拔叉设计说明书

沈阳城市学院《机械制造技术》拨叉CA6140设计说明书学院：机械电子工程学院班级：11级机自4班姓名：黄维乐学号：111001428时间：2014.6.30-7.18课程设计任务书学院机电学院班级11机自4班姓名地点D301起止日期2014.6.30-7.18设计题目：拨叉CA6140设计设计任务：所要完成的任务如下1根据所给的零件草图，画出零件工作图。2完成拨叉工件的专用夹具总装配工作图。3完成专用夹具部分零件工作图。4编写设计计算说明书。5总工作量要求：总图量为：1#2#3#4#图纸各1张；设计计算说明书沈阳城市学院2机械制造技术课设成绩评定表项目分值出勤情况10缺勤一次扣2分；迟到、早退以及各项违纪行为，一次扣1分。（注：此项分数若为0分，则该生课设总成绩为不及格）学习态度10学习态度认真，遵守纪律质疑答辩第一次10零件分析准确完整，毛坯选择合理，问题回答全部正确（10分）零件分析正确、毛坯选择合理度、问题回答正确率在80%以上（9-6分）零件的精度分析正确度、毛坯选择合理度、问题回答正确率在60%以上（5-3分）第二次10工艺、刀具设计合理，问题回答全部正确（10分）；1-5处不合理、问题回答正确率80%以上（9-8分）；6-10处不合理、问题回答正确率60%以上（7-5分）第三次10夹具设计合理，问题回答全部正确（10分）；1-5处不合理、问题回答正确率80%以上（9-8分）；6-10处不合理、问题回答正确率60%以上（7-5分）答辩20答辩说明书质量30内容完整（5分），结构设计合理（5分），计算准确（5分），结论准确（5分），撰写规范工整（5分），排版准确（5分）总分注：最终成绩按5级计分教师签字：年月日沈阳城市学院3目录第1章课程设计目的...........................................4第2章工艺规程的设计........................................52.1确定毛坯的制造形式.....................................62.2基面的选择.............................错误!未定义书签。2.3制订工艺路线...........................................72.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.................92.5确定切削用量及基本工时................................10第3章夹具的设计..........................................133.1夹具的选择............................................143.2定位方案的设计........................................143.2.1夹具的设计思想........................................143.2.2工件在夹具中的定位与夹紧.............................143.3夹具体的设计..........................................143.3.1定位基准的选择........................................143.3.2定位误差的分析........................................153.4导向元件的设计........................................153.5夹紧元件的设计........................................153.6夹具操作的简要说明....................................16结论......................................................17致谢....................................................18参考文献....................................................19沈阳城市学院4第1章课程设计目的通过设计能获得综合运用过去的全部课程进行机械制造工艺及结构设计的基本能力，为走上工作岗位进行一次综合训练和准备。它要求同学们综合运用课程的理论和实践知识，进行零件和机床夹具设计。其目的是：（1）培养学生综合运用机械制造工程原理及专业课的理论知识，总合生产学习中的实践知识，独立的分析和解决机械加工工艺问题，初步具有设计能力。（2）培养学生熟悉运用有关手册、图表、规范的能力。（3）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术资料。（4）培养学生独立思考和独立工作的能力。机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：1保证加工精度机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。2提高生产效率机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。3减少劳动强度采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。4扩大机床的工艺范围利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。沈阳城市学院5第2章工艺规程的设计2.1分析零件图图1沈阳城市学院62.2确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，由于年生产量为2000件，已经达到了中批量生产，并且材料可铸。因此从提高生产率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械砂型”铸造的方法制造毛坯。图22.3基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。所以选择右端R20的端面，上顶端40×80的面和右侧75×80的面为粗基准。（2）精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。精基准选择为花键孔和72×40的端面，在加工中采用专用夹具夹持。沈阳城市学院72.4制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一：工序1：粗铣铣左端面；工序2：粗铣上表面80×10；工序3：粗铣18×35槽；工序4：精铣左端面；工序5：钻Ø20花键底孔；工序6：扩Ø22花键孔；工序7：精铣上表面80×10；工序8：精铣18×35槽；工序9：锪A、B两端2×15°倒角；工序10：拉削Ø25花键孔；工序11：钻螺纹孔,攻螺纹至M8工序12：钻锥孔；工序13：去毛刺；工序14：终检。2.工艺路线方案二：工序1：粗铣铣左端面；工序2：粗铣上表面80×10；工序3：粗铣18×35槽；工序4：钻Ø20花键底孔；工序5：精铣左端面；工序6：扩Ø22花键孔；工序7：拉削Ø25花键孔；工序8：精铣上表面80×10；沈阳城市学院8工序9：精铣18×35槽；工序10：锪A、B两端2×15°倒角；工序11：钻螺纹孔,攻螺纹至M8工序12：钻锥孔；工序13：去毛刺；工序14：终检。上述两方案中，区别在于工艺路线方案一把拉花键放在靠后的工序而工艺路线方案二把锪倒角放在了靠后的工序。工艺路线一中是在完成前面5道工序后，所以花键底孔及右端面上一点，及端面8×10上两点为定位基准加工花键孔，能较好的保证花键孔的位置尺寸精度；而在工艺路线方案二中，在工序Ⅰ、Ⅱ完成后就开始以花键底孔、A端面一点及端面80×10上两点为定位基准拉花键孔，这样重复采用了粗基准定位，不能保证花键孔与18×35槽的位置精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废；而且在方案一中锪倒角工序在拉削花键孔工序之前完成，防止了在方案二中锪倒角时使花键由于切削冲击力而产生变形的可能！通过对以上两种工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为拔叉的加工工艺路线。工艺路线方案工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣左端面立式铣床YG硬质合金端铣刀游标卡尺2粗铣上端80×10的面立式铣床YG硬质合金端铣刀游标卡尺3粗铣18×35的槽立式铣床Ф16锥柄键槽铣刀游标卡尺4精铣左端面立式铣床YG硬质合金端铣刀游标卡尺5钻孔Ф20的底孔立式钻床Ф20高速钢锥柄麻花钻游标卡尺沈阳城市学院96扩孔Ф22立式钻床Ф22高速钢锥柄麻花钻游标卡尺7精铣上端80×10的端面立式铣床YG硬质合金端铣刀游标卡尺8精铣18×35的槽立式铣床Ф16的立铣刀游标卡尺9锪钻两端2×15°的倒角立式钻床Ф40mm150°直柄锥面锪钻10拉Ф25花键孔卧式拉床矩形花键拉刀游标卡尺13钻螺纹孔,攻螺纹至2×M8立式钻床Ф7的钻头，丝锥千分尺14钻锥孔立式钻床Ф4的钻头，Ф5的锥刃钻头游标卡尺13去毛刺钳工台平锉14终检塞规、卡尺、百分表等2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为HT200，净重量为0.84千克，生产类型为中批量生产，可以采用“金属模机械砂型”铸造的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差为CT8,可以从《机械制造设计工艺简明手册》得到CT8=1.6mm。相应计算如下：最大极限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm最小极限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm75×40的端面的精加工余量为1mm，粗加工余量2.5-1=1.5m沈阳城市学院102.6确定切削用量及基本工时工序1：铣75×40的端面至符合要求。工步1：粗铣背吃刀量为1pa=2.5-1.0=1.5mm。进给量的确定：机床的功率5~10Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件，按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为zf=0.2mm/z。铣削速度：参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min基本时间t:根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角rk=90°）的基本时间计算公式:t=(21lll)/mzf。其中，l=75mm，2l=1~3mm，取2l=2mm，ea=40mm。则有：1l=0.5（d-22ead）+(1~3)=0.5(80-224080)+2=7.36mm。mzf=f×n=zf×z×n=0.2×10×160=320mm/mint=(21lll)/mzf=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s工步2：精铣背吃刀量的确定：1pa=1mm.进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表3.3，按表面粗糙度为aR=3.2μm的条件选取，该工序的每转进给量f=0.8mm/r。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d/z=80/10，zf=0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为：v=57.6mm/min。由公式