5 查得機械 加工余量等級范圍為 DF，取為 E 級求 RAM（要求的機械加工余量）對所有的加工表面取同一數(shù)值，由機 械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表 5-4 查得最大輪廓尺寸為 80mm、機械加工余 量為 E 級，得 RAM數(shù)值為 0.7mm。求毛坯尺寸

7、 2-M8 通孔和 5 錐孔較小鑄成實心； C、面單側(cè)加工， 應(yīng)由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南式 5-2 求出，即：R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mmD 面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南式 5-1 求 出，即：R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 為了簡化鑄件的形狀取 R 75mm鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表：項目C面D面公差等級 CT1010加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差3.23.2機械加工余量等級EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C 面的單邊總加工余量為 Z2.3mm。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課

8、程設(shè)計指 南表 5-49 精加工余量故粗加工余量為 Z1.3m2、D面精加工余量同 C 面 Z 1mm故 D 面粗加工余量 Z 2mm3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)空尺寸為 22H12 。由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表 5-42 卻定孔 的加工余量分配：鉆孔： 20mm擴孔： 22mm拉花鍵孔 (6- 25H7* 22 H 12 *6H9)4、銑 18H11槽由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南表 5-41 查得粗銑后半精銑寬度余量 Z 3mm粗銑后公差為 +0.18+0.27 半精銑后公差為 +0.11 （IT11） 五）確定切削用量及基本工時工序一：鑄造毛坯 工序二：粗、半精銑

9、左端面 75×40 面即 C面。一、 粗銑面 75×40 面1、背吃刀量的確定 因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故 a10=z=1.3mm。2、進給量的確定。 選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為 YG6銑刀直徑為 8mm齒數(shù)為 10，選用 X5032，立式升降臺銑床， 功率為 7.5KW。由實用機械加工工藝手冊 表 1192可查得每齒進給量 f z 0.14 0.24mm取 f z0.2mm/z3、銑削速度的確定。 由實用機械加工工藝手冊表 11-94 可查得灰鑄鐵的硬度為 150 225HBS，查得 Vc=6010m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n1000Vc/ D238.

10、8 437.9r/min 。Vff zZn477.6875.6r/mm。故取 n 300r/min ，VfLY Vf 75 12 480 0.18mim。480mm/min。 切削工時： 由切削用量簡明手冊表 3.26 可查得入切量及超切量 Y+ =12mm。 故t二、 精銑 75×40 面1、背吃刀量的確定 由實用機械加工工藝手冊 表 6-30 查得半精銑的銑削用量為 1mm， 即 ap 1mm。2、進給量的確定 選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由實用機械加工工藝手冊表 11-92 要求表面粗糙度為 3.2 查得每轉(zhuǎn)進給量為 0.5 1.0 故取 0.5mm/r3、銑削速度的確定 由

11、實用機械加工工藝手冊查得銑削速度為 60110m/min 則機床 主軸轉(zhuǎn)速 n1000Vc/ D=238.8437.9r/mim 取 n300r/min ，則 Vf 150mm/min。4、計算切削工時 由切削用量簡明手冊表 3.26 查得入切量和超切量 Y+ 12mm。 則LYVf80 121500.61mim工序三 鉆22花鍵底孔，擴花鍵底孔 22 倒 2×75o倒角1、 鉆20 的孔。1) 決定進給量由切削用量簡明手冊表 2.7 選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑 do 20mm。鑄鐵的硬度大于 200HBS查得進給量 f=0.430.53mm/r 由于 Yd 80/20 4查得修正系數(shù)

12、 Ktf 0.95 則 f0.410.50mm/r。 由切削用量簡明手冊表 2.8 可查得鉆頭強度允許的進給量為 f 1.75mm/r 。由切削用量簡明手冊表 2.9 可知機床進給機構(gòu)強度所允許的 鉆削進給量。選用 Z525 鉆床由表 2.35 查得進給機構(gòu)允許的最大抗力 Fmax8830N，do 20.5 ，查 f 0.93mm/s，故取 f 0.48 由切削用量 簡明手冊表 2.19 查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力 F5510N小于 Fmax，故可用。2) 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。由切削用量簡明手冊表 2.12 查的鉆頭后刀面最大磨損量取 0.6mm，壽命為 T=15mim。3) 確定切削速

13、度1000vdo1000* 183.14* 20286.6r/min由切削用量簡明手冊表 2.35 取 n272r/min 則實際切削速度VcDn1000272* 20* 3.141000 17.1 m/min4) 檢驗機床扭矩及功率由切削用量簡明手冊表 2.20 可查得 f 0.5 mm/r 時， Mc76.81Nm。當(dāng) nc 272r/min 時由切削用量簡明手冊表 2.35 可查得 Mm144.2Nm。由切削用量簡明手冊 表 2.23 查得 Pc1.1 kw。Pe2.6 ×0.81 7.76 kw。 因為 Mc Mm，Pc Pe，故所選切削用量可用。f 0.48mm/r ，nn

14、c 272r/min 。Vc17m/min。計算基本工時：mnf由切削用量簡明手冊表2.29 查得入切量與超切量分別為10mm和 10mm。故：Lmnf80 10272* 0.480.69 mim 。、擴 20 孔1、確定背吃刀量 由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為 2mm。2、確定進給量 由切削用量簡明手冊查的 f 0.6 0.7mm/r。根據(jù)機床說明書取 f 0.62mm/r3、計算切削速度V 1 1 Vn 1 1 *17.12 3 2 35.7 8.5 m/min由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為：82.5r/min根據(jù)機床說明書取 n140r/min ，則實際切削速度140 Vv9.67 m/min

15、10004 、計算切削工時由切削用量簡明手冊表 2.5 可查得 Kv3060，取 Kv45。由機械加工工藝手冊表 3.5.1 查得 tm L L1 L2 ，式中各參數(shù)：fnL=80mm， L11.707 2.107 ，取 L12mm。故t m 0.8min工序四 拉花鍵孔由機械加工工藝手冊表 4.1-42 拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件 材料鑄鐵的齒開量為 0.04 0.1mm，取齒開量為 0.06mm。拉削速度由 機械加工 工藝手冊表 4.1 65查得表面粗糙度要切 Ra1.25 2.5 ，拉削速度為 級的 花鍵拉削速度為Vc 4.5 3.5 m/min 取 Vc3 m/min拉削級別由

16、機械加工工藝手冊表 4.1 66 查得。 拉削加工工時t ZbL kt1000vfzz式中 Zb 為單面余量 Zb 25 22 1.5 mm2L 為拉削表明長度 L 80 mm 為拉削系數(shù)，取 1.2K 考慮機床返回行程系數(shù)取 k 1.4v 為拉削速度f z 為拉刀單面齒開量z 為拉刀同時工作齒數(shù) z L/PP為拉刀齒距 P ( 1.251.5 ) 80 1.35 80 12 mm 所以拉刀同時工作齒數(shù)為zL/P=80/12 7所以1.5*80*1.2*1.4t 1000* 3* 0.06* 7 0.16 min 工序五 粗、精銑 80×30 面 一、粗銑 80×30 面1

17、 、加工余量的確定ap由前面可知粗加工加工余量為 2 mm，加工余量較小故采用一次切削故 2 mm。2 、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊 表 2.1 20 選擇高速鋼立銑刀， 銑刀直徑為 16 mm 齒數(shù)為 3。由機械加工工藝手冊表 2.1 96 查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為 aw do/4 ，銑刀的銑削速度為 v 18.29m/min ，每齒進給量為 0.063 0.102 mm/z 則主軸轉(zhuǎn)速為n 1000v =358.3577.2 r/minnD取 n460r/min ，由此可得 Vf fzzn0.09 ×3×460124.2 mm/min3 、銑削加工工時的

18、計算2.1 94 可查得t式中Lw l1 l2ivf為次給次數(shù) i30由機械加工工藝手冊表l10.5do+（0.51.0）9 mml212 mm取l22 mm80 9 2124.2 5.86 min精銑 80×30 面1 、加工背吃刀量 ap 的確定 由前面可知道精銑的加工余量為 1 mm，故 ap1 mm2 、進給量的確定 由精銑加工工藝手冊表 2.1 72 查得高速鋼立銑刀直徑為 16 mm，選 用與粗銑時同一銑刀和機床。銑削寬度為 aw3 mm是的每齒進給量為 0.08 0.05 mm/z ，因為表精度要 求較高故 f z0.06 mm/z3 、切削用量的確定由機械加工工藝手冊

19、表 2.1 75 查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得后刀面最大磨 損限度為 0.2 0.25 mm。由機械加工工藝手冊表 2.1 76 限度壽命查得限度壽命 T=60min。由 機械加工工藝手冊表 2.1-92 查得 Vc22 m/min ，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速：n1000v437.9 r/min取 n 460 r/min 。則 Vf f z*z*n 0.06*3*460 =82.8 mm/min4 、計算銑削加工工時 由上面可知Lw l1 l21 2 i vf式中l(wèi)w、 l1、l2與上述所相同i 30/3 10 將各參數(shù)代入上式可得：80 9 282.8×10 11 min工序六 鉆兩 M8底孔及攻

20、螺紋1 、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為 7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削 用量簡明手冊表 2.7 查得進給量 f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊 表 2.83 和鉆頭允許的進給量確定進給量 f 0.86mm/r。由切削用量簡明手冊 表 2.9 機床進給機構(gòu)所允許的鉆削進給量查得 f 1.6mm/r。故由 Z525 型立式鉆 創(chuàng)說明書取 f 0.36mm/r 。2 、確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命由切削用量簡明手冊表2.12 查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.5 0.8 壽命為 T35min。3 、確定切削速度由切削用量簡明手冊表 2.15 查得切削速度為 V 18m/min。則主軸轉(zhuǎn) 速為

21、1000vn 818.9 r/min 。D由 Z525 鉆床說明書由就近原則取 n 680 r/min 。故實際切削速度為 v 14.9 m/min4 、校核機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表 2.20 查得FfCFdoZFyFkFMc CM dZMoyMKMPcMcVc30dCF =420, ZF =1yF 0.8 ， CM =0.206, Z M 2.0, yM =0.8Ff 420×72×0.36 0.8×11298.3 NMc0.206×72×0.360.8×14.5 NmPc 415* 14.9 0.32 KW30*7根據(jù)

22、 Z525機床說明書可知 Mm=42.2N m, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830N 由 于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機床的各個相應(yīng)的參數(shù)，故機床符合要求。5、計算鉆削加工工時由切削用量簡明手冊表 2.29 查得入切量和超切量 y 的值為 6 mm。故L y 10 6nf 0.36 * 6800.07 min因為表面存在倆加工孔故加工工時為 T=2t0.14 min 。二、攻 M8螺紋由機械加工工藝手冊 表 7.2-4 選用 M8細柄機用絲錐， 在普通鉆床上攻絲。由機械加工工藝手冊 表7.2-13 在普通鉆床上攻絲切削速度表查得 Vc11 12 m/min 。故鉆床主

23、軸的轉(zhuǎn)速為：我 n 1000Vc 437.9 477.7 r/minD由 Z525的說明書的參數(shù)可取 n392 r/min 。故實際切削速度為Vc 9.8 mm/min攻螺紋機動實際的計算ll11我 t m l1l11pnn1其中：l ：工件螺紋的長度 l 10 mm。l1 ：絲錐切削長度 l122 mm。 ：攻螺紋是的超切量 （ 23）P取 3n ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速 n 392 r/min 。n1 ：絲錐退出時的轉(zhuǎn)速 n1 680 r/min 。P: 螺距。工序七 銑 18H11的槽一、粗銑 18H11槽1、選擇與加工 80×30 平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。因為槽深為 35 mm

24、 故銑 18H11槽時底邊留有 5 mm的加工余量，精銑以達到圖 紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故 ap30 mm2 、切削用量的確定由機械加工工藝手冊表 2.1-96 查得切削速度為V 1829 m/min每齒進給量為 fz0.0630.102 mm/z 取 f z0.09 mm/z 。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為1000Vn =358.3 577.2 r/minD 根據(jù)機床說明書可取 n460 r/min 。則實際轉(zhuǎn)速為 V ff znz0.09 ×3×460124.2 mm/min3 、切削加工工時 由機械加工工藝手冊表 2.1-99 查得lw l1 l 2 iVfi 40 9 2

25、124.2 0.82 min 二、半精銑 18H11槽1 、選取與粗銑 18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量 ap 5 mm。2 、確定進給量 由機械加工工藝手冊 表 2.1-72 查得每齒進給量為 f z0.05 0.08 mm/z 取 f z0.06 mm/z 。由機械加工工藝手冊 表 2.1-75 查得后刀面最大磨損限度為 0.22 0.25 mm。由表 2.1-76 查得銑刀壽命為 T 60 min3 、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表 2.1-92 查得 V22 m/min ，則主軸轉(zhuǎn)速 1000Vn =437.9 r/minD根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為 n460 r/min 。則 Vf f znz 82.8 mm/min4 、計算切削工時 由機械加工工藝手冊表 2.1-99 查得lw