课程设计说明书机床夹具设计河北农业大学指导教师弋景刚学院名称机电工程学院专业及班级机制1502提交日期答辩日期（图1为CA6140车床拨叉831007的CAD图）（图2为CA6140车床拨叉831007的proe图）目录1、序言 (4)2、设计具体内容 (4)2.1、零件的作用 (4)2.2、零件的工艺性分析 (4)2.3、工艺规程设计 (5)2.3.1、确定毛坯的制造形式 (5)2.3.2 、基面的选择 (5)2.3.3 、制定工艺路线 (5)2.3.4 、选择加工设备和工艺设备 (7)2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7)2.5、确定切削用量及基本工时 (8)2.6、夹具设计 (13)2.6.1、零设计任务 (13)2.6.2、确定毛坯的制造形式 (14)2.6.3、定位基准选择 (15)2.6.4、夹紧方案的选择 (15)2.6.5 、定位误差分析 (15)2.6.6 、夹具结构介绍 (15)2.7、参考文献……………………………………………………………………………15、1、序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。

因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

2、设计具体内容2.1、零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。

它位于车床变速机构中，主6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φ22孔与操纵机构相连，而下方的φ55mm 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。

2.2、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置要求： 1）需要加工的表面：a.小孔的上端面、大孔的上下端面；b.小头孔0.02122+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔； c.大头半圆孔55Φmm ； 2）位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm 、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm 。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。

再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，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。

2.3、工艺规程设计2.3.1、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。

考虑到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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。

选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知零件的质量是1.0Kg/个，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；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。

2.3.2、基面的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。

（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。

当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。

（3）加工阶段的划分:该拨叉加工质量要求较高，可加工阶段可分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。

（4）工序的集中与分散：本拨叉选用工序集中加工原则安排拨叉加工序。

该拨叉的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装，夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。

(5)加工原则1)遵循“先粗后其他”原则。

2)遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

3）遵循“先主后次”原则，首先加工拨叉上端面。

2.3.3、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条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，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。

选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：a.工艺路线方案一工序一：铸造毛坯。

（预铸出Ф54mm孔）工序二：粗铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。

精铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。

工序三：粗镗、半精镗、精镗Ф55mm孔至图样尺寸。

工序四：钻、扩、铰两端Ф22mm孔至图样尺寸。

工序五：钻M8的螺纹孔，钻Ф8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。

工序六：铣断至图样尺寸。

工序七：去毛刺，检查。

b.工艺路线方案二工序一：粗铣——半精铣粗铣Ф40mm的上下的端面,至51MM，中间大孔上下端面至30mm。

工序二：钻、铰两端Ф22mm孔至图样尺寸。

工序三：粗铣中间孔上端面至22（5）mm，周径至Ф71mm；半精铣钻中间孔下端面至22mm，周径至Ф71mm；粗铣中间孔上端面至25mm，周径至Ф73mm；半精铣中间孔下端面至20mm 周径至Ф73mm。

工序四：粗镗、------到------、半精镗Ф55mm孔至图样尺寸。

工序五：钻Ф8mm的锥销孔钻到一半，装配时再钻，铰！钻M8x1mm的螺纹孔攻丝M8x1mm。

工序六：铣断至图样尺寸。

工序七：去毛刺，检查。

以上工艺过程详见“过程卡”。

2.3.4、选择加工设备和工艺设备a) 机床的选择：工序010为铣平面，可采用万能XA6132铣床。

工序020采用Z512台式钻床。

工序030采用万能XA6132铣床。

工序040采用万能XA6132铣床。

工序050采用万能XA6132铣床。

工序060采用钻床。

多刀具组合机床。

工序070采用铣断机床b) 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。

c) 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。

d) 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。

e) 其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。

2.4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.0㎏,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。

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：a.外圆表面（Ф40mm 及Ф73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。

又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对Ф40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120±1.25的范围内。

b. 两小孔0.21022+Φ毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照《实用手册》确定工序尺寸及余量：钻孔：Ф20.5mm 2Z=20.5mm铰孔：0.21022+Φmm 2Z=0.2mmc.中间孔（Ф55mm 及Ф73mm ）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表得：孔的铸造毛坯为Ф49、Ф73的孔是在Ф55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm ，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。

参照《实用手册》确定Ф73mm 工序尺寸及余量：粗铣：Ф71mm Z=0.4mm 精铣：Ф73mm Z=1mm参照《切屑加工简明实用手册》确定Ф55mm工序尺寸及余量：粗镗：Ф54.5mm 2Z=0.8mm半精镗：Ф55mmd.螺纹孔及销孔销尺寸铸造为实体。

参照《实用手册》确定钻Ф8螺纹孔和Ф8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。

e.铣断2.5、确定切削用量及基本工时工序Ⅰ粗铣Ф40mm孔的两头的端面。

a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS，σb=0.16Gpa，铸造。

加工要求：粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。

机床：X52K立式铣床参数。

刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm，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。

b.计算切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）计算切削速度按《简明手册》Vc =vpvvevzvpmvov KZuayfXaTqdC算得 Vc ＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择nc =475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14×80×475/1000=1.06m/s,实际进给量为fzc =Vfc/ncz=475/(300×10)=0.16mm/z。

3)校验机床功率查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。

故校验合格。

最终确定 ap =2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。

4）计算基本工时t m ＝L/ Vf=9.4s。

工序Ⅱ 钻、铰两端Ф22mm 孔之图样尺寸。

a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σ b =0.16Gpa ，铸造。

加工要求：钻孔至Ф20.5mm ，精铰至Ф22mm ，保证孔壁粗糙度Ra=1.6μm 。

机床：Z512台式钻床。

刀具：莫式圆锥为2 号的高速钢横锥柄麻花钻作为刀具 ，刀长Ф21.8mm ，钻头采用双头刃磨法，后角αo ＝12°、二重刃长度b ε=2.5mm 、横锥柄麻花钻作为刀长b=1.5mm 、宽l=3mm 、棱带长度mm l 5.11= 、1202=ϕ° 100=α°、30=β°。