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C A6140车床拨叉831003夹具设计说明书(总13页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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 XXX指导教师 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。
第一部分设计任务书及课程设计的要求和内容加工 (2)其次部分序言 (4)第三部分拨叉Φ22mm 孔的钻床夹具设计 (5)第四部分.致谢与心得体会 (15)第五部分参考文献 (16)附录：夹具零件图与夹具装配图(草稿) .................. 17(18) CAD图另图 (19)第一部分：山西大同高校煤炭工程学院09机械设计及其自动化专业《机械制造设施设计》设计任务书设计题目：CA6140拨叉钻床夹具设计要求：设计加工孔①22mm的钻床夹具毛坯类型：铸件（两件铸在一起）设计时间：2022.1217——设计内容：1、熟识零件图2、绘制零件图（一张）3、绘制夹具总装图4、编写设计说明书备注：CA6140车床拨叉831002毛坯图其次部分：序言机械制造装备设计使我们学完了高校的全部基础课、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化的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的高校生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我盼望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进行一次适应性训练，从中熬炼自己分析问题、解决问题的力量，为今后参与祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
制造背景：机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不行或缺的重要工艺装备之一。
机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产供应了必要条件。
在机床制造或修理中，经常遇到在圆柱上横穿孔的工件，这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交，需在车好圆柱后装配，画好孔的位置线，在按线加工孔或螺纹。
以前当工件画好线后，用四爪卡盘按线进行安装，再加工内孔。
在校正的过程中，调整夹在圆柱面上的两爪时，工件产生滚动，使划线孔的中心线产生角度位移，很难将工件校正, 而产生加工废品。
为此人们设计制造了夹具，通过30年的使用，效果很好。
![CA6140车床拨叉[831002]机械加工工艺及精铣槽16H11夹具设计课程设计说明书](https://img.taocdn.com/s1/m/7f815cc3102de2bd960588e6.png)
题目：拨叉工艺（工装）设计目录任务书 (3)第1章. 零件分析 (5)1.1 零件的作用 (5)1.2 零件的工艺分析………………………………………5--61.3 零件的技术条件分析 (6)第2章. 选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (6)2.1 选择毛坯 (6)2.2 确定零件的加工余量 (6)2.3 设计毛坯图 (7)第3章. 机械加工工艺过程 (7)3.1 基准的选择 (7)3.2 表面加工方法的选择 (8)3.3 拟定机械加工工艺路线…............................................8--103.4 加工方案的比较与优化...................................10--11 第4章. 工序设计 (11)4.1 选择加工设备 (11)4.2 选择刀具、量具及夹具 (11)4.3 确定切削用量及基本工时………………………… ..11--134.4 确定工序尺寸...............................................13--14 第5章夹具设计.. (14)5.1 本工序的加工要求与应限制的自由度 (14)5.2 确定定位方案及定位误差的分析与计算……….14--155.3 夹紧方案确定及夹紧装置的选择设计…………15--185.4 确定夹具的对刀（或导向）装置………………18--195.5 夹具上其它装置的设计…………….……………19--215.6 夹具体的设计 (21)5.7 夹具技术条件的制定 (21)5.8 夹具的操作说明 (21)参考文献 (22)心得体会 (23)附录：1、机械加工工艺过程卡一套2、机械加工工序卡一张3、夹具总装图一张4、夹具体工作图一张课程设计任务书课程名称机械制造技术基础题目设计拨叉机械加工工艺工装第一章零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
一、绪论 (7)二、机床夹具概述 (7)2.1夹具的现状几生产对其提出新的要求 (8)2.2现代夹具的发展发向 (9)2.3机床夹具及其功用 (10)2.3.1机床夹具 (10)2.3.2机床夹具的功能 (10)2.4机床夹具在机械加工中的作用 (11)2.5机床夹具组成和分类 (12)2.6机床夹具的分类 (12)1、按夹具的通用特性分类 (13)2、按夹具使用的机床分类 (14)2．7机床夹具设计特点 (15)2.8机床夹具的设计要求 (16)三、零件分析 (16)3、1 零件的作用和装配关系 (16)3、2 的材料、结构特点和主要工艺问题 (17)四、明确生产类型和工厂条件 (19)4.1:确定工艺的基本特征 (19)五、工艺方案的拟定 (19)5、1 制造方法和毛坯余量的确定 (19)5、2 基准选择 (20)5、3 工艺路线的制定 (20)六、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (24)七、夹具设计 (42)7、1问题的提出 (42)7、2夹具设计 (42)7.3:切削力及夹紧力的计算 (43)7、4定位误差分析 (43)7、5夹具设计及简要操作说明 (40)总结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)2.3机床夹具及其功用2.3.1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。
2.3.2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。
综合课程设计计算说明书设计题目：“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备专业班级：学生姓名：指导老师：日期：目录一、工艺规程设计………………………………………………………1．计算生产纲领，确定生产类型…………………………………2．零件分析……………………………………………………………3．确定毛坯的制造方法………………………………………………4．拟定拨叉工艺路线…………………………………………………5．确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸………………………6．确定切削用量及基本工时…………………………………………二、夹具的设计………………………………………………………………三、参考资料…………………………………………………………………四，设计小结…………………………………………………………………一：工艺规程设计设计题目：拨叉CA6140零件工艺规程及工装设计1、计算生产纲领，确定生产类型：该零件是CA6140车床上的拨叉，按照老师的要求，设计此零件为中批量生产。
2、零件分析：2.1、零件的作用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。
滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。
摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。
分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。
2.2、零件的工艺分析根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工A面及Φ22底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。
3、确定毛坯的制造方法零件材料为HT200灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。
零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。
目录一、参考资料 (2)二、设计内容 (4)三、零件分析 (4)（一）零件的作用 (4)（二）零件的工艺分析 (4)四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状 (4)五、工艺规程的设计 (4)（一）定位基准的选择 (4)（二）零件表面加工方法的选择 (5)（三）制订工艺路线 (6)（四）确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图 (8)（五）确定切削用量及基本工时（机动时间） (11)六、夹具的设计 (32)（一）问题的提出 (32)（二）夹具设计的有关设计 (33)（三）定位误差分析 (33)七、设计感言 (36)二、设计内容设计题目：设计CA6140车床拨叉（0402）零件的机械加工工艺规程及机床夹具。
CA6140车床拨叉（0402）零件图见附件。
本零件为中批量生产。
三、零件分析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，主要起换挡，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φ25孔与操纵机构相连，下方的φ60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，铸造时铸出完整的圆加工后切开。
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、 孔φ25H7 、控制槽侧面，拨叉脚圆孔φ60及其两端面2、 螺纹孔M22×1.5及其端面、拨叉底面、φ25孔端面、拨叉脚φ60圆孔端面，拨叉脚两端面与φ25孔中心线的垂直度误差为0.1mm ，控制槽两侧面与小头孔φ25侧面的垂直度误差为0.08mm。
由上面分析所知，对于两组加工表面而言可以加工其中一组表面，然后借助专用夹具加工另外一组表面，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。
四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状零件材料为HT200（最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁）。
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，生产类型为中批量生产，故选择金属模机械砂型铸造毛坯。
零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。
考虑铸造应力，φ25的通孔不必铸出。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定，然后再设计、绘制毛坯图。
五、工艺规程的设计1.定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一。
定位基准选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工工艺过程中就会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使工作无法正常进行。
1).粗基准的选择合理地选择定位基准，对于保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响。
在最初的一道工序中，只能用毛坯尚未加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。
选择不加工表面作为粗基准可以保证加工面与不加工面之间的相互位置精度，故一般对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个粗基准选择原则，现选取φ孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共四块短V形块支承这两个φ42mm作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，这样就达到了达到完全定位,然后进行铣削加工。
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，主要应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，在此处不再重复。
2.零件表面加工方法的选择本零件的加工面包括有：端面、内孔、内螺纹、槽等。
材料为HT200。
参考《机械制造工艺设计简明手册》查表1.4—6、表1.4—7、表1.4—8、表1.4—17确定其加工方法如下：1).φ42mm圆柱的端面由于该端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13，尽管表面粗糙的没有要求，但后续加工φ25mm的内孔要求很高，故选择进行粗加工+精加工。
（查表1.4—6）。
2).Φ25H7通孔由于其公差等级为IT7，内表面粗糙度为，故选择进行钻+粗镗+精镗。
（查表1.4—7）3).Φ60mm孔两端面（拨叉脚圆两端面）由于两端面之间厚度的公差等级为IT11级，且表面粗糙度，故选择粗铣、半精铣即可，但考虑到同时还要保证与Φ25H7孔的中心线的垂直度误差不超过0.1mm。
故选择粗铣+精铣。
4).Φ60mm孔由于表面粗糙度为，选用粗镗+精镗。
5).控制槽端面两侧面之间的公差等级为IT11，槽端面表面粗糙度为。
故选择粗铣控制槽端面。
6).控制槽（长90mm、宽16H11、深8mm)由于槽两侧面之间宽度16H11的公差等级为IT11，两侧面表面粗糙度为，槽底面表面粗糙度为。
故选择粗铣+精铣。
7).32mm×32mm螺纹孔端面由于该端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13且表面粗糙度为，故只需粗铣。
8).M22×1.5螺纹孔由于该螺纹孔为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13，同时表面粗糙的没有要求，选择直接钻孔+攻螺纹。
9).铣断拨叉脚Φ60圆孔由于拨叉脚端面表面粗糙度为，故可选择直接铣断即可。
3.制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面等技术要求能得到合理的保证。
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。
查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-6、1.4-7、1.4-8，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：（1）工艺路线方案一（加工单件）工序一以φ42mm外圆，φ42mm外圆一个端面为粗基准，粗铣φ25mm 孔两端面。
工序二精铣φ25mm孔两端面。
工序三以φ25mm孔一个端面为精基准，钻φ25mm孔，粗镗、精镗φ25mm孔。
工序四以φ25mm孔为精基准，粗铣φ60mm孔上下端面。
工序五以φ25mm孔为精基准，精铣φ60mm孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1mm。
工序六以φ25mm孔为精基准，铣螺纹孔端面。
工序七以φ25mm孔为精基准，钻一个φ20mm孔。
工序八攻M22×1.5螺纹。
工序九以φ25mm孔为精基准，粗镗、精镗φ60mm孔。
工序十以φ25mm孔为精基准，铣槽端面。
工序十一以φ25mm孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08mm。
工序十二铣断工序十三检查（2）工艺路线方案二（加工两件）工序一以φ42mm外圆，φ42mm外圆一个端面为粗基准，粗铣φ25mm 孔两端面。
工序二精铣φ25mm孔两端面。
工序三以φ25mm孔一个端面为精基准，钻φ25mm孔，粗镗、精镗φ25mm孔。
工序四以φ25mm孔为精基准，粗铣φ60mm孔上下端面。
工序五以φ25mm孔为精基准，精铣φ60mm孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1mm。
工序六以φ25mm孔为精基准，铣螺纹孔端面。
工序七以φ25mm孔为精基准，钻一个φ20mm孔。
工序八攻M22×1.5螺纹。
工序九以φ25mm孔为精基准，粗镗、精镗φ60mm孔。
工序十以φ25mm孔为精基准，铣槽端面。
工序十一以φ25mm孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08mm。
工序十二两件铣断工序十三检查（3）工艺路线的比较与分析以上两个方案分别是加工单件与双件的，加工工艺过程基本一致。
但加工单件时不好装夹，效率较低；而加工双件的工件对称便于装夹且加工效率比单件加工大大提高，而且减少了零件装夹次数，避免多次装夹带来的加工误差。
因此应该选择双件加工。
按照切削加工顺序的安排原则：先加工平面，再加工孔。
所以方案二先加工M22×1.5螺纹孔后加工控制槽端面及槽不合适。
工序三中加工φ25mm孔时钻基孔与镗孔应该分成两道工序。
因此，最后确定的加工工艺路线如下：工序一以φ42mm外圆，φ42mm外圆一个端面为粗基准，粗铣φ25mm 孔两端面。
工序二精铣φ25mm孔两端面。
工序三以φ25mm孔一个端面为精基准，钻φ25mm孔。
工序四粗镗、精镗φ25mm孔。
工序五以φ25mm孔为精基准，粗铣φ60mm孔上下端面。
工序六以φ25mm孔为精基准，精铣φ60mm孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1mm。
工序七以φ25mm孔为精基准，粗镗、精镗φ60mm孔。
工序八中检。
工序九以φ25mm孔为精基准，铣槽端面。
工序十以φ25mm孔为精基准，粗、精铣16H11的槽的侧面保证相对φ25mm孔的垂直度误差不超过0.08mm。
工序十一以φ25mm孔为精基准，铣螺纹孔端面。
工序十二以φ25mm孔为精基准，钻一个φ20.5mm孔。
工序十三攻M22×1.5螺纹。
工序十四两件铣断。
工序十五检查。
4.确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图1）、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，生产类型为中批生产，故选择金属型铸件毛坯。
查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT7-9。
2）、确定毛坯余量（1）φ25mm孔外端面的毛坯余量材料为HT200，采用金属型铸造，查《工艺设计手册》表2.2-5得尺寸公差等级7～9，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.5～2.0mm，取单边余量Z=2.0mm。
（2）021.025+φmm孔的毛坯为实心，未铸出孔。
（3）φ60mm孔外端面的毛坯余量材料为HT200，采用金属型铸造，查《工艺设计手册》表2.2-5得尺寸公差等级7～9，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.5～2.0mm，取单边余量Z=2.0mm。
（4）30.060+φmm孔的毛坯余量材料为HT200，采用金属型铸造，查《工艺设计手册》表2.2-5得尺寸公差等级7～9，取8级，加工余量等级为F，查表 2.2-4得加工余量数值为 1.5～2.0mm，取单边余量Z=2.0mm。
（5）控制槽端面材料为HT200，采用金属型铸造，查《工艺设计手册》表2.2-5得尺寸公差等级7～9，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.5～2.0mm，取单边余量Z=2.0mm。
