工科拨叉夹具设计说明书

共1页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录序言一、零件分析（一）零件的作用………………………………2（二）零件的工艺分析…………………………2二、工艺规程设计（一）计算生产纲领，确定生产类型…………4（二）选择毛坯…………………………………4（三）制定工艺过程……………………………4三、确立切削用量及基本工时…………………9四、夹具的设计（一）问题的提出………………………………26（二）夹具设计…………………………………26五、总结…………………………………………29参考文献…………………………………………30共31页第1页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊序言夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占着极其重要的位置。夹具结构设计在加深课程基本理论的理解工程实际问题能力的培养发面发挥着极其重要的作用。因此，选择拨叉的夹具设计能很好的综合的考查我们大学三年来所学的知识。本次所选拨叉的工艺分析及夹具设计内容主要包括：拨叉工艺路线的确定，夹具方案的优选，装配图、零件图的绘制以及设计说明书的编写等。夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产效率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有其重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。本次设计的CA6140车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换挡，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20mm孔与操纵机构相连，而下方的50mm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。两零件铸为一体，加工时分开。共31页第2页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊一、零件分析（一）零件的作用拨叉零件主要用在操纵机构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。CA6140车床的拨叉，位于机床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔与操纵机构相连，而下方50的半圆孔则是用于与所控制的齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速。通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。20的孔要求精度较。要进行精铰能达到粗糙度要求。该零件结构，对基准的选择要求高，零件材料选用灰口铸铁HT190。由于零件毛坯的几何特征，故将两个零件的毛坯铸为一体，加工后切断，直接获得两个零件。（二）零件的工艺分析CA6140车床拨叉结果比较简单，其主要加工的位置就是φ20021.00的孔及该孔的上、下端面，5050.025.0孔以及该孔的上、下端面，以及下端一个47°的斜凸台。以20为中心的加工表面：这一组加工表面包括20021.00的孔及该孔的上、下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端面有一个47°的斜凸台。这三个都没有过高的位置要求。以50为中心的加工表面：这一组加工表面包括5050.025.0的孔及该孔的上、下端面。以20为中心的加工表面和以50为中心的加工表面有一定的位置度要求，即5050.025.0的孔上下两个端面与20021.00的孔有垂直度要求。共31页第3页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。共31页第4页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊二、工艺规程设计（一）计算生产纲领，确定生产类型零件CA6140拨叉831008，该产品年产量为5000件，其设备品率为2%，机械加工的废品率为3%.N=nQ(1+a%+β%)=5000×1(1+2%+3%)=5250（件）零件生产年产量为5250件，该产品属于轻型机械，生产类型为中批量生产。（二）选择毛坯零件材料为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，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。（三）制定工艺过程1.基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：以零件的小头上端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。（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。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面、内孔、槽及小孔等，材料为HT200。参考有关资料，其加工方法选择如下：（1）Φ20孔上、下端面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79共31页第5页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra3.2m,需进行粗铣和精铣。（2）Φ50孔上端面：公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2m，粗车即可达到。（3）Φ50孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2m，毛坯孔已铸出，需粗车和精车。（4）Φ20孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6m，需钻、扩、铰、精铰。（5）Φ8锥孔：公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6m，需钻、扩、铰、精铰。（6）47斜肩：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为Ra12.5m,需进行粗铣。（7）M6螺纹孔：需钻孔后攻螺纹。3.制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以为，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序一粗铣、精铣φ20孔上端面。工序二钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。工序三粗铣、精铣φ50孔上端面工序四粗铣、精铣φ50、φ20孔下端面。工序五切断。工序六钻φ8孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻一个φ4孔，攻M6螺纹。工序八铣47°凸台。工序九检查。共31页第6页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。2.工艺路线方案二工序一粗铣、精铣φ20孔上端面。工序二粗铣、精铣φ20孔下端面。工序三钻、扩、铰、精铰φ20孔。工序四钻、扩、铰、精铰φ50孔。工序五粗铣、精铣φ50孔上端面工序六粗铣、精铣φ50孔下端面。工序七切断。工序八钻φ8孔（装配时钻铰锥孔）。工序九钻一个φ4孔，攻M6螺纹。工序十铣47°凸台。工序十一检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。3.工艺路线方案工序一粗铣、精铣φ50、φ20孔下端面。工序二粗铣、精铣φ50孔上端面。工序三钻、扩、铰、精铰φ50孔。工序四粗铣、精铣φ20孔上端面。工序五钻、扩、铰、精铰φ20孔。工序六钻φ8孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻φ4孔并攻M6螺纹。工序八铣47°凸台。工序九切断。工序十检查。工艺路线方案三相对于工艺路线方案一和方案二少了几步，最后切断，这样两个工件同时加工，节省了时间也提高了生产率。因此选定方案三为最优方案。4．确定铸件加工余量及形状：共31页第7页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：(1)圆柱表面工序尺寸：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：表一圆柱表面工序尺寸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工序余量最小最大φ50IT7铸件10.0CT120.25040粗铣8.0IT120.250486.33.884.13半精铣2.0IT100.500.25503.21.01.25φ20IT7钻18IT11110.001817.8918扩1.8IT10084.008.196.30.8450.942粗铰0.14IT8033.0094.193.20.0280.0865精铰0.06IT7021.00201.60.0140.04(2)平面工序尺寸：共31页第8页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表二平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件7.0CT123.502粗铣φ50孔上端面1.013.5IT1200.2503粗铣φ20孔下端面2.534.5IT1200.251.57.7503精铣φ20孔下端面1.033.5IT80033.00.751.28304粗铣φ20孔上端面2.531IT1200.251.57.7504精铣φ20孔上端面1.030.0IT80033.00.751.283三、确立切削用量及基本工时共31页第9页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊工序一以Φ32外圆为粗基准，粗铣、半精铣Φ20孔及Φ50孔下端面。(1)粗铣底平面以Φ32外圆为粗基准，粗铣20孔及50孔下端面①加工条件工件材料：HT200,σb=0.18GPa,HB=240,铸件；工件尺寸：L=176mm，max72eamm。机床：X5120立式铣床。刀具：YG6硬质合金钢端铣刀。铣削宽度60ea,深度6pa,齿数z=12,齿数z=12,故据《机械加工工艺手册》表9.2-25，取刀具直径do=125mm。根据9.2-27，选择刀具前角0＝＋5°后角0＝8°，副后角0'=10°，刃倾角s=－15°,主偏角rK=60°,过渡刃/2rrKK=30°,副刃'rK=5°。②切削用量a.确定铣削深度pa：因为切削量较小，故可以选择pa=2.5mm，一次走刀即可完成。b.由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用对称端铣，以提高加工效率。根据《简明机械加工工艺手册》使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床的功率为1.5KW（立铣5120）故每齿进给量fa=0.1~0.2mm/z，由于是对称铣，选择fa=0.2mm/z。c.确定刀具的寿命及磨钝标准：根据《金属切削手册》表2.7-76，铣刀刀齿后刀面最大磨损为1.5mm。由于铣刀直径0d=125mm，查得刀具使用寿命T=180min。d.计算切削速度和每分钟的进给量：按《简明机械加工工艺手册》，表2-77，0d=125mm，z=12，pa≤7.5，各修正系数vk=1.0，avk=0.8，vq=0.2，rC=203，pa=2.5，vx=0.15，fa=0.2，vy=0.35，wa=72，vu=0.2,vp=0,T=180min.共31页第10页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊vovcvpvmpvzvevCdqVKTaXfyauZ，算得cV＝79.3mm/s，n=120r/min288/ffVanzmmse.校验机床功率查《金属切削手册》ccP=1.1kw,而机床所能提供功率为cmccPP，故校验合格。③计算基本工时/mftLV=(176+16)/288=0.6