831006CA6140车床拨叉铣16x8夹具设计与工序卡片.docx
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831006CA6140车床拨叉铣16x8夹具设计与工序卡片
831006CA6140车床拨叉专用夹具设计
（最后为夹具装配图截图）
设计者
指导老师
学院
日期
目录
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3
（一）确定毛坯生产类型3
（二）基面的选择3
（三）制定工艺路线4
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定5
（五）确立切削用量及基本工时6
三．夹具设计6
（一）问题的提出6
（二）夹具设计6
四．参考文献7
五．附（工序卡）8
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。
零件的φ25孔与操纵机构相连，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．大头半圆端面及其孔Ф
；
2．小头孔φ25
；
3．16×8槽；
4．φ40外圆斜面；
5．大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m。
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。
二、艺规程设计
（一）确定毛坯生产类型
已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，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，大量采用专用工装。
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。
（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。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的底面为主要的定位粗基准。
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，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m，故以φ25小头孔为精基准。
（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。
1．工艺路线方案一
工序Ⅰ铣∅75上端面
工序Ⅱ铣∅75下端面
工序Ⅲ镗∅55孔
工序Ⅳ铣断
工序Ⅴ钻∅25孔
工序Ⅵ铣16×8槽
工序Ⅶ铣φ40外圆斜面
2．工艺路线方案二
工序Ⅰ铣断，使之为两个零件
工序Ⅱ加工φ25小头孔
工序Ⅲ铣16×8槽
工序Ⅳ车φ55半圆与两端面
工序Ⅴ铣φ40外圆斜面
3．工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于：
方案一是先加工φ55圆与两端面，以便于后续加工，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔，再铣、再车、再铣……显然，比方案一多用了车床,工序上不如方案一效率高。
但由于大圆与槽都与小头孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；大圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工φ55大圆，而且车床上的夹具难做，故把车床上的工作留给了铣床，φ55内圆用镗床来完成。
可以将工序定为：
工序Ⅰ粗，精铣∅75的上下两端面；
工序Ⅱ粗，半精镗φ55孔；
工序Ⅲ铣断，使之成为两个工件；
工序Ⅳ钻，扩，粗铰，精铰φ25孔至要求直径；
工序Ⅴ铣16x8槽；
工序Ⅵ铣斜面；
工序Ⅶ去毛刺并检查。
这样，看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合铸的优势，工序也相对简洁。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.12kg，生产类型大批量，铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ25，φ55端面长度余量均为2.5（均为双边加工）
铣削加工余量为：
粗铣1mm
精铣0mm
2.内孔（φ55已铸成孔）
查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为49mm。
工序尺寸加工余量：
钻孔2mm
扩孔0.125mm
铰孔0.035mm
精铰0mm
3.其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产，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（工序卡）
三、夹具设计
（一）问题的提出
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,按指导老师的布置，设计第Ⅵ道工序——铣16×8槽。
本夹具将用于X51立式铣床，刀具为直柄键槽铣刀，对工件进行铣削加工。
在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。
因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。
（二）夹具设计
（一）定位基准的选择
由零件图可知，16mm槽对φ25孔有垂直度要求，则用φ25孔来定位，加上紧压螺钉,再用辅助定位夹和定位销来限制五个自由度，用螺纹夹紧。
（二）切削力及夹紧力的计算
切削刀具：
高速钢直齿三面刃铣刀，则
主切削力
由《切削用量简明手册》P110查得
计算结果得
=2448N
由于切削力对夹紧力影响不大，故夹紧力只需达到将工件固定即可。
（三）定位误差分析
夹具的主要定位元件为
孔的定位销，孔与销间隙配合。
工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。
本夹具是用来在立式铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。
此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。
工件的定位基准为孔心。
工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为：
Td=Dmax-Dmin
基准位移误差△y：
由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便还有最小间隙
由制造误差引起的△y＝（Dmax－dmin）/2－（Dmin-dmax）/2
=（0.023+0.020）/2=0.0215<0.08
在垂直度要求范围内
（四）夹具设计及操作的简要说明
几乎每个工序都得有一个专用的夹具，故我们一组3人，每人都设计了不同工序的夹具，参考了夹具设计手册，把夹具装配图打印出来并画出夹具体。
铣床，钻床，镗床夹具的装配图（见附图）
四、参考文献
[1]赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书—2版.北京:
机械工业出版社,2000.10.（2012.1重印）
[2]曾志新,机械制造技术基础—武汉:
武汉理工大学出版社,2010.5重印
[3]李益民,机械制造工艺设计简明手册.北京:
机械工业出版社,1994.7.
[4]切削用量简明手册第3版
[5]机床夹具设计手册第3版
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
铣∅75上端面
工序号
Ⅰ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
2
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
立
式
铣
床
XA5032
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
2
粗铣∅75上端面
精铣∅75上端面保证粗糙度为3.2
YG6
端
面
铣
刀
1
1
40
40
1.5
1
375mm/min
375mm/min
117.5
117.5
0.11
0.10
设计者
指导老师
共7页
第1页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
铣∅75下端面
工序号
Ⅱ
AP09081
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
2
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
立
式
铣
床
XA5032
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
2
粗铣∅75下端面
精铣∅75下端面保证粗糙度为3.2,保证尺寸
YG6
端
面
铣
刀
1
1
115
115
1.5
1
375mm/min
375mm/min
117.5
117.5
0.31
0.31
设计者
指导老师
共7页
第2页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
镗∅55孔
工序号
Ⅲ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
2
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
卧
式
镗
床
T616
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
2
粗镗∅55孔
半精镗∅55孔，保证尺寸
硬
质
合
金
镗
刀
1
1
21
21
1.5
1
0.41
0.28
71
71
0.21
0.56
设计者
指导老师
共7页
第3页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
铣断
工序号
Ⅳ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
2
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
卧
式
铣
床
XA6132
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
铣断
高速
钢细
齿圆
柱片
刀
1
22
2
0.25
73.6
0.12
设计者
指导老师
共7页
第4页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
钻∅25孔
工序号
Ⅴ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
1
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
立
式
钻
床
Z535
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
2
3
4
钻孔至尺寸∅23mm
扩孔至尺寸∅24.8mm
粗铰至尺寸∅24.94mm
精铰至保证尺寸
麻花钻
∅23mm
扩孔钻
∅24.8mm
1
1
1
1
90
90
90
90
1.5
1.5
1.0
0.5
0.6
0.5
1.5
1.0
13
20
7.3
7.3
0.49
0.56
0.56
设计者
指导老师
共7页
第5页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
铣16×8槽
工序号
Ⅵ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
1
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
立
式
铣
床
X51
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
2
铣槽平面保证粗糙度为3.2，并保证尺寸为
铣16×8槽保证
保证与孔∅25mm垂直度误差不超过0.08
高速钢直齿三面刃铣刀
1
3
10
18
2
10
0.4
0.4
5.02
5.02
0.1
4.8
设计者
指导老师
共7页
第6页
班级
学号
机械加工工序卡片
工序名称
铣斜面
工序号
Ⅶ
零件名称
拨叉
零件号
831006
零件数量
10万/年
同时加工零件数
1
材料
HT200
毛坯
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专
用
夹
具
专用
辅助
工具
立
式
铣
床
X51
安装
工步
安装及工步说明
刀具
走刀次数
走刀长度
切削深度
进给量
切削速度
基本工时
1
1
铣斜面
硬
质
合
金
端
铣
刀
1
35
3
0.15mm/z
30.77
0.39
设计者
指导老师
共7页
第7页
升级会员 