夹具(ca6140车床拨叉831008)设计.doc
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机械制造基础技术基础课程设计
任务书
题目：
设计“CA6140车床831008拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备
姓名：
甲乙丙
班级：
130908
学号：
13090804
指导老师：
耿爱农
学校：
五邑大学
时间：
2014年7月5日
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目录
一、零件分析··············································1
（一）零件的作用············································1
（二）零件的工艺分析··············································1
二、工艺规程设计··········································1
（一）确定毛坯的制造形式···································1
（二）基面的选择············································1
（三）制定工艺路线··········································2
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定············3
（五）确立切削用量及基本工时······························3
三、夹具设计·············································10
四、设计总结·············································11
附加：
机械加工工艺卡片·········································12
毛坯图···················································21
零件图···················································22
机构设计夹具装备图·······································23
机构设计夹具零件图·······································24
一、零件分析
（一）零件的作用
零件是CA6140车床831008拨叉。
它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。
零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，下方的Φ50半孔与所控制齿轮所在轴接触。
通过上方的力拨动下Φ方的齿轮变速。
两者零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析
CA6140车床831008零件共有两组加工表面，期间有一定位置要求。
①以Φ20孔为中心加工表面
这一组加工表面包括：
的孔，以及其上下端面。
上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。
下端有一个47°的斜凸台。
这三个没有高的位置的要求。
②以Φ50孔为中心加工表面
这一组加工表面包括：
的孔，以及其上下两个端面。
这组表面有一定的位置度要求，即的孔上下两个端面与的孔有垂直度要求。
③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一组表面。
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。
见附加毛坯图。
（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，是生产无法正常进行。
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。
根据这个基准选择原则，现选取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Φ32作主要定位面，限制5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。
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。
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（三）制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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
工序一粗、精铣Φ20孔上端面。
工序二钻、扩、铰、精铰Φ20、Φ50孔。
工序三粗、精铣Φ50孔上端面
工序四粗、精铣Φ50、Φ20孔下端面。
工序五切断。
工序六钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。
工序七钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。
工序八铣47°凸台。
工序九检查。
上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。
且看另一个方案。
②工艺路线方案二
工序一粗、精铣Φ20孔上端面。
工序二粗、精铣Φ20孔下端面。
工序三钻、扩、铰、精铰Φ20孔。
工序四钻、扩、铰、精铰Φ50孔。
工序五粗、精铣Φ50孔上端面
工序六粗、精铣Φ50孔下端面。
工序七切断。
工序八钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。
工序九钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。
工序十铣47°凸台。
工序十一检查。
上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。
综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。
③工艺路线方案三
工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。
工序二以Φ32mm外圆为粗基准，精铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。
保证其粗糙度为3.2um。
工序三以Φ20孔下端面为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。
工序四以Φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ50孔，保证孔的精度达到IT7。
工序五切断。
工序六以Φ20孔为精基准，粗铣Φ50孔上下端面。
工序七以Φ20孔为精基准，精铣Φ50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。
工序八以Φ20孔为精基准，钻Φ8孔（装配时钻铰锥孔）。
工序九以Φ20孔为精基准，钻M6螺纹。
工序十以Φ20孔为精基准，铣47°凸台。
工序十一检查。
虽然工序是十一步，但是效率大大提高了。
工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍而且刀具不用调整，加工Φ50、Φ20孔是也能达到精度要求。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床813008”拨叉零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。
①外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。
查《机械制造工艺设计简明手册》，取Φ20，Φ50端面长度余量均为2.5。
铣削加工余量为：
粗铣1mm
精铣0mm
②内孔（Φ50已铸成孔）
查《工艺手册》表2.2～2.5，取Φ50已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为44mm。
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。
（五）确立切削用量及基本工时
工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔下端面。
1.加工条件
工件材料：
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
加工要求：
粗铣φ20孔上下端面。
机床：
X6140卧式铣床。
刀具：
W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。
铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》取刀具直径do=80mm。
选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
2.切削用量
1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量机床功率为7.5kw。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。
由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度按《切削手册》，Vc=
算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，fz=0.16mm/z。
6）计算基本工时
tm＝L/Vf=（32+80）/475=0.09min。
工序二以Φ32mm外圆为粗基准，精铣Φ20mm、Φ50mm孔下端面。
保证其粗糙度为3.2um。
a）切削深度因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm,一次走刀即可完成所需尺寸
b）每齿进给量：
由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5，由于是精铣，可得f=0.5~1.0mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.5mm/r，齿数，则fz=0.05mm/z。
c）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（0.3~0.5）mm
查《切削手册》表3.8,寿命T=180min
d）计算切削速度按《切削手册》表3.27中的公式：
也可以由表3.16查得=124mm/s，n=494r/min,vf=395mm/min。
根据XA5032铣床参数，选n=475r/min，vf=375mm/min,则实际的切削速度为
所以==119.3m/min,实际进给量
所以==0.08mm/z
e）校验机床功率查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm>Pcc,故校验合格。
最终确定ap=1.0mmnc=475r/minvfc=375mm/minvc=119.3mm/min
f）计算基本工时
公式中：
L=l+y+Δ；根据《切削手册》表3.26，精铣时y+Δ取与铣刀直径相等，可得y+Δ=80mm,所以L=l+y+Δ=32+80=112mm
故=112/375=0.3min
工序三以Φ20mm的下表面为精基准，精铣Φ20mm、Φ50mm的上表面，保证其粗糙度为3.2um。
1.加工条件
工件材料：
HT200,σb=0.16GPaHB=190~241,铸造。
加工要求：
精铣φ20上下端面。
机床：
X6140卧式铣床。
刀具：
W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。
铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。
选择刀具前角γo
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