拨叉831006设计说明书.doc
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机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目：
设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备（生产纲领10000件）
设计者：
指导教师：
学号：
设计日期：
评定成绩：
目录
一、序言 1
二、机床夹具概述 1
2.1现代生产对夹具提出的新要求：
1
2.2机床夹具及其功用 1
2.3机床夹具在机械加工中的作用 2
2.4机床夹具组成和分类 3
2.5机床夹具的设计特点：
3
三、零件的分析 5
四、工艺规程设计 5
4.1确定毛坯的制造形式 5
4.2基面的选择 5
4.3制定工艺路线 5
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7
4.5确定切削用量及基本工时 11
五、夹具设计 16
5.1提出问题 17
5.2设计思想 17
5.3夹具设计 17
小结 21
参考文献 21
机械制造工艺学课程设计任务书
题目:
设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加
工工艺规则及工艺装备
内容：
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡片1套
4.机械加工工序卡片1套
5.课程设计说明书 1份
6.夹具设计装配图1张
7.夹具设计零件图1张
专业
班级
学生
指导教师
22
机械设计与制造专业
一、序言
课程设计在我们学完大学的全部基础课、技术基础课之后进行的，这是我们在进行课程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，它在我们的大学生活中占有重要的地位。
另外在做完这次课程设计之后，我得到一次在毕业工作前的综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼：
（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。
就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打一个良好的基础。
由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！
二、机床夹具概述
2.1现代生产对夹具提出的新要求：
（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。
2.2机床夹具及其功用
2.2.1机床夹具
夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。
在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。
机床夹具设计是一项重要的技术工件。
2.2.2机床夹具的功能
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的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。
2.3机床夹具在机械加工中的作用
在机械加工中，使用机床夹具的目的主要有一些六个方面，然而在不同的生产条件下，应该有不同的侧重点。
夹具设计时应该综合考虑加工的技术要求，生产成本个工人操作方面的要求以达到预期的效果。
2.4机床夹具组成和分类
（1）、系统元件
（2）、夹紧元件
（3）、夹具体
（4）、连接元件
（5）、对刀与导向装置
（6）、其他元件或装置
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。
2.5机床夹具的设计特点：
2.5.1用加剧装夹工件的优点如下：
1）、所保证加工精度用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。
2）、提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高劳动生产率。
3）、能扩大机床的使用范围
4）、能降低成本在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。
5）、改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便、省力、安全。
当采用气动、液动等夹紧装置时可减少工人的劳动强度，保证安全生产延长工人的操作寿命，提高企业整体的技术水平。
2.5.2机床夹具设计特点
机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面：
（1）、要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作；
（2）、夹具的精度一般比工件的精度变了三倍；
（3）、夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。
（4）、夹具和操作工人的关系非常的密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。
（5）、夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。
2.6机床夹具的设计要求：
设计夹具时，应满足下列四项基本要求
（1）、保证工件的加工精度即在机械加工工艺系统中，夹具在满足以下三项要求，工件在夹具中的定位，夹具在机床上的位置，刀具的正确位置。
（2）、保证工人的造作安全；
（3）、达到加工的造作生产率要求
（4）、满足夹具一定的使用寿命和经济效应
三、零件的分析
3.1零件的工艺分析
该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。
￠25的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。
因是大批量生产，所以需用钻削。
保证其加工精度。
下面的叉口有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证￠25的孔和叉口的垂直度。
同时该零件上还需加工40×16的槽，其粗糙度值为6.3，所以一次铣销即可。
但同时要满足该槽与￠25的孔的垂直度。
四、工艺规程设计
4.1确定毛坯的制造形式
根据《机械制造工艺设计简明手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编）零件材料为HT200，采用铸造。
根据《机械加工工艺师手册》（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。
4.2基面的选择
基面的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，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
（1）粗基准的选择。
因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择Φ40mm圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。
再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达到完全定位。
（2）精基准的选择。
主要因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，这在以后还要专门计算，此处不在重复。
4.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定为大批生产的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。
工艺路线方案一：
工序Ⅰ：
钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。
以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。
工序Ⅱ：
铣φ55的叉口及上、下端面。
利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅲ：
粗、精铣的叉口的内圆面。
利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅳ：
粗铣35×3的外圆斜面。
以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅴ：
精铣35×3的外圆斜面。
以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅵ：
粗铣40×16的槽，以Φ25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅶ：
切断φ55的叉口，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。
工序Ⅷ 检验。
工艺路线方案二：
工序Ⅰ：
钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。
以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。
工序Ⅱ：
铣φ55的叉口及上、下端面。
利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X5020A立式铣床和专用夹具。
工序Ⅲ：
粗、精铣
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