拨叉说明书

学号06120114成绩课程设计说明书系别机械与车辆工程专业机械制造及其自动化课程名称CA6140拨叉课程设计学号06120114姓名叶俊超指导教师栾兰任务名称设计时间2015年4月2日2015年7月3日目录一、零件的分析…………………………………………………21、零件的作用………………………………………………22、零件的工艺分析…………………………………………23、确定生产类型……………………………………………34、确定毛坯…………………………………………………4二、工艺规划设计……………………………………………61、选择定位基准……………………………………………62、制定工艺路线……………………………………………63、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定…………………7三、夹具设计………………………………………………91、问题的提出…………………………………………………92、夹具设计……………………………………………………93、定位误差分析………………………………………………9四、铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示………………10五、设计感言…………………………………………………12六、参考文献…………………………………………………13七、附录………………………………………………………13拨叉零件的工艺规程及夹具设计（一）、零件的分析一、零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，下方的φ55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。二、零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、小头孔0.021022以及与此孔相通的8的锥孔、8M螺纹孔2、大头半圆孔Ф5.00553、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面。大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。三、确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工具。四、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。2、确定铸件加工余量及形状：《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：表1表13、绘制铸件零件图：简图加工面代号基本尺寸加工余量说明D122mm1.6×2孔降一级双侧加工D255mm2.52孔降一级双侧加工T273mm2.2单侧加工T350mm2.22单侧加工T473mm5单侧加工（二）、选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图（一）选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，拨叉的强度和韧度要求较高，且需要耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等，所以毛坯选用铸件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型为大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属型铸造。毛坯的拔模斜度为5度。(一)毛坯尺寸公差与机械加工余量①、求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长160mm，宽73mm，高52.4mm，故最大轮廓尺寸为160mm。②、选取公差等级CT由表3-1，铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围8～10级，取为10级。③、求机械加工余量等级由表2-2，铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围D～F级，取为F级。表2-1大批量生产的毛坯铸件的公差等级表2-2毛坯铸件典型的机械加工余量等级④、求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，查表3-3，其中公差带相对于基本尺寸按对称分布。⑤、求RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由表3-4查最大轮廓尺寸为160mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm。表2-4铸件机械加工余量（RMA）/mm表2-3铸件尺寸公差/mm⑥、求毛坯基本尺寸拨叉上端面为单侧加工，毛坯基本尺寸由式（5-1）求出，即mmCTRMAFR4.52.2/4.22.1502/直径为22的孔属内腔加工，应由式（5-3）求出，即mmCTRMAFR8.182/4.22222/其余计算略毛坯尺寸公差与机械加工余量见表2-5。表2-5毛坯尺寸公差与机械加工余量项目公差等级CT加工面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量等级RMA毛坯基本尺寸拨叉上端面10503.2F252.4φ22孔10225.2F218.8拨叉前后工作面1073、555.1F270.6、52.6拨叉上下工作面10203.2F222．4（三）、工艺规程设计一、选择定位基准：1、粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。以工件底面为粗基准，加工下端面。2、精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。以底面为基准加工上端面作为精基准，再加工出φ22的孔作为精基准加工φ55的孔，并加工半圆工作面。拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸标准公差表面粗糙度Ra/um加工方法拨叉上端面IT123.2粗铣--半精铣φ22孔IT101.6钻孔—精铰上下工作面IT123.2粗铣--半精铣前后工作面IT146.3粗铣二、工序顺序的安排：机械加工工序（1）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（2）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——叉轴孔φ22孔以及拨叉脚φ55mm内圆面和端面，后加工次要表面——普通φ8孔，螺纹孔。三、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《指导手册》，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。四、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：1、平面加工工序尺寸：表32、圆柱表面工序尺寸：表4加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序余量最小最大55（D2）铸件2.4CT9500.56.3扩孔1.4IT1103.09.546.31.751.9粗铰0.18IT100.0460553.20.010.19精铰0.07IT7006.003.553.200.06`0.021022铸件3.2CT95.08.186.3扩孔3IT12021.0905.216.32.6952.905加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度()Ram工序余量最小最大铸件CT9粗铣两端小头孔两端面1mmIT10015.015.516.30.551.45精铣两端小头孔上端面0.8mmIT906.03.503.20.351.25粗铣中间孔两端面10mmIT12021.0105.226.33.794.21精铣中间孔上端面1mmIT100084.0042.213.20.8531.147精铣中间孔下端面1mmIT10028.007.203.20.7481.252粗铰0.14IT100084.0982.213.20.070.287精铰0.06IT700105.00105.221.60.00750.0285(三)夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本次设计选择的是工序17的铣断夹具，主要是针对工件进行切断,它将用于X51立式铣床。1、问题的提出本夹具是用来将工件按对称中心铣断,零件图中大小孔的中心距有公差要求,因此这两个小头孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心线为孔内表面的设计基准,有一定的垂直公差要求.该工序要求φ22孔中心线与φ55孔中心线有0.2mm的偏差，φ22孔的上端面和其自身的轴线有0.05mm的垂直度要求，φ55孔的上下端面和其自身的轴线有0.07mm的垂直度要求。故工件以φ22H7孔的中心线，以及φ55两端面为定位基准。夹具设计应首先满足这些要求，在保证较高的生产效率的前提下，还应考虑夹具体制造工艺性和生产经济性。加工过程中夹具的操作应方便，定位夹紧稳定可靠，并且夹具体应具有较好的刚性。2、夹具设计定位基准选择底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以底面为主要定位基准.工件以021.0022的中心线为定位基准，采用两面一轴实现完全定位。3、定位误差分析定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。对于夹具设计中采用的定位方案，只要可能产生的定位误差小于工件相应尺寸或位置公差的1/3—1/2，即可认为定位方案符合加工要求。零件图规定大孔与小孔的中心距为60mm.Ø55mm的孔两端面距离为20mm,采用自动夹紧夹具后,定位误差取决于两个定位销的制造误差，以及Ø55mm两端间的平行度误差。对于本次设计的夹具，需要保证的尺寸要求：保证两个小头孔中心轴线与Ø55mm距离均为60mm,保证Ø55mm两端面距离为20mm,且和小头孔中心轴线垂直。现在分析60mm尺寸要求。查《指导教程》得，定位销的配合公差为H7，其公差范为0~0.018mm；因此，两个定位销的总的位置误差范围为0~0.036mm,可见，其误差范围远小于0~-0.2mm。因此，选择公差为H7的定位销符合本设计的公差要求。现在分析Ø55mm的尺寸要求。在该工步中，由于定位基准是φ55mm孔的两端面，工序基准和定位基准重合，故基准不重和误差为0，且由于φ55mm圆柱小端面经过精铣，表面粗糙度达到Ra3.2mm，可见φ55mm圆孔两端面的平行度误差为很小，最大值为0.14，恰好在其尺寸限制范围内。综上所述，只要两个定位销符合国家标准，以及φ55mm孔两端面的加工精度得到保证，即可将误差限制在一定的范围内。4.铣床夹具装配图及夹具体零件图见图示4-1夹具装配图4-2夹具体零件图4-3对刀块（五）设计感言三个月的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.通过这次夹具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次夹具设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了所学的内容，学会如何怎样确定工艺方案，了解了夹具的基本结构，提高了计算能力，绘图