拨叉夹具设计说明书.docx
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拨叉夹具设计说明书
说
明
书
学校:
郑州科技学院
学院:
机械工程学院
专业:
机械设计制造及自动化
年级:
2010级
姓名:
指导老师:
日期:
-------
前言
机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学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有课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论和实践相结合的训练。
因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
本次课程设计内容包括零件的分析,工艺路线的制定,工艺的设计,某道工序的夹具设计以及该道工序的工序卡,机械加工综合卡片,夹具装配图以及夹具底座零件图的绘制等等。
其目的如下:
①培养学生解决机械加工工艺问题的能力。
通过课程设计,熟练运用机械技术基础课程中的基本理论及在生产实习中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量,初步具备设计一个中等复杂程度零件的夹具的能力。
②培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
③进一步培养学生识图、制图、运用和编写技术文件等基本技能。
在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。
在此次课程设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。
在此期间查阅了大量的书籍,并且得到了我系某某老师的指点和帮助,在此表示感谢!
日期
目录
前言……………………………………………………………………‥2
第一章设计任务书……………………………………………4
1.1设计题目………………………………………………………4
1.2设计要求………………………………………………………4
1.3设计目的………………………………………………………4
第二章零件的分析…………………………………………………5
2.1零件作用………………………………………………………5
2.2零件工艺分析…………………………………………………5
第三章工艺规程设计…………………………………………………6
3.1确定毛坯制造形成……………………………………………6
3.2基准的选择……………………………………………………6
3.3制定工艺路线…………………………………………………6
3.4机械加工余量…………………………………………………7
3.5确定切削用量及基本工时……………………………………8
第四章夹具设计……………………………………………………9
4.1问题的提出…………………………………………………9
4.2定位误差分析………………………………………………9
4.3夹具设计及操作说明………………………………………10
第五章小结…………………………………………………………10
参考文献………………………………………………………………11
第一章设计任务
1.1设计题目
设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备(中批量生产)
1.2设计要求
1.零件图一张2.毛坯图一张
3.机械加工工艺规程卡片一套
4.工艺装备结构设计一套5.课程设计说明书一份
1.3设计目的
机械制造技术基础课程设计,是在学完机械制造技术基础原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。
同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。
通过课程设计达到以下目的:
1、能熟练的运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
第二章零件的分析
2.1零件的作用
题目给定的零件是CA6140车床拨叉如图1,它位于车床变速机构中,主要起换档作用,使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。
宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高,因为在拨叉拔动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑移齿轮得不到很高的位置精度。
所以,宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
图1
2.2零件的工艺分析
CA6140拨叉共有两组加工表面:
1.以花键孔的中心线为基准的加工面,这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方面花键孔、Ø22+0.28花键底孔两端的2×150倒角和距中心线为27mm的平面。
2.以工件右端面为基准的8+0.030mm的槽和18+0.120mm的槽。
经上述分析可知,对于两组加工表面,可先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面。
第三章工艺规程设计
3.1确定毛坯的制造形成
拨叉零件材料为HT200,拨叉在工作过程中承受较小的冲击载荷,毛坯选用铸件即可满足工作要求。
该拨叉的轮廓尺寸不大,形状也较复杂,故采用金属型铸造。
3.2基准的选择
1.粗基准的选择:
因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以Φ40mm的外圆表面为粗基准。
2.精基准的选择:
为保证定位基准和工序基准重合,以零件的A面为精基准(A面如图2所示)。
图2
3.3制定工艺路线
1.粗车A端面和钻花键底孔Φ20,以粗基准Φ40的外圆表面为加工基准,选用车床C3163-1转塔式六角卧式车床及三角卡盘夹具。
2.粗铣B平面,以花键底孔中心线和A端面为基准,选用铣床X6142及专用
夹具。
3.精车A端面,以粗车端面A和钻孔的中心线为基准,选用车床C3163-1及三角卡盘夹具。
4.扩铰花键底孔至Φ22,以精车端面A和钻孔的中心线为基准,选用车床C3163-1及三角卡盘夹具。
5.倒角,以精端面A为基准,选用车床C3163-1及三角卡盘夹具。
6.拉六齿矩形方面花键,以花键底孔中心线为基准,选用拉床LY6110B及卡刀体。
7.精铣B平面,以花键中心线和A端面为基准面,选用铣床X6142和专用夹
具。
8.铣宽为8mm的槽,以花键中心线和A端面为基准面,选用铣床X6142和专
用夹具。
9.铣宽为18mm的槽,以花键中心线和A端面为基准面,选用铣床X6142和专用夹具。
3.4机械加工余量
CA6140的拨叉材料为HT200,毛坯σb=160MPaHBS。
根据上述的加工工艺,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图2。
1.A面的加工余量
A面有3±0.8mm的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除。
2.矩形花键底孔
要求以矩形花键的外径定心,故用拉削加工内孔尺寸Φ220+0.28,参照《机械加工工艺人员手册》表确定孔加工余量的分配:
钻孔Φ20mm,扩孔Φ21mm,铰孔至Φ22mmH8。
拉花键:
花键孔要求以外径定心,拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2Z=1mm。
3.B面的加工余量
此工序分2个工步:
1、粗铣B面2、精铣B面
精加工余量为0.2mm,粗铣加工余量为2.8mm。
3.5确定切削用量及基本工时
工序:
精铣B平面
刀具:
根据《切削用量简明手册》表查得铣削宽度ae≤5mm时,直径为d=50mm 故齿数Z=6采用高速钢立铣刀。
进给速度:
Vf=126mm/min
机床主轴转速
:
根据X6142型铣床说明书选取n=400r/min
切削用量:
精铣的加工余量为0.2mm,所以本道工步切削宽度ae=0.2mm
切削速度V:
进给量
:
基本工时:
基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5查得公式
求得L1=4.16mmL2=(2~5)mm
所以Tb=(L+L1+L2)/fmc=(28+7.16)/300=0.117minL1+L2=7.16mm
工序:
铣宽为8mm的槽
加工工件尺寸:
8+0.030mm,长度L=40mm。
加工要求:
高速钢直齿三面刃铣刀(精密级)加工余量8mm,用乳化液冷却。
机床:
X6142
刀具:
由加工尺寸公差0~0.03,所以铣刀精度为精密级,铣刀参数为L=8mm
D=63mmd=22mmd1=34mmZ=16
选择切削量:
由于槽的深度为8mm,故一次走完,ae=8mmap=8mm
机床主轴转速
:
根据X6142型铣床说明书选取n=800r/min
进给速度:
根据X6142型铣床说明书选Vf=110mm/min
切削速度V:
进给量
:
基本工时:
基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5查得公式
求得L1=21.98mmL2=(2-5)mm
所以Tb=(L+L1+L2)/fmc=(40+24.98)/300=0.2167minL1+L2=24.98mm
第四章夹具设计
4.1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,经过与指导老师协商,决定设计宽为80+0。
03mm槽的铣床夹具此道工序。
本夹具将用于铣床X6142,刀具为高速钢直齿三面刃铣刀,来对工件进行加工。
本夹具主要用来铣宽为80+0。
03mm的槽,由于采用宽为80+0。
022mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀,一次铣削,所以主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度。
4.2定位误差分析
由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合,故轴向尺寸无基准不重合度误差。
径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差,故径向尺寸无基准不重合度误差。
即不必考虑定位误差,只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。
图3
4.3夹具设计及操作说明
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率。
为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确
的安装位置,以利于铣削加工。
结果,本夹具总体的感觉还比较紧凑(如图3所示)。
夹具上装有对刀块装置,可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀(与塞尺配合使用)。
同时,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置,有利于铣削加工。
第五章小结
为期两周的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我在老师的指导下,成功的完成了专用夹具的设计。
课程设计作为《机械制造技术基础课程设计》课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了对理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段:
第一阶段是机械加工工艺设计,第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用等方面的知识;第二阶段专用夹具设计运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等。
总的来说,这次设计使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们思考、解决问题和创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于能力所限,设计中还有许多不足之处,还请指导老师们批评指正!
参考文献
[1]柯建宏,饶锡新,王庆霞,等.机械制造技术基础课程设计[M].武汉:
华中科技大学出版社,2008.
[2]昆明理工大学.机械制造基础课程设计[C].陈关龙,吴昌林.中国机械工程专业课程设计改革案例集.北京:
清华大学出版社,1991.
[3]孟少农.机械加工工艺手册[M].北京:
机械工业出版社,1991.
[4]蔡兰.机械零件工艺性手册[M].2版.北京:
机械工业出版社,2007.
[5]黄如龙,汪群.金属加工工艺及工装设计[M].北京:
化学工业出版社,2006.
[6]成大先.机械设计手册:
单行版.常用设计资料[M].5版.北京:
化学工业出版社,2010.
[7]王先逵.机械加工工艺手册[M].2版.北京:
机械工业出版社,2007.
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