制定CA6140C车床拨叉的加工工艺,设计铣18mm槽的铣床夹具说明书

第一篇：制定CA6140C车床拨叉的加工工艺,设计铣18mm槽的铣床夹具说明书

哈尔滨理工大学

机

械

制

造

技

术

基

础

课

程

设

计

说

明

书

设计题目：

制定CA6140C车床拨叉的加工工艺，设计铣18mm槽的铣床夹具

设 计 者：耿 利 威 班 级：机械03-1班

学 号： 25

指导教师：敖 晓 春

哈 尔 滨 理 工 大 学 机械设计制造及其自动化系

2006年9月30日

哈 尔 滨 理 工 大 学

机械自造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目：制定CA6140C车床拨叉的加工工艺，设计铣8mm槽的铣床夹具

设计要求：中批量生产

设计时间：设计内容：

手动夹紧

通用工艺装备

2006.9.11~2006.9.29

1、熟悉零件图；

2、绘制零件图（一张）；

3、绘制毛坯图（一张）；

4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）；

5、绘制夹具总装图；

6、绘制夹具零件图；

7、说明书

班

级：机 械 03-1 班 学

生：

耿 利 威 指导教师：

敖 晓 春 系 主 任：

2006年09月3日

目录

序言..............................................................................................................2

一、零件的分析..........................................................................................4 零件的作用.............................................................................................4 零件的工艺分析.....................................................................................4 二.确定生产类型.....................................................................................5 三.确定毛坯...............................................................................................5 四.工艺规程设计.........................................................................................5(一)选择定位基准：............................................错误！未定义书签。

（二）制定工艺路线...........................................错误！未定义书签。

（三）选择加工设备和工艺设备......................错误！未定义书签。(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定.错误！未定义书签。

五、夹具设计........................................................错误！未定义书签。(一)问题的提出....................................................错误！未定义书签。(二)夹具设计........................................................错误！未定义书签。3.定位误差分析....................................................错误！未定义书签。4钻床夹具的装配图见附图...............................错误！未定义书签。参考文献：................................................................错误！未定义书签。

序言

机械制造工艺学课程设计使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。

就个人而言，我希望能通过这次课程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。

一、零件的分析

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：

0.0211.轴孔22以及与此孔相通的的花键。02.拨叉底面、上顶面、右端面；上顶面8mm槽及下底面18mm槽。

3.由上面分析可知，可以加工拨叉右端面；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。

二.确定生产类型

已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，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.确定毛坯 确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑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。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。2 确定铸件加工余量及形状：

《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：（附毛坯图）

3绘制铸件零件图：（附零件图）

出版社 张世昌等主编

第二篇：CA6140车床拨叉课程设计(18H11槽粗铣夹具)

课程设计说明书

机械制造基础课程设计

设计题目：设计“CA6140车床拨叉”零件03的机械加工工艺及18H11槽粗精铣夹具

班

级：

学

生： 指导教师：

2010.9.24

课程设计说明书

目录

一 序言……………………………………..4 二 设计题目………………………………..4 三 设计要求……………………………….4 四 设计内容………………………………..4 五 零件分析………………………………..5

（一）零件的作用……………………………5

（二）零件的工艺分析………………………6 六 工艺规程设计…………………………..7

（一）确定毛坯的制造形式…………………7

（二）基面的选择……………………………7

（三）制定工艺路线………………………….7

（四）机械加工余量工序尺寸及

毛坯的确定………………………………9

（五）确定切削用量及基本工时……………10 七 夹具设计………………………………..18

（一）问题的提出………………………….18

我这里

第三篇：拨叉的制造工艺夹具设计说明书

南京农业大学

机械制造工艺学课程设计说明书

设计题目：拨叉的工艺制造及夹具设计

学生姓名： 闫彪

学生学号： 30309210 院（系）： 工学院 年级专业： 车辆工程 指导教师： 徐秀英

2012年5月31日

目录

一 设计说明„„„„„„„„„„„„„„„ 2

二 零件分析„„„„„„„„„„„„„„„

三 工艺工程设计„„„„„„„„„„„„„

四 家具设计„„„„„„„„„„„„„„„

五 设计心得„„„„„„„„„„„„„„„

六 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„4 11 13 13

一、设计说明

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之前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，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来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。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

二、零件的分析

（一）零件的作用：

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm的筋板0。022支撑，零件中部有250的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm的锥孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。

(二)零件的工艺分析：

本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。

1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。

2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度为3.2。.最终达到要求。

0。0223、以顶面为基准加工250的花键孔，此面表面粗糙度为6.3。采用钻，扩即达到要求。4、18mm的槽加工，此槽侧面粗糙度为3.2，底面粗糙度为6.3即采取粗铣、半精铣，两步工序能达到要求。

5、加工M8螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ6.7，考虑到工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。

6、加工M5锥孔，由《机械加工工艺手册》查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。

由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。

三、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式。

由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

（二）基准面的选择

基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。

粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题0。021目我们以250的孔为精基准，基本满足要求。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度 等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。

工艺路线方案： 工序：1/、铸造；

2/、时效处理；

3/、粗铣、半精铣左端面；

4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩22孔；

5/、钻、扩22孔；

6/、车26倒角

7/、拉花键孔；

8/、铣18mm槽；

9/、钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔

10/、去刺

11/、检验。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件的材料为HT200，硬度HB170—200，毛坯重量约为1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下。（批量生产）

根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下：

1．零件端面：

此面是粗基准，是最先加工的表面，由《机械加工工艺设计实用手册》表6-92及公式（6-16）计算底面加工余量。

e=CAmax式中

e

——余量值；

0.2A0.15

Amax ——铸件的最大尺寸；

A

——加工表面最大尺寸；

C

——系数

e=0.55×800.2750.15=2.5mm 满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

2． 顶面.30—80面：

因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为

e=3mm 满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

3、中间22孔

毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为IT7—IT8之间，根据《机械加工工艺设计实用手册》确定尺寸和余量。

钻孔：φ20 扩孔：φ22

e=2mm

4、φ25 花键孔

以φ22孔为基准拉孔

e=3mm 5.铣18mm槽

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知e=18mm

6、M8螺纹孔

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知M8底孔为6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。

钻M8底孔φ6.7；

攻丝M8；

e= 1.3mm.（五）确定切削用量及基本工时

1、工序Ⅲ：铣端面

a/加工条件：机床：X62W卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀

GB1106-85

其中d=80mm，L=82mm , l=22mm b/计算切削用量：ap=2.5mm 由《机械加工工艺手册》表15.53可知：

f=afz0.2061.2mm/r

由《切削用量手册》表9.4-8可知：

vt =0.34m/s

nt=1.35r/s

vft=1.70m/s 各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69

Ksv=Ksn=Ksf=0.8 所以有

V=0.340.690.8=0.19m/s

V=1.350.690.8=0.75r/s

V=1.700.690.8=0.94mm/s

由X62W机床取

nt=0.792r/s=47.5r/min

vfc=1.0mm/s

所以实际切削速度

v=

d0n=0.20m/s=12m/min 1000

afc.=

vfcncz0.21mm/z

.确定主轴转速：l1+l2=17mm

l=75mm

n=100v=7r/s=420r/min d0

切削工时：

tml1ll292s1.53min nwf2、工序Ⅳ：铣20+10平面

加工条件：机床：X52K立式铣床

刀具：高速钢立铣刀

其中d=32mm，z=6.计算切削用量：ap=3mm

由《机械加工工艺实用手册》表15-52

af=0.08mm/z

由《机械加工工艺实用手册》表15-55 v=0.3m/s=18m/min ns1000v100018==3r/s(179r/min)dw3.1432按机床选取：

n280r/min4.67r/s

v实际dn10003.14323.170.317m/s

1000 切入 l110mm 切出 l22mm

l=80mm

vfafzn1.52mm/s

.l1l2l801021.01min vf1.52切削工时：

tm1

3、工序Ⅵ 钻，扩φ22孔

(1)钻φ20孔

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：麻花钻

其中d=20mm，.b/计算切削用量：ap=20mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.36mm/r

v=0.35m/s

.确定主轴转速：

n=

1000v=.334r/min d0.按机床选取：

nw392r/min

实际机床选取： v=n0.41m/s 1000

切入 l15mm 切出 l23mm

l=80mm

切削工时：

tm

（2）扩φ22孔 l1ll20.62min.nwf

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：扩孔钻

其中d=22mm，.b/计算切削用量：ap=2mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0..81mm/r

v=0.14m/s

确定主轴转速：

n=

1000v=.121.5r/min d0.按机床选取：

nw140r/min

实际机床选取： v=n0.16m/s 1000l1ll20.78min.切削工时： tmnwf4、拉花键孔

nsznlyr1.5801.21.40.13m/s

1000vfzz10003.60.067

5.铣18mm槽

a/加工条件：机床：x62w卧式铣.床..刀具：直齿三面刃铣刀

其中d=80mm，z=18

b/计算切削用量：ap=18mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知：

.af=0..20mm/z

v=18mm/min

确定主轴转速：

n=

1000v=71.6r/min d09.按机床选取：

nw75r/min

n0.314m/s 1000

实际机床选取： v=切削工时： tm

6.钻M8螺纹孔 l1ll21.16min.nwf

(1)钻M8螺纹底孔φ6.7孔.a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：麻花钻

其中d=6.7mm，.b/计算切削用量：ap=6.7mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.13mm/r

v=0.35m/s

.确定主轴转速：

n=1000v=.998r/min d0.按机床选取：

nw960r/min

实际机床选取： v=n0.34m/s 1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工时：

tm

(2)攻丝M8

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：机用丝锥

其中d=8mm，.b/计算切削用量：ap=1.3mm l1ll20.12min.nwf由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r

v=0.12m/s

.确定主轴转速：

n=

1000v=286r/min d0.按机床选取：

nw272r/min

n0.11m/s

实际机床选取： v=1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工时：

tml1ll20.06min...nwf

四、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。

经过和指导教师的协商，我决定设计第9道工序——钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔的夹具设计，本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为.麻花钻，机用丝锥。.为达到零件工艺要求，对零件进行钻、扩、.两步工序进行加工。

1、问题提出：利用本夹具主要是钻M8螺纹底孔φ6.7孔。此孔.没有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。

2、夹具设计

1）根据定位基准的选择原则，采用以 2）3）

22孔以及端面来定位。

切削力及夹紧力计算

F9.81CFd0ZffYfKF 查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、KFZ=0.9

..因此Fz=.595N M9.81CMd0ZMfYMKM

查表可得CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、KM=0.87..因此 扭矩

M=1.6Nm

由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式

P=K×F'

其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4

K1——基本安全系数 1.3

K2——加工性质系数1.1

K3——刀具钝化系数1.15

K4——断续刀削系数1.2

所以

K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。

3）定位误差分析

由于所加工的零件对本工序加工的面没有特殊的技术要求，虽然由于定位孔的加工误差以及底面的误差，可能产生所加工的面的平面度、位置度等形位误差，但是在这里是允许的。4）夹紧设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹夹具时，应该注意劳动生产率。但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，螺旋夹紧机构成了首选的方案。这种结构的缺点就是夹紧过程慢，且装卸不太方便。为了解决这一矛盾，我将其中的一个定位销设计成活动的。

五、设计心得

两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。

六、参考文献

1、李益民主编，机械制造加工工艺简明手册，机械工业出版社，1994.7

2、廖念钊等主编，互换性与技术测量（第三版），中国计量出版社，2006.8

4、冯之敬主编，机械制造工程原理，清华大学工业出版社，2004.1

5、袁哲俊、刘华明主编，刀具设计手册，机械工业出版社，1999.6

6、王光斗、王春福 主编，机床夹具设计手册（第三版），上海科学技术出版社，2000.11

7、崇凯主编，机械制造技术基础课程设计课程设计指南，化学工业出版社，2007.2 13

第四篇：铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书

铣拨叉齿顶面铣床夹具说明书

目录

绪论

机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的 某几个主要的部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应该注意什么问题，采用什么方法和工艺路线进行加工才能更好的保障精度，提高劳动生产率，就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率降低成品等，还可以扩大机床的使用范围，从而可以使产品在保障精度的前提下提高效率，降低成本。

在本次的设计中就针对拨叉的加工工艺进行分析，制定几种加工路线，选择一种较好的加工路线进行加工，在这过程中，制定多套夹具方案并进行分析，这次设计培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程的最后一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实践的机会，因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的作用。

1概述

1.1 选题的目的和意义

机械加工工艺是实现产品设计，保障产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上质量好、水准高，加快产品更新的技术保障，在这当中夹具的设计是非常重要的几个环节，好的夹具设计可以提高劳动生产率，保障和提高加工精度，降低成本，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求，企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。零件的分析 2.1零件的作用

题目所给的零件是拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动，按照使用者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ30的孔与操作机构相连，下方的φ55mm的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数。两件零件铸为一体，加工时分开。

2.2零件的工艺分析

零件的材料是QT450-10，灰铸铁生产工艺简单，铸造性良好，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。

3工艺规程的设计 3.1确定毛坯的制造形式

零件的材料是QT450—10。考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件的结构有比较简单，生产类型为大批量生产，故选择铸件毛坯。选择铸件尺寸公差等级为CT9级，已知次拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：工序应集中，加工设备以通用设备为主。

3.2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障，生产效率得到提高。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。

3.21粗基准的选择： 以零件的地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。这样就可以限制五个自由度，再加上垂直的一个加紧，就可以达到完全定位。粗基准的选择以不加工表面作为粗基准。如果工件上有很多不需加工的表面，则以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗粗基准选择的原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准

3.22精基准的选择

精基准的选择原则：用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差，即所谓基准重合原则；当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此精基准定位，即所谓基准统一原则；当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循自为基准原则；为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循互为基准的原则；精基准的选择应使定位准确，加紧可靠，为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。

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，应该进行尺寸的换算，这在以后会还要专门的计算，此处不再重复。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当时使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求等能得到合理的保障。在生产纲领已经确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高

生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。1.工艺路线方案一

工序1：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面。工序2：精铣φ47.5mm孔的两头的端面。

工序3：粗镗、半精镗。精镗φ47.5mm孔至图样的尺寸。工序4：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序5：铣断保证图样的尺寸。工序6：铣拨叉齿顶面。工序7：去毛刺，检查。

2.工艺路线方案二

工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。

工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。工序5：铣断并保证样图尺寸。工序6铣拨叉齿顶面.工序7：去毛刺，检查。

3.工艺方案的比较与分析

上述两种方案的特点在于：方案一是先加工完与φ30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二是先是加工完φ30mm的孔，再以孔的中心线来定位加工与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工φ30mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他的两个面很难保证。方案二在加工三个面的时候都但是用φ30mm孔的中心轴线来定位，这样很容易就可以保证与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。其他的工序尤为平常简单无需再谈，通过比较最终的方案为： 工序1：：粗铣φ47.5mm孔的两头的端面 工序2：钻扩铰两端φ30mm的孔至图样的尺寸。工序3：粗铣中间孔上端面至φ55mm。工序4：粗镗、半精镗φ47.5mm孔至图样尺寸。

工序5：铣断并保证样图尺寸 工序6：去毛刺，检查。

以上的工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件材料是QT450-10，毛坯的重量约为1.6kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，确定加工表面的加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸夹具的设计

4.1定位、夹紧方案的设计及具体的图形

由于其他的表面已经加工好了，那么只需要设计加工铣拨叉齿顶面的铣床夹具即可，经分析可以利用φ30h7的孔和端面来定位，其中φ30h7的孔可以用一个短销来限制2个自由度分别为X方向和Y方向，而端面可以限制3个自由度，分别为绕X方向转动和绕Y方向的转动，这样就可以限制5个自由度，而我们有可以利用φ47.5mm的孔限制一个绕Z方向的转动自由度，这样就可以实现6个自由度的全定位，而因为φ47.5mm的孔比较大，用一个简单的装置不能实现要求或不能快速的换工件，所以要设计专用的装置来实现，我们可利用内可调夹紧的方式来实现防转的效果，我的设计方法下图：

而夹紧我们可以用螺栓夹紧螺母和开口垫圈的组合来进行夹紧，方便可靠，具体的夹紧装置见装配图。又因为与短销相连的细柱强度和刚度会不够，所以可以用一个顶尖的装置来实现，把所有的综合起来就是我们所要的夹具了据体的图形如下所示: 4.2 夹具的具体说明和使用方法

本夹具用在卧式铣床上铣削拨叉的齿顶面。

工件以φ30h7的孔和端面及47.5mm圆弧面在台阶心轴1和双推杆5上定位。向后翻开顶尖座4，装上工件。翻上顶尖座，拧螺钉3使之锁紧。旋转手柄8顶住台阶心轴1，用螺钉9锁紧顶尖。插入开口垫圈，拧螺母2轻夹工件，转动手柄7，螺母6前端面的锥面迫使双推杆5等速外移，对工件的R47.5mm圆弧面定心。最后拧紧螺母2夹紧工件。

用顶尖顶紧心轴，增大了工艺系统的钢性，使加工过程的震动减小。

5切削用量及工时的计算

1.加工条件：

工件材料：QT450-10，硬度190-260HBS，δb=0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣拨叉的齿顶面。保证粗糙度为Ra3.2um，机床采用的是XA5032型的立式铣床。

5.1刀具的选择

因为要加工的工件材料是QT（球磨铸铁），所以要选择 硬质合金的刀具 来加工。而又由书《机械精度射击与检测技术》的表5.8可知粗糙度Ra3.2可以直接由粗铣来加工。

铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具的消耗，不能任意的选择，由《切削用量简明手册》，又由零件的加工深度是2.5mm，加工的宽度是80mm所以可以确定铣刀的直径是100-125mm，因为要保证可靠度选择直径为125mm，又由《切削用量简明手册》，由于使用的是标准的的硬质合金钢的

铣刀，由表查的齿数是Z=12。铣刀几何形状的选择：

由硬度为450HBS且由《切削用量简明手册》可知前角γ

0取

8°，后角α0 =8°，主偏角kr=60°副偏角kr·=1°，刀齿螺旋角β=15°。

5.2选择切削用量

（1）决定铣削宽度a，由于加工的余量不大，故可在一次走刀内切完，则a=2.5mm.（2）决定毎齿的进给量fz。

由XA5032型的铣床可查《切削用量简明手册》中的表3.30.知道其功率是7.5kw，这时的fz=0.09~0.18mm/z 可取fz=0.15 mm/z（3）选择铣刀的磨钝标准及刀具的寿命

铣刀刀齿的后刀面最大的磨损量为0.8mm;由于铣刀直径d0=125mm故可查表得知刀具的寿命为T=180min（4）决定切削速度Vt和每分钟的进给量Vf

切削速度可以根据《切削用量简明手册》的表3.27中的公式计算，也可以直接由表中查出。

当d0=125mm，Z=12，决定切削速度Vt和每分钟进给量Vf及转速nt。可根据表3.16由ap=2.5mm, fz=0.15mm/z, 查出 Vt=110m/min

nt=281r/min

Vf=378mm/min

各修正系数为:kmv=kmn=0.79 ksv=ksn=ksv=0.8 所以Vc=vt·kv=110×0.79×0.8=69.52 mm/min n=nt·kv=281×0.79×0.8=177.59 r/min vf=Vft·kv=378×0.79×0.8=238.90 mm/min 根据XA5032型的立铣说明书（表3.30）选择 主轴转速nc=190 r/min 纵向进给量Vf c=235 mm/min

因此实际切削速度和每齿进给量为

vc=πd0nc/1000=（3.14×125×190）/1000=74.58 mm/min fzc=Vf/ncz=235/（190×12）=0.1 mm/z 5.3校验机床功率

根据表3.23，当硬度为450HBS>285HBS，铣削宽度ae=80mm,ap=2.5mm,d0=125mm,z=12, vfc=238.9mm/min所以近似的有

Pce=3.2kw

根据XA5032立铣说明书(表3.30),机床主轴允许的功率为

Pcm=7.5×0.75kw=5.63kw 因为3.2kw<5.63kw因此所选择的切削用量可以采用.即 ap=2.5mm

vf=238.90mm/min n=190 r/min

vc=74.58mm/min fz=0.1mm/z 5.4计算基本工时

Tm= L/vf

式中L=l+y+Δ

通过计算易知 l=16.58mm 根据表3.26对称安装铣刀,入切量及超切量y+Δ=17mm 故

T=(16.58＋17)/238.9=0.141min 5.5计算切削力

切削力的计算

选用的是硬质合金的刀具，d0=125mm，Z=12。

计算公式是

F=f×p×z××cafaz/d0 f n= 491×2.5×0.1×80×12/(125×0.15

×190)＝278

见《切削手册》表3.28）

水平分力是FH=1.1F=278N 垂直分力是FV=0.3F=70.65N 在计算切削力的时候，必须把安全系数考虑在内。

在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数为KK1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5；

K2为加工性质系数1.1；

K3为刀具钝化系数1.1 ；

K4为断续切削系数1.1。K5为人力操作疲劳系数 1.3 所以 1.51.11.11.11.3259.1=672.5 N

由于选用手动夹紧，由 《机械设计手册》查得M8螺钉的抗拉力为1024.5

参考文献

[1] 田克华.互换性与测量技术基础.哈尔滨工业大学出版社；1996 [2] 王启平.机械制造工艺学（第五版）.哈尔滨工业大学出版社；1999 [3] 李旦.机床专用夹具设计图册.哈工大出版社；2005 [4] 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.冶金工业出版社；2002 [5] 东北重型机械学院.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社；1980 [6] 成大先.机械零件设计手册（第四版）.机械工业出版社；2002 [7] 王启平.机床夹具设计（第二版）.哈尔滨工业大学出版社；1996 [8] 孟宪栋、刘彤安.机床夹具图册.机械工业出版社；1991 [9] 戴曙.金属切削机床.机械工业出版社；2002 [10] 乐兑谦.金属切削刀具（第二版）.机械工业出版社；2002 [11] 陈日曜.金属切削原理（第二版）.机械工业出版社；2002 [12] 艾兴、肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）.机械工业出版社；2002 [13] 黄如林.切削加工简明实用手册.化学工业出版社；2004 [14] 徐圣群.简明机械加工工艺手册.上海科学技术出版社；1991 [15] 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书（第二版）.机械工业出版社；2002 [16] 周欣、刘宇辉.实践指导教程.哈尔滨出版社；2001 [17] 浦林祥.金属切削机床夹具设计手册（第二版）.机械工业出版社；1995 [18] 王存堂.Auto CAD2004.机械工业出版社；2004 [19] 袁绩乾.机械制造技术基础.机械工业出版社；2003 [20] 王先逵.机械加工工艺手册（第二版）.机械工业出版社；

第五篇：831005拨叉铣床夹具设计说明书

目录

设计说明...............................................................................................................................................................1

1、零件的分析.....................................................................................................................................................3 1.1.零件的作用.............................................................................................................................................3 1.2.零件的工艺分析.....................................................................................................................................3

2、工艺规程设计.................................................................................................................................................4 2.1.确定毛坯的制造形式.............................................................................................................................4 2.2.基准的选择.............................................................................................................................................4 2.3.制定工艺路线.........................................................................................................................................4 2.4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定.........................................................................................5

3、夹具设计.........................................................................................................................................................7 3.1.镗孔夹具设计研究原始质料.................................................................................................................8 3.2．定位基准的选择..................................................................................................................................8 3.3.切削力及夹紧力的计算.........................................................................................................................8

4、设计体会语...................................................................................................................................................10 参考文献.............................................................................................................................................................11

设计说明

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

在此次设计中我们主要是设计831005拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，尤其是李君老师，在此表示感谢！

课程设计是在课程实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在课程实习期间认真调查研究、搜索资料。

本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。

由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。

一、零件的分析

1.零件的作用

题目给定的零件是831005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进行工作。宽度为8+0.0120mm的槽尺

寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精 度。所以，宽度为8+0.0120mm的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。

2.零件的工艺分析

831005拨叉共有两组加工表面。以花键孔的中心线为基准的加工面

这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。

以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽

经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面

二、工艺规程设计

1.确定毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，由于零件形状规范，可以直接用铸造，属于中批生产。

2.基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进（1）粗基准的选择

粗基准选择一般的原则：1.保证相互位置要求的原则 2.保证加工表面加工余量合理分配的原则 3.便于装夹的原则 4.粗基准一般不得重复的原则。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，选择作为831005拨叉加工粗基准。（2）精基准的选择原则

选择精基准的原则：1.基准重合原则 2.统一基准原则 3.互为基准原则 4.自为基准原则 5.便于装夹原则。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于做精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。

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方便。粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。

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保证。

（1）工艺路线方案一

方案一

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。2.粗、精铣削B面。3.铣削8+0.030mm的槽。4.铣削18+0.0120mm的槽。5.拉花键。6.终检

方案二

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2.拉花键。以A面为基准，3.铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具 4.铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。

5.铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。6.终检

（3）工艺方案的比较和分析

上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片” 综上所述将方案的加工工艺路线定制如下： 工序：

粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。拉花键。以A面为基准，铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具

铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。终检

以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。

4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定

加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度L=40mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 用乳化液冷却

机床：X62W 1)选择刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以铣刀精度为精密级K8 铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2)选择切削量

由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量简明手册》表3.3 确定f=0.15-0.3mm/r 现取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据《切削用量简明手册》表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：T=100min其中

4)决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min n=1000×Vc/do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min 根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min 实际速度Vc=donc/1000=74.2m/min 选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 1)机床功率：根据《切削用量简明手册》表3.28 公式

圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC

KTV=0.90 KMFC=0.9

4由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N•M Pc=FcVc/1000=1.18km 根据X62W型铣床说明书，功率足够。6)基本工时基本工时根据 《切削用量简明手册》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min）L1+△=14mm

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，需设计专用夹具。

经过与指导老师给题，决定设计加工顶部8mm槽的夹具。

1.镗孔夹具设计研究原始质料

经过与指导老师协商，决定设计第5道工序——铣宽为80

+0。0

3mm槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。

本夹具主要用来铣宽为80+0。03mm的槽，由于采用宽为80+0。022mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度．

2．定位基准的选择

由零件图可知，宽为80+0。03mm的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。

3.切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，Ø63mm, Z=14 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP(见《切削手册》3-56表)解得 Fz =200(N)

其中CP=52，t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55 在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数K= k1 k2 k3 k4 水平切削分力FH=1.1 Fz =220(N)垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60(N)其中： k1为基本安全系数1.5 k1为加工性质系数1.1 k1为刀具钝化系数1.1 k1为断续切削系数1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400(N)实际加紧力为WK= KFH/U1U2=400/0.5=800(N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025 螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为 W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3-d3/ D2-d2)解得： W=1O405(N)

其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm 此时螺母的加紧力W已大于所需的800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。3.定位误差分析

由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径

向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。

四、设计体会语

为期四周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组同学在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请老师批评指正！

参考文献

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[10]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 [11]、《机械零件设计手册》 [12]、《机床夹具设计图册》

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