拨叉831003夹具设计

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篇一：拨叉831003夹具设计

中南林业科技大学课程设计

目录

一．序言 ....................................... 2

二．拨叉的分析 ................................. 3

2.1 拨叉的作用 .................................3

2.2 拨叉的工艺分析................................ 3

2.3 拨叉的工艺要求................................ 3

2.4毛坯的选择 .................................. 4

三．工艺规程设计 ............................... 4

3.1加工工艺过程 ................................ 4

3.2确定各表面加工方案 ........................... 4

3.3 确定定位基准 ................................ 5

3.4 工艺路线的拟订 .............................. 6

3.5 拨叉偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ...8

3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间) .............9

3.7 时间定额计算及生产安排 ....................... 14

四．专用夹具设计 ............................... 16

4.1 研究原始质料 ................................ 16

4.2 定位基准的选择 ..............................16

4.3 切削力及夹紧力的计算 ..........................16

4.4 误差分析与计算 ..............................18

五.结 论 .....................................19

参考文献 ....................................... 20

一．序言

机械制造工艺学设计是在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对自己末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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

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。

二．拨叉的分析

2.1 拨叉的作用

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。

2.2 拨叉的工艺分析

拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，对精度要求也很高。其底槽侧边与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。

2.3 拨叉的工艺要求

一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

其余

未注明圆角半径R3~5mm

图2.1 拨叉零件图

?25H7内花键孔；其加工有四组加工：粗精铣上端面；粗精铣18H11底槽；钻、铰2-M8

通孔，并攻丝。

（1）．以?22H12为主要加工面，拉内花键槽?25H7，槽数为6个，其粗糙度要求是底边Ra?1.6，侧边Ra?3.2，?22H12内孔粗糙度Ra?6.3。

（2）．另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为Ra?3.2。

（3）．第三组为粗精铣18H11底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边Ra?3.2，槽底的表面粗糙度要求是Ra?6.3。

（4）钻并攻丝2-M8。

2.4毛坯的选择

拨叉毛坯选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在1~3mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，查《机械加工工艺手册》表2.1-3，生产类型为中批量生产。

三．工艺规程设计

3.1加工工艺过程

由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。

由上工艺分析知，上端面与槽边均与花键轴有位置度公差，所以，保证内花键高精度是本次设计的重点、难点。

3.2确定各表面加工方案

一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。

3.2.1在选择各表面、内花键及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素

（1）．要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。

（2）．根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。

（3）．考虑被加工材料的性质。

（4）．考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。

（5）．此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。

选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。

3.2.2 上端面的加工

查《机械加工工艺手册》表2.1-12可以确定，上端面的加工方案为：粗铣——精铣（IT7?IT9），粗糙度为Ra?6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。

3.2.3 孔的加工

（1） 加工内花键前的预制孔?22H12加工

查《机械加工工艺手册》表2.3-47，由于预制孔的精度为H12，所以确定预制孔的加工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度，所以，在加工内花键前预制孔的精度可适当降低。

（2） 内花键的加工

通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面精度，同时也能保证预制孔表面精度。

（3）2-M8螺纹孔的加工

加工方案定为：钻，攻丝。

3.3 确定定位基准

3.3.1 粗基准的选择

选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：

（1）．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

（2）．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

（3）．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。

（4）．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

（5）．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉C在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉C零件图分析可知，选择作为拨叉C加工粗基准。

3.3.2 精基准选择的原则

（1）．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

（2）．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

（3）．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。

自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。

此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉C在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉C零件图分析可知，它的?25H7内花键槽，适于作精基准使用。

选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。

3.4 工艺路线的拟订

对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉C的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工预制孔，再加工花键槽，最后以花键槽定位粗、

篇二：CA6140车床拨叉831003夹具设计

C6140拨叉的夹具设计

——机械设计制造技术基础课程设计

姓 名：学生学号：

院（系）：

年级专业：

指导教师：

助理指导教师：

2012年1月

前 言

通过所学的专业课知识（《公差与配合》、《工程材料》、《机械原理》、《机械设计制造》、《机械制造技术基础》等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。

在这次设计中， 我们主要设计C6140拨叉的夹具。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。

（二）零件的工艺分析

CA6140拨叉共有两组加工表面：

1、这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的 花

键底孔

2、这一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及Φ25mm花键底孔两端的2×75°倒角。

对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属

型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。

毛坯零件图见附图2。

（二）基准面的选择

1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿

轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所

以选择零件的左端面为精基准。

（三）制定工艺路线

工艺路线方案一：

工序一：铸造毛坯；

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；

工序四：拉花键Φ25H7

工序五：；粗、半精铣底面D面；

工序六：钻配作孔、螺纹孔；

工序七：粗、半精铣槽；

工序八：去毛刺；

工序九：终检，入库。

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：

C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。

根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。

选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。

求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm

求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F，取为E级

求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数

篇三：CA6140车床拨叉831003 夹具设计说明书

课程设计说明书

设计题目: 设计“CA6140车床拔叉”零件的机械加工工艺规程及工

艺装备（大批生产）

设 计 者 指导教师

XXX XXX

前 言

通过所学的专业课知识（《公差与配合》、《工程材料》、《机械原理》、《机械设计制造》、《机械制造技术基础》等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。

在这次设计中，我们主要设计C6140拨叉的夹具。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要

其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。

（二）零件的工艺分析

CA6140拨叉共有两组加工表面：

1、这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的 花键底孔 2、这一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及Φ25mm花键底孔两端的2×75°倒角。

对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。

二、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式

此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。

毛坯零件图见附图2。（二）基准面的选择

1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。 （三）制定工艺路线 工艺路线方案一：

工序一：铸造毛坯；

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角； 工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗、半精铣底面D面； 工序六：钻配作孔、螺纹孔； 工序七：粗、半精铣槽； 工序八：去毛刺； 工序九：终检，入库。

工艺路线方案二：

工序一：铸造毛坯；

工序二：粗、半精铣左端面C面， 工序三：终检，入库。 工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗铣底面D面及18H11槽； 工序六：半精铣底面D面及18H11槽； 工序七：钻配作孔、螺纹孔； 工序八：去毛刺；

工序九：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；

比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定： C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。

选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。

求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm

求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F，取为E级

求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。

求毛坯尺寸2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；C、Ｄ面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即：R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm

D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：

R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 为了简化铸件的形状取R＝75mm

铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：

1、C面的单边总加工余量为Z＝2.3mm。查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量故粗加工余量为Z＝1.3m

2、D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm 3、花键孔

要求以花键外径定心，故采用拉削加工

内空尺寸为?22H12。由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42却定孔的加工余量分配：

钻孔：?20mm 扩孔：?22mm

拉花键孔(6-?25H7*?22H12*6H9)

4、铣18H11槽

由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11） （五）确定切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯

工序二：粗、半精铣左端面75×40面即C面。 一、 粗铣面75×40面 1、 背吃刀量的确定

因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。

2、 进给量的确定。

选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z

3、 铣削速度的确定。

由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁的硬度为150～


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