CA6140車床撥叉831006的加工工藝及銑16槽專用夾具設計說明書

CA6140車床撥叉831006的加工工藝及銑16槽專用夾具設計說明書,CA6140,車床,831006,加工,工藝,16,專用,夾具,設計,說明書 12一、設計題目銑拔叉（CA6140）16mm槽銑床專用夾具設計二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張(2) 生產類型: 5000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張(4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張(4) 夾具裝配圖 1張(5) 夾具體零件圖 1張(6) 課程設計說明書(5000字左右) 1份四、進度安排(參考)(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天 (2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天(3) 工藝裝備設計(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天(4) 編寫說明書 3天(5) 準備及答辯 2天摘要本次課程設計的題目是CA6140車床上撥叉16mm槽專用銑床夾具設計，通過此次設計，使課本上學到的理論知識在這次課程設計中得到實踐，機械制造基礎課本上學到的知識，諸如，定位誤差的計算，機床類型的選擇，加工方式的選擇，夾具體設計應注意的問題等，在這次課程設計中都得到了應用，增加了自己理論聯系實際的能力:1運用所學基本理論知識，正確解決了工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進行必要的計算，根據題意設計出符合要求的低成本夾具。 2收集有關資料，掌握正確的夾具設計思想、方法和手段，學會了正確使用有關手冊及其它技術資料。 3分析研究結構工藝性問題，提高結構設計能力。 4進一步了解了有關機床、刀具和量具等的工裝知識。AbstractThe course design is the subject of a lathe CA6140 Bocha 16 mm slot for milling fixture design, through the design, so that school textbooks to the theoretical knowledge in this practice be in the curriculum design, machinery manufacturing base of knowledge to go to school textbooks, such as , Positioning errors, machine types of choice, the choice of processing methods, the folder should pay attention to the specific design issues, in the course design have been applied to increase its ability to integrate theory with practice: 1. By the use of basic theoretical knowledge, the correct solution in the processing of the workpiece positioning and clamping problem, a reasonable choice of programmes, carry out the necessary calculations, based on that design intended to meet the requirements of low-cost fixture. 2. To collect relevant information, have the right fixture design ideas, ways and means to learn the correct use of the manuals and other technical information. 3. Analysis of the structure of issues, enhance structural design capacity. 4. Learn more about machine tools, cutting tools and measuring tools, such as the tooling knowledge.目 錄1拔叉的工藝分析及生產類型的確定11.1拔叉的用途11.2拔叉的技術要求11.3審查工件的工藝性11.4確定拔叉的生產類型22確定毛坯，繪制毛坯簡圖22.1選擇毛坯22.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量22.3繪制拔叉鑄造毛坯簡圖33擬定拔叉工藝路線43.1定位基準的選擇43.1.1精基準的選擇43.1.2粗基準的選擇43.2表面加工方法的確定43.3加工階段的劃分53.4工序的集中與分散53.5工序順序的安排53.6確定工藝路線64加工余量、工序尺寸和公差的確定65切削用量、時間定額的計算75.1切削用量的計算75.1.1工序8粗銑槽底面和兩側面75.1.2工序9精銑槽底面和兩側面85.2時間定額的計算85.2.1基本時間的計算85.2.2輔助時間的計算95.2.3其他時間的計算95.2.4單件時間的計算96專用銑床夾具設計107課程設計體會111拔叉的工藝分析及生產類型的確定1.1拔叉的用途題目所給的零件是CA6140車床的拔叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的25孔與操縱機構相連，二上方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過下方的力撥動上方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。1.2拔叉的技術要求加工表面公差及精度等級拔叉腳兩側面120.12,IT123.20.1A拔叉腳兩端面134.50.2,IT96.3拔叉腳內表面550.4,IT123.2拔叉頭孔250.3,IT100.4拔叉頭圓柱側面35IT136.3拔叉下方端面230.3,IT123.2槽內側面160.12,IT123.20.08A槽底面8IT136.31.3審查工件的工藝性分析零件圖可知，拔叉一頭兩端面和另一頭叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；25孔的端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面（拔叉叉腳兩端面，叉腳55半孔內表面，25孔，槽的兩側面）外，其余加工表面加工精度較低，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達到，主要工作表面加工精度相對較高，但除25孔外其他的也可以在正常的生產條件下保質保量地加工出來。因此，該零件工藝性較好。1.4確定拔叉的生產類型 Q=5000件/年；結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得N=5000件/年X（1+3%）X（1+0.5%）=5175.8件/年拔叉重量為1.12kg，由查表1-3知，拔叉屬于輕型零件；由表1-4知，該拔叉的生產為大批生產。2確定毛坯，繪制毛坯簡圖2.1選擇毛坯該拔叉零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。毛坯拔模斜度為。2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量由表2-3和表2-4可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各因素。1. 公差等級由拔叉的功用和技術要求，用熔模鑄造，確定該零件公差等級為CT46。2. 鑄件重量已知機械加工后拔叉件的重量為1.12kg，由此初步估計機械加工前鑄件毛坯重量為2.0kg。3. 機械加工余量等級由以上確定用熔模鑄造，且材料為灰鑄鐵，確定機械加工余量等級范圍為（RMA）E。4. 零件表面粗糙度有零件圖可知，該拔叉加工表面除25孔粗糙度Ra為0.4m，其他表面粗糙度Ra均大于1.6m。根據上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列表2-2項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注孔徑550.40.36（0.18）表2-3，表2-4長度230.40.3（0.15）表2-3，表2-4厚度120.40.28（0.14）表2-3，表2-42.3繪制拔叉鑄造毛坯簡圖由表2-2所得結果，繪制毛坯簡圖如圖2-3所示。3擬定拔叉工藝路線3.1定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。3.1.1精基準的選擇根據該拔叉零件的技術要求和裝配要求，選擇拔叉叉腳左端面和叉軸孔25作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準進行加工，即遵循了“基準統一”原則。叉軸孔25mm的軸線是設計基準，選用其做精基準定位加工拔叉腳兩端面，圓柱斜側面和槽所在面23mm，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度。選用拔叉叉腳左端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”的原則，因為該拔叉在軸向的尺寸多以該端面作為設計基準。3.1.2粗基準的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊，毛刺或其他表面缺陷。因此選擇叉軸孔25mm的外圓面和拔叉頭右端面做粗基準。采用25mm外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用拔叉頭圓柱右端面做粗基準加工左端面，可以為后續工序準備好精基準3.2表面加工方法的確定根據拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工各表面的加工方法，如表3-2所示。加工表面公差及精度等級加工方法備注拔叉腳兩側面IT83.2粗銑半精銑表1-8拔叉腳兩端面IT96.3粗銑精銑表1-8拔叉腳內表面IT93.2粗擴精擴表1-7拔叉頭孔IT60.4鉆擴鉸表1-7拔叉頭圓柱側面IT136.3粗銑表1-8拔叉下方端面IT113.2粗銑半精銑表1-8槽內側面IT113.2粗銑精銑表1-8槽底面IT116.3粗銑精銑表1-83.3加工階段的劃分該拔叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準（拔叉腳左端面和叉軸孔）準備好，使后續工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭圓柱右端面，拔叉腳右側面，拔叉腳兩端面，拔叉腳內表面，拔叉下方端面，槽內側面，槽底面。在半精加工階段，完成拔叉腳兩側面的半精銑和拔叉下方端面，槽底面的半精銑，在精加工階段，進行拔叉腳兩端面和槽內側面的精銑，拔叉腳內表面的精擴。3.4工序的集中與分散該拔叉的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但科縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。3.5工序順序的安排機械加工工序：（1） 遵循“先基準后其他”的原則，首先加工精基準拔叉腳左端面和叉軸孔25mm。（2） 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3） 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉腳兩側面和叉軸孔25mm，后加工次要表面槽內側面，槽底面。（4） 遵循“先面后孔”原則，先加工拔叉腳兩側面，拔叉下方端面，再加工叉軸孔25mm。綜上所述，該拔叉工序的安排順序為：基準加工主要表面粗加工一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。3.6確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表3-6列出了拔叉的工藝路線。表3.6 拔叉工藝路線及設備、工裝的選用工序號工序名稱機床設備刀具1粗銑拔叉頭右側面立式銑床X51端銑刀2鉆擴鉸25孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀3校正拔叉腳鉗工臺手錘4粗銑拔叉腳兩側面臥式雙面銑床三面刃銑刀5粗銑叉腳內側面立式銑床X51銑刀6粗銑拔叉下方端面立式銑床X51端銑刀7精銑拔叉腳兩側面立式銑床X51端銑刀8粗銑槽底面和兩側面臥式雙面銑床三面刃銑刀9精銑槽底面和兩側面臥式雙面銑床三面刃銑刀10去毛刺鉗工臺平銼11中檢12校正拔叉腳鉗工臺手錘13精銑拔叉腳端面立式銑床X51端銑刀14清洗清洗機15終檢4加工余量、工序尺寸和公差的確定根據課程設計要求，這里只作工序8、工序9加工余量和工序尺寸公差的確定。工序8、工序9加工拔叉槽兩端面和底面至設計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。第8、9兩道工序的加工過程：先以l=16的三面刃銑刀銑出槽，以l=16的三面刃銑刀進行粗銑，則粗銑余量=1.5（雙邊），再進行精銑。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度為，粗銑：IT12；精銑：IT11，查標準公差數值表確定各工步的公差值分別為，粗銑：0.18mm；精銑：0.11；所以，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗銑：14mm；精銑：16 mm，它們之間的相互關系如圖4-0所示。0.1816140.750.115切削用量、時間定額的計算根據課程設計要求，只作第8、9兩道工序的切削用量和時間定額的確定方法。5.1切削用量的計算5.1.1工序8粗銑槽底面和兩側面（1）切削深度的確定 取=8mm。（2）進給量的確定 表5-19，按機床功率為5-10kW、工件夾具系統剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.09mm/z。（3）銑削速度的計算 由表5-20，按硬質合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為268m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可求得該工件銑刀轉速，n=1000268m/min/200mm=426.53r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉速，取轉速n=400r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度v=nd/1000=400r/min200mm/1000=251.33m/min。5.1.2工序9精銑槽底面和兩側面（1）背吃刀量的確定 取=1.5mm。（2）進給量的確定 表5-19，按機床功率為5-10kW、工件夾具系統剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.08mm/z。（3）銑削速度的計算 由表5-20，按硬質合金三面刃圓盤銑刀、d/z=200/12的條件選取，銑削速度v可取為318m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可求得該工件銑刀轉速，n=1000318m/min/200mm=506.11r/min,參照表4-18所列X60臥式銑床的主軸轉速，取轉速n=560r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度v=nd/1000=560r/min200mm/1000=351.86m/min。5.2時間定額的計算5.2.1基本時間的計算（1）工序8粗銑槽底面和兩側面根據表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時間計算公式= 可求出該工序的基本時間：式中=40mm，=39mm，=2mm，查表4-19銑床工作臺的進給量=45mm/min,得=（40+39+2）/45=1.8min（2）工序9精銑槽底面和兩側面同理，根據表5-43中三面刃銑刀銑槽的基本時間計算公式= 可求出該工序的基本時間：式中=40mm，=13mm，=2mm，查表4-19銑床工作臺的進給量=22.4mm/min,得=（40+13+2）/22.4=2.45min。5.2.2輔助時間的計算根據第五章第二節所述，輔助時間與基本時間之間的關系為=（0.15-0.2），這里取=0.15，則各工序的輔助時間分別為：工序8 的輔助時間：=0.151.8min=0.27min；工序9 的輔助時間：=0.152.45min=0.3675；5.2.3其他時間的計算除了作業時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間準備與終結時間。由于本工件的生產類型為大量生產，分攤到每個工件上的準備與終結時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間是作業時間的2%-4%,這里取3%，則各工序的其他時間（）可按關系式（3%+3%）（）計算，它們分別為：工序8的其他時間：=6%(1.8min+0.27min)=0.1242min;工序9的其他時間：=6%(2.45min+0.3675min)=0.16905min;5.2.4單件時間的計算上述兩道工序的單件時間分別為：工序8的單件時間：=1.8min+0.27min+0.1242min=2.1942min；工序9的單件時間：=2.45min+0.3675min+0.16905min=2.98655min將上述零件工藝規程設計的結果，填入工藝文件。表5-2.1列出了拔叉零件的機械加工工藝過程；表5-2.2，表5-2.3分別列出了拔叉加工第8 、9兩道工序的工序卡。6專用銑床夾具設計采用調整法加工這批撥叉工件，針對銑方形槽加工工序，進行專用銑床夾具結構方案設計。確定夾具的結構方案（1）確定定位元件根據零件圖槽所要求的尺寸，選用一面雙銷定位方案，定位心軸與工件定位孔配合，限制四個自由度，削邊銷與工件叉口接觸限制一個自由度，削邊銷采用大端面，與叉腳端面接觸，定位心軸軸肩小環面做削邊銷輔助支撐限制一個自由度，定位心軸可調整，實現工件正確定位。定位孔與定位心軸的配合尺寸取為25（在夾具上標出定位心軸配合尺寸25f6）。對于工序尺寸11mm而言，定位基準與工序基準重合，基準不重合誤差為=0，基準位移誤差為=0.027mm，所以定位誤差=+=0.027mm， 而加工尺寸16mm的公差為：=0.12mm，所以，=0.027/3=0.04,因此定位方案合理，（2）確定夾緊機構 采用弧形壓板由氣壓缸連接連桿機構進行壓緊工件，實現壓緊。（3）對刀裝置 采用直角對刀塊及平塞尺對刀。確定對刀塊的對刀面與定位元件定位表面之間的尺寸，水平方向尺寸為16/2(槽寬一般尺寸)+3（塞尺厚度尺寸）=11mm,其公差取工件相應尺寸公差的1/3。槽寬尺寸為16mm，則水平尺寸公差?。╔0.12）mm=0.04mm，對稱標注為（110.02）mm，同理確定垂直方向尺寸為8（槽底尺寸）-3（塞尺厚度尺寸）=5mm,槽底長度為自由尺寸，查公差表IT11級公差值為0.09mm，則水平尺寸公差?。╔0.09）mm=0.03mm，確定垂直方向尺寸為（50.03）mm。（4）夾具與機床聯接元件 采用兩個標準定位鍵，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對于機床進給方向的正確位置。并保證定位鍵的寬度與機床工作臺T型槽相匹配的要求。7課程設計體會機械制造工藝與機床夾具課程設計是機械制造工藝與機床夾具課程教學的一個不可或缺的輔助環節。它是我全面地綜合運用本課程及其有關先修課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具結構設計的一次重要實踐。培養了自己編制機械加工工藝規程和機床夾具設計的能力，為以后搞好畢業設計和去工廠從事工藝與夾具設計做了一些必要的準備。通過本課程設計自己的收獲如下： 1 培養了自己綜合運用機械制造工藝學及相關專業課程（工程材料與熱處理、機械設計、互換性與測量技術、金屬切削加工及裝備等）的理論知識，結合金工實習、生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力 2 根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會了擬訂夾具設計方案，完成夾具結構設計。 3 使自己提高了應用有關手冊、標準、圖表等技術資料的能力，掌握了從事工藝設計的方法和步驟。 4 進一步培養了自己機械制圖、設計計算、結構設計和編寫技術文件等的基本技能。 5 培養了自己解決工藝問題的能力，為今后進行畢業設計和去工廠從事工藝與夾具設計打下了良好的基礎。參考文獻1 蘇翼林.材料力學M.北京:人民教育出版社,19792 趙 俊,楮乃雄.AG材料床身的結構設計J,1996,26(03):27-293 機床夾具設計手冊.王光斗.王春富.上?？茖W技術出版社4 機械制造技術基礎.黃健求.機械工業出版社5 互換性與測量技術基礎.王伯平. 機械工業出版社6 機械圖形學.李鳳平.張士慶.蘇猛.屈振生.東北大學出版社機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱車床（CA6140）零件名稱拔叉共2頁第1頁 車間工序號工序名稱材 料 牌 號8粗銑槽底面和兩側面HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件159758211設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式雙面銑床X601夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minmm/minmm/rmm機動輔助1粗銑槽兩端面和底面到8專用銑夾具400251.331.80812粗銑槽兩端面14專用銑夾具400251.331.80 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱車床（CA6140）零件名稱拔叉共2頁第2頁 車間工序號工序名稱材 料 牌 號9粗銑叉腳內側面HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件159758211設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式雙面銑床X601夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minmm/minmm/rmm機動輔助1精銑槽兩端面到16專用銑夾具560351.861.61.53 3 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號產品名稱CA6140車床零件名稱拔叉共1頁第1頁材 料 牌 號HT200毛 坯 種 類鑄件毛坯外形尺寸1597582每毛坯件數1每 臺 件 數1備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 段設 備工 藝 裝 備 工 時 準終 單件鑄造鑄時效熱1銑粗銑拔叉頭右側面金工立式銑床X51專用銑夾具2鉆鉆25孔金工四面組合鉆床專用鉆夾具4鉸精擴鉸25孔金工四面組合機床專用銑夾具5銑粗銑拔叉腳兩側面金工臥式雙面銑床專用銑夾具6銑粗銑叉腳內側面金工立式銑床X51專用銑夾具7銑粗銑拔叉下方端面金工立式銑床X51專用銑夾具8銑精銑拔叉腳兩側面金工立式銑床X51專用銑夾具9銑粗銑槽底面和兩側面金工臥式雙面銑床專用銑夾具2.1942min10銑精銑槽底面和兩側面金工臥式雙面銑床專用銑夾具2.9866min11去毛刺12中檢金工鉗工臺13校正拔叉腳金工鉗工臺14銑精銑拔叉腳端面金工立式銑床X51專攻銑夾具15清洗金工清洗機16終檢金工 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期