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...........................................13夹具设计任务.............................................................................................................................错误!未定义书签。拟定夹具结构方案....................................................................................................................错误!未定义书签。确定工件的定位方案..........................................................................................................错误!未定义书签。确定工件的夹紧方案..........................................................................................................错误!未定义书签。确定导向方案........................................................................................................................错误!未定义书签。确定夹具体结构型式..........................................................................................................错误!未定义书签。绘制夹具装配总图....................................................................................................................错误!未定义书签。6总结....................................................................................................................................................................................18参考文献............................................................................................................................................错误!未定义书签。致谢.......................................................................................................................................................................................20附录........................................................................................................................................................................................213:..CA6140拨叉零件831003的加工工艺及夹具的设计李瑶(交通学院机械设计制造及其自动化专业机械本0902071)摘要:CA6140拨叉零件831003是车床变速机构中的一个零件,本次设计主要是根据机械加工的要求,在保证加工精度的情况下,确定出CA6140拨叉零件831003的加工工艺路线。同时,考虑到劳动生产率的提高,专用夹具的设计也是本次设计的一个重要部分。通过分析选择相应的定位元件、夹紧装置,然后选择合适的夹具体,最后完成夹具体的装配图。关键词:拨叉;加工工艺;夹具设计DesignofCA6140callprocessingtechnologyandfixture83003forkpartsLiYao(Schooloftransportation,Mechanicalengineeringandautomation,jixieben09024071)Abstract:831003islatheCA6140forkpartsoneofshiftgearparts,thisdesignismainlyaccordingtotherequirementofthemechanicalprocessing,inthecaseofguaranteeuracy,determiningtheCA6140forkpartsprocessingtechnologyroute831003。Atthesametime,consideringtheimprovementoflaborproductivity,thedesignofthespecialfixtureisanimportantpartofthedesign。Byanalyzingchoosecorrespondingpositioningdevice,clampingdevice,andthenchoosetheappropriatespecific,finallycompletethedetailedassemblydrawing。KeyWords:Fork;Processingtechnology;Fixturedesign1:..1引言机械制造技术是指在机械制造领域生产实践中知识、经验、方法和操作技能及其制造装备的总和。机械制造技术所涉及的范围很广,包含的意义也非常丰富。伴随着社会发展和科技进步,机械制造技术也在不断地变化和发展中。制造过程是人们按照自己的目的,运用自己所掌握的知识和技能,借助手工以及可以利用的工具,采用有效的方法,将原材料转化为最终的物质产品,并投放市场的全过程。所以,制造并不仅是指单独的加工过程,还包括市场调研和预测、产品设计、材料选择、工艺设计、生产加工、质量保证、生产过程管理、营销、售后服务等产品寿命周期内一系列相关的活动。制造属于生产的领域,是生产其中的一个部分。其中,工艺规程的设计是生产设计中一个重要的部分,在提高劳动生产率方面有很大的作用,是企业生产的重要依据。本次设计的主要任务是完成对拨叉零件831003的加工工艺路线的设计和机床夹具的设计。工艺规程是规定产品加工工艺过程和操作方法等的工艺性文件,它是指导工人进行生产和操作以及企业生产部门、物资供应部门组织生产与物资供应等的重要数据。企业没有工艺规程就无法组织生产,工艺规程设计与产品设计同等重要。工艺规程还是新产品投产前进行相关预算的依据,是新建、扩建车间或工厂的原始资料,先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。工艺规程又可具体划分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理和装配等工艺过程。机械加工工艺过程是采用各种机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置以及表面质量,从而使之成为合格零件的过程。机械加工工艺过程由一系列按顺序排列的工序组成,每一个工序又可再划分为安装、工位、工步及走刀等多个工步。夹具是用来装夹工件和引导***的一种装置。装夹是将工件在机床上定位、夹紧的过程,定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程,夹紧是工件定位后将其固定,使其在加工过程中保持位置不变的操作[1]。一般情况下,在机械加工过程中使用的夹具叫做机床夹具,在装配过程中使用的夹具叫做装配夹具,在测量过程中使用的夹具叫做测量夹具。机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀或引导元件、连接元件、其他元件和夹具体等组成,其中,任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置,它们是保证工件加工精度的关键,目的是使工件定位准确、夹紧牢固[2]。本次设计的题目是CA6140拨叉零件831003的加工工艺及夹具的设计,因此,主要任务是完成零件的工艺路线的设计和专用夹具的设计。对于拨叉零件831003的加工工艺的设计,要结合《机械制造技术基础》、《机械制造技术基础课程设计》及《公差测量与配合》等专业知识课本,查阅相关资料,完成加工工艺的设计。对于夹具的设计,要通过设计过程掌握机床夹具设计的原理,对工件的定位方式、定位基准有更进一步的把握。希望通过本次设计,能够使自己的专业知识更加系统。2:..2零件分析零件的作用CA6140拨叉零件831003是车床变速机构中的一个主要零件,主要起换挡作用,拨叉头套在变速叉轴上,并用销钉与变速叉轴连接,拨叉脚则插在双联变换齿轮的槽中,当需要变速时,操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改变挡位,从而改变车床的速度[2]。图1拨叉零件831003零件的工艺分析由于拨叉在工作中要承受冲击载荷,考虑到其工作条件和材料所使用的场合,所以最终选择材料为45钢。45钢强度、刚度和韧性相较于其他材料较好,能够在冲击载荷较大的工作条件下进行工作。CA6140拨叉零件831003形状和结构较为简单,其基本形状通过铸造毛坯就可确定,而且其加工工序也很简单。通过对零件进行分析,该零件的主要加工表面是通槽3:..各端面、拨叉的上表面以及花键孔,其加工精度要求一般,在正常的工作条件下就可达到技术要求;其他加工表面为非主要表面,通过简单的粗加工就可达到其技术要求。综上分析可知,该零件加工工艺性较好。拨叉零件图如下:图2拨叉(831003)零件图4:..3确定毛坯类型、绘制毛坯简图选择毛坯零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量,在很大程度上与毛坯有关,选择毛坯时要考虑的因素如下:①零件的材料及其力学性能。②零件的形状和尺寸。③生产类型。④具体生产条件。⑤充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性[3]。考虑到拨叉零件在其工作环境中冲击载荷较大,因此需要增强它的强度、韧性和刚度。结合所选材料为45钢,有考虑它的工作条件,通过分析查表最终决定毛坯选用锻件。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量锻件的公差等级由拨叉的工作条件和技术要求,查表确定该零件的公差等级为一般等级。已知机械加工后拨叉零件件的质量为㎏,因此可初步估计加工前毛坯的质量为1㎏。对拨叉零件图进行分析,可以大体确定锻件的长度、宽度和高度,即l=40,b=80,h=75;该拨叉锻件的形状复杂系数为S=1㎏/(40㎜×80㎜×75㎜××10-6)≈由于介于和之间,故该拨叉的形状复杂系数属S2级。该拨叉的材料为45钢,其碳的质量分数小于%,故该锻件的材质系数属M1级。零件表面粗糙度由零件图分析可知,该拨叉零件的各加工表面的粗糙度Ra均大于等于。根据上述诸因素,查表可确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量见表1。表1拨叉机械加工余量及尺寸公差等级项目机械加工余量尺寸公差公差等级长度803IT10通槽宽183IT10通槽深3532IT10绘制拨叉毛坯简图5:..考虑到零件的材料以及它的力学性能,零件的形状和尺寸,生产类型以及具体工作条件后,确定对毛坯进行锻造,选择材料为45钢。结合机械加工余量及尺寸公差等级,绘制出拨叉零件831003的毛坯图如下:图3拨叉(831003)毛坯图4工艺规程设计定位基准的选择定位基准有精基准和粗基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。精基准的选择6:..构,数量较少,方便于工件的装夹。精基准的选择原则基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则、保证工件定位准确、便于装夹原则[4]。拨叉上表面采用花键孔的轴线作为基准,拨叉的左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。确定花键孔的轴线和拨叉头的左端面作为精基准,定位加工拨叉的上表面、通槽各端面以及销孔,从而保证被加工表面的垂直度和平行度要求。粗基准的选择选择粗基准时,重点考虑的是保证各加工表面有足够的余量,保证不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图样设计要求,粗基准的选择原则如下:重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则、粗基准不重复使用原则[5]。根据选择原则,确定粗基准为拨叉的右端面。拟定工艺路线制订工艺规程的一项主要工作是拟订零件的加工工艺路线。拟订工艺路线时需主要解决的问题有表面加工方法选择、划分加工阶段、划分工序、安排工序的先后顺序。确定表面加工方法具有一定技术要求的加工表面,往往需要通过多次加工才能达到图样要求,而达到同样精度要求所能采用的加工方法往往是多种多样的。因此在拟订零件的机械加工工艺路线前,首先分析零件上技术要求高的主要表面,根据主要表面的精度和表面质量要求,选择合理的表面加工方法,然后考虑其他表面的加工方法[6]。由零件分析可知,该拨叉零件需要加工表面有内孔、锥孔、端面、通槽各端面。考虑到零件的各加工表面的技术要求,查相关表格可确定各表面的加工方案。如表2:表2拨叉零件(831003)各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案/mm/um拨叉上表面30±IT9粗铣—精铣拨叉左端面80IT12粗铣—半精铣花键孔φ22IT7钻—扩—铰—拉通槽内侧面35IT12粗铣—半精铣通槽上底面18IT13粗铣螺纹孔M8IT7钻—攻螺纹锥孔φ5IT7铰孔:..制定工艺路线时,往往要把加工表面质量要求较高的主要表面的工艺过程按粗、精加工分开的原则划分为几个阶段,其他加工表面的加工过程根据统一原则作相应的划分,并分别安排到由主要表面所确定的各个加工阶段中去,这样就可得到由各个加工阶段所组成的、包含零件全部加工内容的整个零件的加工工艺过程[7]。该拨叉的加工质量要求一般,可以通过粗加工、半精加工和精加工这几个加工阶段来完成。在粗加工阶段,首先需要准备好精基准,从而为后续工序的定位加工做好准备,保证其他表面的精度要求;然后粗铣各端面。在半精加工阶段,完成孔的加工;在精加工阶段,主要是为达到最终的加工要求而完成各加工表面的精铣。工序的集中与分散工序分散和工序集中是组合工序的两种不同原则。工序分散是将零件各个表面的加工分散在很多工序里完成,这时工序多,工艺路线长,而每道工序所包含的加工内容少,工序集中则相反,零件的加工将集中在少数几道工序里完成,这时工序少,工艺路线短,而每道工序所包含的加工内容多[8]。确定选用工序集中原则来安排拨叉零件831003的加工顺序。该拨叉的生产类型为大批生产,采用工序集中,有利于采用高效专用设备和工艺设备,从而提高生产率;除此之外,采用工序集中还可减少工序的数目,减少工件装夹的次数,有利于缩短生产周期。工序顺序的安排(1)机械加工顺序遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准—拨叉左端面和花键孔;遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工顺序,后安排精加工顺序;遵循“先主后次”原则,先加工主要表面—通槽各端面,后加工次要表面—拨叉上表面;遵循“先面后孔”原则,先加工拨叉各端面,再加工孔。(2)辅助工序粗加工后,应安排校直工序;半精加工后,安排去毛刺和中间检验工序;精加工后,安排去毛刺、清晰和终检工序。综上所述,该拨叉工序的安排顺序为:精基准加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—主要表面半精加工和次要表面加工—主要表面精加工。确定工艺路线:..表。表3拨叉(831003)机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准01粗铣左、右端面左、右端面02半精铣左端面至80mm右端面03钻孔φ20扩孔至φ22右端面04拉花键05铣通槽左端面花键孔06铣上表面左端面花键孔07钻孔2×φ7左端面花键孔0