CA6140车床拨叉夹具设计

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床拨叉（型号831002）”零件的机械加工工艺规程及工艺设备（大批量生产）设计者：黄进扬学号： ************指导教师：***华南农业大学工程学院2009年6月机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“CA6140车床拨叉（型号831002）”零件的机械加工工艺规程及工艺设备（大批量生产）内容：1.机械加工工艺路线设计卡 1份2.机械加工工艺过程卡 1份3.机械加工工序卡 1份4.夹具总装图和主要零件图 1套5.课程设计说明书 1份设计者：黄进扬班级： 06级机制1班指导教师：郑丁科2009年6月目录序言 (3)一、零件的分析 (3)（一）零件的作用 (3)（二）零件的工艺分析 (3)二、工艺规程设计 (4)(一)确定毛坯的制造形式 (4)（二）基面的选择 (4)（1）粗基准的选择 (4)（2）精基准的选择 (5)（三）制定工艺路线 (5)（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (6)（五）确立切削用量及基本工时 (7)三、夹具设计 (16)（一）问题的提出 (16)（二）夹具设计 (16)1.定位基准的选择 (16)2.切削力和夹紧力计算 (16)3.定位误差分析 (18)4.夹具设计及操作的简要说明 (18)参考文献 (18)序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。

因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有的不足之处恳请老师给予指教。

一、零件的分析（一）零件的作用题目所给定的零件是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φ25孔与操纵机构相连，下方的φ60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。

（二）零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求，分述如下：1.以φ25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔和φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

2.以φ60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60H12的孔和φ60H12的两个端面。

其中主要是φ60H12的孔。

3.铣16H11mm的槽这一组加工表面包括：16H11mm 槽的端面、底面和槽两侧面。

4.以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔和长32mm 的端面。

其中主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这些加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm ；（2）16H11mm 的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm 。

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。

二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为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，故选择铸件毛坯。

又由于零件为大批量生产，从提高生产率、保证加工精度上考虑，也应该是这样。

（二）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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，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。

依据这个基准选择原则，现选取φ25021.00 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V 形块支承这两个φ42作主要定位面，限制4个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。

（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

（三）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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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。

由本零件的几何形状、尺寸精度、位置精度以及加工步骤要求，（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉（831002）”，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.8kg，生产类型为大批量，铸造毛坯。

采用砂型手工造型，公差等级查《机械制造工艺设计简明手册》（简称《工艺手册》）表2.2-3为CT11～13。

依据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（φ42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。

2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）查《工艺手册》表2.2-5取MA为H级，再查2.2-4取φ25，φ60端面长度余量均为3.5（均为双边加工），铣削加工余量为：粗铣 2.5mm精铣 1mm3.内孔（φ60已铸成φ50的孔，φ25的孔也已铸出φ15的孔）查《工艺手册》表2.3-8，为了节省材料，取φ60孔为已铸成孔长度余量为10mm，即铸成孔半径为50mm。

工序尺寸加工余量：钻孔 5mm镗孔 4.5mm铰孔 0.4mm精铰 0.1mm同理，零件φ25的孔也已铸出φ15的孔。

工序尺寸加工余量：钻孔 8mm扩孔 1.8mm粗铰 0.14mm精铰 0.06mm4.槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线48mm的距离，余量为3mm。

工序尺寸加工余量：粗铣端面 2mm精铣 1mm5.螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm。

工序尺寸加工余量：粗铣顶面 3mm精铣 1mm6. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

（五）确立切削用量及基本工时工序一 以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔上下端面。

1. 加工条件工件材料：HT200, GPa b 16.0=σ，210~190=HB ,铸造。

加工要求：粗铣φ25孔上下端面。

机床： X53K 立式铣床。

刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。

根据《切削用量简明手册》（简称《切削手册》）表 3.1有铣削宽度mm a e 60≤,深度mm a p 4≤,齿数10=z ,刀具直径mm d 80= 。

再由表3.2取刀具前角 0=γ,后角 8=a ，副后角 10='a ,刀齿斜角 15-=s λ,主刃60=r k ,过渡刃 30=εr k ,副刃 5='r k ,过渡刃宽mm b 5.1=ε。

2. 切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择mm a p 5.2=，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量机床功率为10kw ，查《切削手册》表3.5z mm f z /24.0~14.0=，由于是对称铣，现选量z mm f z /18.0=。

3）查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.8，寿命min 180=T 。

4）计算切削速度按《切削手册》表3.16，查得：min /97mm v c =， min /387r n =，min /433mm v f =。

再查表修正系数为95.0=Mv k ，75.0=Tv k ，0.1=tv k ，8.0=sv k ，0.1=krv k ，则m in /900.18.00.175.095.05.1585.158mm k v v c =⨯⨯⨯⨯⨯==5）计算基本工时 m in 81.118.03873690=⨯+==nf L t m 工序二 精铣φ25孔上下端面。

1. 加工条件工件材料：HT200, GPa b 16.0=σ，210~190=HB ,铸造。

加工要求：精铣φ25孔上下端面。

机床：X61W 卧式铣床。

刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。

根据《切削手册》表3.1有铣削宽度mm a e 60≤,深度mm a p 4≤,齿数10=z ,刀具直径mm d 80= 。

再由表 3.2取刀具前角 5=γ,后角 8=a ，副后角 8='a ,刀齿斜角 10-=s λ,主刃 60=r k ,过渡刃 30=εr k ,副刃 5='r k ,过渡刃宽mm b 1=ε。

2. 切削用量1） 铣削深度因为切削量较小，故可以选择mm a p 1=，一次走刀即可完成所需长度。

2） 每齿进给量机床功率为4kw ，查《切削手册》表3.5z mm f z /20.0~12.0=，由于是对称铣，选较小量z mm f z /13.0=。

3） 查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.8，寿命min 180=T 。

4）计算切削速度按《切削手册》表 3.16，查得：min /110mm v c =， min /439r n =，min /492mm v f =。

再查表修正系数为95.0=Mv k ，75.0=Tv k ，0.1=tv k ，8.0=sv k ，0.1=krv k ，则m in /630.18.00.175.095.0110110mm k v v c =⨯⨯⨯⨯⨯==5）计算基本工时 m in 67.013.04392182=⨯⨯+==nf L t m 工序三 以φ25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ25孔,使孔的精度达到IT7。

1. 选择钻床及钻头选择Z512钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻mm d 23= ， 钻头采用双头刃磨法。

2.选择切削用量（1）决定进给量由mm d 23= ,查《切削手册》表2.7有钻头r mm f /96.0~78.0= ，再查表2.9选择机床允许强度的进给量r mm f /8.1~056.0=，最终决定选择机床已有的进给量r mm f /48.0=。

（2）耐用度查《切削手册》表2.12： min 75=T（3）切削速度查《切削手册》表2.16： min /270mm n =3.计算工时min 71.048.027012801=⨯+==nf L t m 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。