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CA6140车床拨叉 831008 钻扩两个Φ20孔


夹具课程设计说明书
题目:CA6140 车床拨叉 831008
钻扩两个Φ 20 孔

姓 学

名: 号:

专业班级: 指导老师:

2012 年 6 月

28 日





序言????????????????????????1 摘要????????????????????????2 一、零件分析 ??????????????????3 1.1 零件作用 1.2 零件的工艺分析 二、确定生产类型?????????????????4 三、夹具设计??????????????????? 4 3.1 问题的提出 3.2 定位基准选择 3.3 切削力及夹紧力计算 3.4 定位误差分析 3.5 具设计及操作简要说明 总 致 结??????????????????????8 谢??????????????????????9

参考文献?????????????????????10





机械制造业是制造具有一定形状位臵和尺寸的零件 和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业 的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生 产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业 的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民 经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基 础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低 是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重 要指标。 拨叉 831008 的加工工艺规程及其钻扩孔的夹具设 计是在学完了机械制图、 机械制造技术基础、 机械设计、 机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。 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,并设计出专用夹具,保 证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创 新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面 广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要 注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结 合,才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老 师们批评指正。

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摘要

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设 计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 拨叉 831008 加工工艺规程及其钻扩孔的夹具设计 是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的 设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了 解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加 工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步 的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装 备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出 夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元 件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹 具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不 足之处,并在以后设计中注意改进。 关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误 差。

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一、零件的分析
1.1 零件的作用:
题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉 831008。它 位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按 照工作者的要求工作,获得所需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 半孔则 是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动 下方的齿轮变速。两件零件铸为一体,加工时分开。题

1.2 零件的工艺分析:
零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造 性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以 下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位臵要 求: 1.小头孔Φ20 以及与此孔相通的Φ8 的锥孔、 螺纹孔。 M6 2.大头半圆孔Φ50。 3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面,大头半圆 孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm, 小头 孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm。

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由上面分析可知,可以粗加工拨叉下端面,然后以 此作为基准采用专用夹具进行加工,并且保证位臵精度 要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的 位臵精度,并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面,所以 根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定生产类型
已知此拨叉零件的生产纲领为 5000 件/年, 零件的质 量是 1.0Kg/个,查《机械制造工艺设计简明手册》第 2 页表 1.1-2,可确定该拨叉生产类型为中批生产,所以 初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序适当集 中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。

三、夹具设计
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。经过与老师协商,决定设计 第 4 道工序——钻, 扩孔的钻床夹具。 本夹具将用于 Z525 立式钻床,刀具为高速钢麻花钻,扩孔钻。

3.1 问题的提出

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本夹具主要用来钻,扩工件,加工出 Φ 19.8mm,由 于本道工序孔中心线与 Φ 32 上端面有垂直度要求, 因此 要保证加工的精度。所以,本道工序加工时,主要应该 考虑如何提高精度,在此基础上在一定程度上提高劳动 生产率,降低劳动强度。

3.2 定位基准选择
考虑工件的加工结构,可以采用“一面,一固定 V 形 块,一滑动 V 形块”的定位方式。其中滑动 V 形块 Y 轴移动自由度由导轨限制,X 轴移动自由度不限制,避 免过定位。夹紧机构采用螺旋夹紧机构。同时考虑到生 产率要求不是很高,故可以采用手动夹紧。

3.3 切削力及夹紧力计算
由于实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为 钻头的切削方向,即垂直于第一定位基准面,在两侧只需 要采用两个 V 型块定位,经螺旋夹紧机构适当夹紧后, 本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算. 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠 的卡紧。

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轴向力 :Fi ? C F d Mf f 0 扭矩 :
M c ? CM d 0zM f
yM

yM

k F ? 420 ? 0.006 1.0 ? 1.0 0.8 ? 1.0 ? 2.52 N

k M ? 0.206? 0.0062.0 ?1.00.8 ?1.0 ? 7.416?10?6 N ? M

由于扭矩很小,计算时可忽略。 卡紧力为 F ?
Ff 2? ? 5.04 N

取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧, 调节卡紧力调 节装置,即可指定可靠的卡紧力。

3.4 定位误差分析
采用自动对中夹具后,定位误差取决于对中块\螺杆 以及滑块的制造误差.同时,对对中块利用调整螺钉进行 调整并加装钻套后,钻孔后的误差只有 0.08mm. 本工序 采用一定位销,一挡销定位,工件始终靠近定位销的一 面,而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具 体底版的水平力,因此,工件不在在定位销正上方,进 而使加工位置有一定转角误差。但是,由于加工是自由 公差,故应当能满足定位要求。

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3.5 夹具设计及操作的简要说明
如前所述, 由于是中批量生产, 故采用手动夹紧即 可满足要求。由于本工序处于加工的最后阶段,故对精 度有较高的要求, 必须保证刀具与工件的相对位置精度。 夹具装有钻套,可以使夹具在一批零件的加工之前很好 地对刀 (与塞尺配合使用) 同时夹具体底面的一对定位 ; 键可以使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位 置,以有利于钻,扩加工卡具的卡紧力不大,故使用手 动卡紧。为了提高生产力,使用快速螺旋卡紧机构。卡 具上设置有钻套,用于确定的钻

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本次设计即将结束了, 时间虽然短暂但是它对我们来 说受益菲浅的,通过这次的设计使我们不再是只知道书 本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相 结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识 而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书 馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手 册和 AUTOCAD 等制图软件,为我们踏入设计打下了好的 基础。 本次设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知 识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因 此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到 了好多, 它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。

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这次本次设计使我收益不小,为我今后的学习和工 作打下了坚实和良好的基础。但是,查阅资料尤其是在 查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠,由 于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指 导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见,在我遇 到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的完成了毕业 设计。 这次本次设计成绩的取得,与指导老师的细心指导 是分不开的。在此,我衷心感谢我的指导老师,特别是 每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决技术上的 一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益 求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选 择到项目的最终完成,她都始终给予我细心的指导和不 懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精 心指导, 同时还在思想、 生活上给我以无微不至的关怀, 除了敬佩指导老师的专业水平外,她的治学严谨和科学 研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影响我今 后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和 崇高的敬意。

参 考 文 献
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1.《机械制造工艺学》 、主编赵长发、 —哈尔滨工程大学出版社 2008 2.《机械制造工艺学课程设计指导书》 (第 2 版)主编赵 家齐、—机械工业出版社 2.《机械制造工艺设计简明手册》 、主编李益民、 —机械工业出版社 1994 3.《切削用量简明手册》 、主编艾兴、肖诗纲、 --工业出版社 1994 4.《夹具设计》 、哈尔滨工业大学、上海工业大学主编, 上海科学技术出版社、1983 5.《金属切削机床夹具设计手册 》第 2 版主编浦林祥、 6.《机床夹具图册》 、主编侯放

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