1、CA6140拨叉 机床夹具的设计摘 要 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学三年生活中占有重要的地位。我这次设计的是拨叉831006，首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是拨叉831006。了解了拨叉的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来
2、将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 关键词：毕业设计，拨叉，工艺AbstractMachinofacture technology curriculum design is that we mimic all basic courses , technology basic course and major part having completed university being in progress after the specialized course. This is that we alw
3、ays review for the graduation practice being in progress to what be learned every thorough comprehensiveness of course,be also that a theory contacts actual training , it occupies important position therefore, in our university for three years life.My design is Bocha 831,006, First of all, we must f
4、amiliar with the parts, subject to the parts is Bocha 831,006. Bocha understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we
5、set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, Bocha finalizing the road map process, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.For me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be further engaged in the wor
6、k of adaptive training, in the hope that their design can exercise their own analysis, problem solving, the ability to search information, the work laid for the future A good foundation.Key words：graduation practice，Bocha ，process1 前 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
7、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。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
8、教，本人将表示真诚的感谢！2 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
9、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
10、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）、
11、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
12、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
13、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
14、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3 零件的分析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。直径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
15、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，同时保证直径25的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工816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直径25的孔的垂直度。4 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2（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1（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。
16、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40mm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
17、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： 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序：铣55的叉口及上、下端面。利用25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：粗、精铣的叉口的内圆面。利用25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：粗铣3515的外圆斜面。以25的孔和55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：精铣3515的外圆斜面。以25的孔和55的叉口定位，选用X502
18、0A立式铣床加专用夹具。工序：粗铣816的槽，以25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：铣断55的叉口，用宽为4的铣刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序检验。工艺路线方案二：工序： 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序：铣55的叉口及上、下端面。利用25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：粗、精铣的叉口的内圆面。利用25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：切断55叉口，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：粗铣3515的外圆斜
19、面。以25的孔和55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：精铣3515的外圆斜面。以25的孔和55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：粗铣816的槽，以25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序检验。以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在25的孔及其16的槽和55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻mm的孔。由此可以看出：先钻25的孔，再由它定位加工55的内圆面及端面，保证25的孔与55的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻25的孔为准。为了在加工时的
20、装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。具体方案如下： 工序： 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序：铣55的叉口及上、下端面。利用25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：粗、精铣的叉口的内圆面。利用25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：粗铣3515的外圆斜面。以25的孔和55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：精铣3515的外圆斜面。以25的孔和55的叉口定位，选用X5020A立式铣床
21、加专用夹具。工序：粗铣816的槽，以25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：铣断55的叉口，用宽为4的铣刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序检验。4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT200，硬度170220HBS，毛坯重量约1.12kg。根据机械加工工艺师手册1（以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、毛坯余量及尺寸的确定毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详
22、细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。根据机械加工工艺师手册（以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编），结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。 （1）粗铣55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。该端面的表面粗糙度为3.2，所以先粗铣再精铣。查机械加工余量手册3（以下简称余量手册机械工业出版社、孙本序主编）中的表4-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。再查表4-2查得加工余量为2.0 mm。由工艺手册表2.2-1至表2.2-4和机械制造工艺与机床夹具6（机械工
23、业出版出版社、刘守勇主编）中表1-15及工厂实际可得：Z=2.0mm，公差值为T=1.6mm。(2)加工3515的上表面的加工余量及公差。同上方法得：2Z=4.0，公差值为1.3 mm。（3）铣816的槽的上表面的加工余量及公差。同上方法得：2Z=4.0，公差值为1.6 mm。2、各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定（1）钻25的孔加工余量及公差。毛坯为实心，不冲出孔。该孔的精度要求在IT7IT9之间，参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T
24、=0.12 mm，钻孔23mm扩孔24.8 mm 2Z=1.8 mm铰孔25 mm 2Z=0.2 mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，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定。25 mm的孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图1。由图可知：图41余量及公差分布表4.1 加工尺寸及公差铸件毛坯钻孔扩孔粗铰精铰加工前尺寸最大2324.824.94最小22.524.4524.79加工后尺寸最大2324.824.9425最小22.524.4524.7924.95加工余量2324.824.9425 毛坯名义尺寸： 42（mm）钻孔时的最大尺寸： 23（mm）钻
25、孔时的最小尺寸： 22.5（mm）扩孔时的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）扩孔时的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）粗铰孔时的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）精铰孔时的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）精铰孔时的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm）(2)铣55的叉口及上、下端面因为叉口的粗糙度为3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册1表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79
26、级，选用8级。MA为F。公差值T=1.4 mm 粗铣55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0精铣55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0（3）粗铣3515的上端面因为该面的粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表2.3-9表表表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T=1.3mm粗铣3515的上端面 2z=2.0 （4）粗铣816的上表面此面的粗糙度要求为3.2，所以分粗精加工即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-
27、5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T=1.6mm，其偏差0.7粗铣816的上表面 2Z=2.0（5）铣816的槽此面的粗糙度要求为3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T= 1.6mm 。粗铣816的槽 2Z=2.0精铣816的槽 2Z=2.0（6）切断55叉口4.5确定切削用量及基本工时工序： 钻、扩、粗铰、精铰25孔。1.加工条件工件材料：灰铸铁HT200加工要求：
28、钻25的孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6 m；先钻23的孔在扩24.8的孔，再粗铰24.94孔，再精铰25孔。机床：Z5125A立式钻床。刀具：23麻花钻，24.8的扩刀，铰刀。2.计算切削用量（1）钻23的孔。进给量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导8P47表2-23钻孔进给量f为0.390.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=(0.390.47)0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。此工序采用23的麻花钻。所以进给量f= 0.25mm/z钻削速度切削速度：根据手册表2.13及表2.14，查得切削速度V
29、=18m/min。根据手册nw=300r/min,故切削速度为2切削工时l=23mm，l1=13.2mm.查工艺手册P9-143表9.4-31，切削工时计算公式： 1扩孔的进给量查切削用量手册10表2.10规定,查得扩孔钻扩24.8的孔时的进给量,并根据机床规格选取 F=0.3 mm/z切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表28-2确定为 V=0.4V 钻其中V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故 V=0.421.67=8.668m/min按机床选取nw=195r/min.切削工时切削工时时切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm 1粗铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的
30、进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F=1/3f钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V钻=1/321.67=7.22m/min切削速度按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度切削工时切削工时,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.1精铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F=1/3f钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V钻=1/321.67=7.22m/min切削速度按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度切削工时切削工时,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.工序：铣55的叉口的上、下端面。1进给量采用端铣刀，齿数4，每齿进给量=0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹具课程设计指导8（吴拓、方琼珊主编）。故进给量f=0.6mm铣削速度：（m/min） （表9.4-8）由数控加工工艺7（田春霞主编）中第五章表5-6得切削速度为918m/min根据实际情况查表得V=15 m/min切削工时引入l=2mm，引
