CA6140车床拨叉831006机械加工工艺规程及专用夹具设计.docx

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CA6140车床拨叉831006机械加工工艺规程及专用夹具设计

摘要

拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。

本次设计旨在提高CA6140车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。

在制定加工工艺规程的顺序如下：

1分析零件；

2选择毛坯；

3设计工艺规程：

包括制定工艺路线，选择基准面等；

4工序设计：

包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等；

5编制工艺文件。

此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。

关键词：

拨叉;工艺规程;夹具设计

Abstract

Dialstheforkprocessingqualitydirectlywillaffectthemachinetheperformanceandtheservicelife.ThisdesignisforthepurposeofenhancingtheCA6140LathemachineDialstheforktheprocessingefficiency,firsthascarriedonthecarefulanalysisfromthisustotheDialstheforkstructurecharacteristicandthecraft,thenhaddeterminedsetofreasonableprocessingsplans,theprocessingplanrequestaresimple,theeaseofoperation,andcanguaranteethecomponentstheprocessingquality.Informulationprocessingtechnologicalprocessorderasfollows:

1.analysisthecomponents;

2.choicessemifinishedmaterials;

3.designstechnologicalprocess:

IncludingdivisionCraftroute,preferredorientationdatumandsoon;

4.workingproceduresdesigns:

Includingchoosestheenginebed,thedeterminationprocessingremainder,thecomputationworkingproceduresizeanditstheSemifinishedmaterialssize,thedeterminationcuttingspecificationsandthecomputationman-hourandsoon;

5.establishmentstechnologicaldocument.

Inaddition,inordertoenhancethelaborproductivity,reducesthelaborintensity,guaranteedtheprocessingquality,mustdesigntheunitclamp,thisdesignchosethesixworkingproceduretoThemillbreaksCatarmaranSpecial-purposejigdesign,bysatisfiedtheprocessingprocesstheneed.

Keywords:

Dialsthefork;technologicalprocess;jigdesin。

摘要········································································Ⅰ

Abstract····································································Ⅱ

目录·······································································Ⅲ

第1章绪论································································1

第2章概述································································2

2.1机械加工工艺规程设计方法················································································2

2.1.1定位基准的选择························································································2

2.1.2拟定零件加工工艺路线···············································································2

2.1.3选择设备及工艺装备··················································································3

2.1.4工艺方案和内容的论证··············································································4

2.2夹具设计概述·····································································································4

2.1.1夹具夹紧装置及夹具体的基本要求·······························································4

2.2.2机床夹具功用····························································································6

2.2.3机床夹具在机械加工中的作用·····································································6

2.2.4机床夹具组成····························································································7

2.2.5机床夹具的分类·························································································8

2.2.6机床夹具的设计要求················································································10

2.2.7现代机床夹具的发展方向··········································································10

第3章零件的分析·························································12

3.1零件用途·········································································································12

3.2零件的工艺分析·······························································································12

第4章工艺规程设计·······················································13

4.1确定毛坯的制造形式·························································································13

4.2基准的选择······································································································13

4.3制定工艺路线···································································································13

4.4机械加工余量及毛坯尺寸的确定·········································································15

4.5确立切削用量及基本用时··················································································16

第5章专用夹具设计······················································33

参考文献···································································36

附录1:

毕业实习报告·······················································37

附录2:

专业英语译文·······················································42

附录3:

专业英语原文·······················································53

第1章绪论

随着科学技术的进步和生产力的发展，要求机械工业不断提供先进的技术设备，加之市场需求的变化多端，产品更新换代的周期越来越短，多品种、小批量生产的比例在提高。

这样，传统的生产技术准备工作，很不适应新的生产特点。

为了适应机械工业又好又快发展的需要，机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进，要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构准确、工艺精良的夹具。

所以，在大学毕业之前，选择简单的夹具设计，希望通过此次设计，在过程中希望得到以下训练：

（1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以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的定位，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。

（2）提高结构设计能力。

通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（3）学会使用手册以及图表资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。

（4）熟悉零件的工艺制定，和有关计算。

毕业设计是在学完大学的全部课程之后进行的，毕业设计对所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，毕业设计是大学至关重要的一环。

本设计就CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及专用夹具设计中的专用夹具进行设计，由于作者的能力有限，设计难免存在不足和错误，恳请各位老师给予指教，在此致谢！

第2章概述

2.1机械加工工艺规程设计

零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题。

其内容主要包括：

选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。

零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时考虑到。

以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系，“优质、岗产、低耗”原则必须在此化解中得到统一的解决。

因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。

2.1.1定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容．也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。

在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准（粗基准）。

在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准（精基准）。

为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。

选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

2.1.2拟定零件加工工艺路线

在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。

通常机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：

先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。

按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照喝主要表面位置关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基准面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最终检验。

对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当的位置，防止遗漏。

对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。

根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。

2.1.3选择设备及工艺装备

设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：

1、零件的生产类型；

2、零件的材料；

3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

4、零件的结构特点；

5、该工序的加工质量要求以及生产率和经济性等相适应。

选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。

设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。

2.1.4工艺方案和内容的论证

根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证：

1、对比较复杂的零件，可考虑两个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。

2、当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序惊醒分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。

3、对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。

4、其它的在设计中需要应加以论证分析的内容。

2.2夹具设计

夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。

第一阶段表现为夹具与人的结合。

在工业发展初期。

机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。

夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。

这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。

在机床制造企业生产中，机械加工、检验、焊接、热处理和装配等冷热加工工艺，都使用着大量的夹具，用以安装对象，使之占有正确的加工位置。

夹具在保证加工质量，改善劳动条件，提高劳动生产率和降低成本等方面有着极其明显的经济效益。

因此，夹具是企业生产中的一种重要的工艺装备。

2.2.1夹具夹紧装置及夹具体的基本要求

为了确保工件的加工质量和提高生产率，对夹紧装置提出“正、牢、简、快”的基本要求，如下

1）“正”就是在夹紧过程中应保持工件原有的正确定位。

2）“牢”就是夹紧力要可靠、适当，既要把工件压紧夹牢，保证工件不位移、不抖动；又不因为夹紧力过大而使工件表面损伤或变形。

3）“简”就是结构简单、工艺性能好、容易制造。

只有在生产批量较大的时候，才考虑相应增加夹具夹紧机构的复杂程度和自动化程度。

4）“快”就是夹紧机构的操作应安全、迅速、方便、省力。

现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工件已占工件种类数的85%左右。

然而目前，一般企业习惯采用传统的专用夹具，在一个具有中等生产能力的工厂中约拥有13000~15000套专用夹具。

另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC），加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被应用和推广，使中小批生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。

综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：

（1）能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；

（2）能装夹一组相似性特征的工件；

（3）适用于精密加工的高精度的机床；

（4）适用于各种现代化制造技术的新型技术；

（5）采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。

设计夹紧装置时，首先要合理选择夹紧力的方向，再确定其着力点和大小，并确定夹紧力的传递方式和相应的机构，最后选用或设计夹紧装置的具体结构，来保证实现上述基本要求。

对于夹具体的基本要求，如下：

1）应有足够的强度和刚度

2）力求结构简单，装卸工件方便

3）要有良好的结构工艺性和实用性

4）结构尺寸大小适当且稳定

5）排除切削问题要解决

6）夹具在机床上安装要稳定、安全

2.2.2机床夹具功用

机床夹具的主要功能如下：

1）保证加工质量

使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。

2）提高生产率，降低生产成本

使用夹具后可减少划线、找正等辅助时间，且容易实现多件、多工位加工。

3）扩大机床工艺范围

在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。

4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全

采用专用夹具装卸工件显然比不用夹具方便、省力、安全、迅速。

2.2.3机床夹具在机械加工中的作用

在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

1.机床夹具的主要功能

机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。

1）定位

确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。

2）夹紧

工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。

由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。

2．机床夹具的特殊功能

机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。

1）对刀

调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。

2）导向

如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。

2.2.4机床夹具组成

1．机床夹具的基本组成部分

虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。

机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。

1）定位元件

定位元件是夹具的主要功能元件之一，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。

2）夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。

3）夹具体

通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。

2．夹具的其他组成部分

为满足夹具的饿其他功能要求，各种夹具好要设计其他的元件个装置。

1）连接元件

根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。

连接常有的两种方式：

一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。

2）对刀与导向装置

对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块

调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。

导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。

镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。

3）其他元件和装置

根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，例如靠模装置上下料加工工艺机器人等。

2.2.5机床夹具的分类

1.按夹具的通用特性分类

这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具主要依据。

目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。

1）通用夹具

通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性的夹具、如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。

其特点是使用性强，不需调整或稍加调整就可以装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件，这类夹具以商品化，且成为机床附件，采用这种夹具可减少生产周期，减少夹具品种从而降低生产成本，其缺点是夹具的精度不高，生产效率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故使用与单件小批量生产中。

2）专用夹具

专用夹具是针对一个工序的要求而专门设计和制造夹具，其特点是针对性极强，没有通用性，在产品相对稳定批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较长，随着现代多品种中小批量的发展专用夹具在专用性和经济性等方面已多生许多问题。

3）可调夹具

可调夹具是针对通用夹具专用夹具的缺陷而发展起来