ca6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计毕业设计(编辑修改稿)

ca6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

精度，降低生产成本等，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。 在当今激烈的市场竞争和企业信息化要求下，满足企业对夹具的设计制造的更高要求。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 2 CA6140 车床 拨叉 铣、钻等工序使用的专用夹具 设计应针对加工零件，应达到 结构紧凑、操作简便、生产率高。 所以对 CA6140 车床拨叉加工工艺及夹具设计，不但是我们对大学所学的知识的一个整合，而且是对结构设计和工艺设计方面的一次训练。 夹具设计 研究概述 夹具 的定义 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，机床夹具不可缺少。 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 [3 ]。 夹具 发展概况 随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工 艺 装备。 改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面技术资源，有计划的进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场，扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。 夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。 第一阶段表现为夹具与人的结合。 在工业发展初期。 机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。 夹具的CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 3 定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。 这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。 我国的机械制造业经过 50 多年，特别是近 20 年的发展，已形成了品种繁多、门类齐、布局合理的机械制造工业体系。 许多科研院所、大专院校和企业研制出了一大批成套技术装备和多种高精尖产品，有些已接近或达到国际先进水平。 现代机床夹具的发展为了适应现代机械工业向高、精，尖方向发展的需要和多 品种、中小批生产的特点，机床夹具的主要发展方向表现为精密化 [4 ]。 目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。 随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。 目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。 为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性 化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向 ，使机械产品不断更新换代，品种型号越来越多．质量 越来越高，更新周期越来越短 [5 ]。 夹具设计 要解决的主要问题 夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。 首先得了解影响定位精度的因素， 然后采取措施解决具体的问题。 如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。 除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹 具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 4 具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间 [ 6]。 夹具 的功能 机床夹具的主要功能是定位和加紧。 定位是确定工件在夹具中占有正确位置的过程。 通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的，而夹紧则是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 机床夹具的特殊功能是对刀和导向，通过调整工件切削刃相对工件或夹具的正确位置。 而导向则是如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削。 机床夹具能够 降低对操 作工人的技术要求和工人的劳动强度。 由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度 [7]。 夹具组成 夹具的基本组成部分 虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。 机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。 定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。 夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装 置等。 通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 5 夹具的其他组成部分 1． 连接元件 根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。 连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。 2． 对刀与导向装置 对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块。 调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。 导向装置钻模板、钻套、镗模的镗 模支架。 镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。 3． 其他元件和装置 根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等 [ 8]。 夹具的分类 按夹具的通用特性分类 这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具主要依据。 目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。 按夹具使用的机床分类 这是专用夹具设计使用的分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具 ，如图 11,12,13 所示： CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 6 图 11 钻床夹具 图 12 铣床夹具 图 13 工装夹具 设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。 它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同 [9 ]。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 7 夹具 使用优点 夹具的使用一般包括两个过程， 其一是夹具本身在机床上的安装和调整， 其二是被加工工件在夹具中的安装。 加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可 靠。 1． 所保证加工精度 用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2． 提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率 ，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高劳动生产率。 3． 能扩大机床的使用范围 4． 能降低成本 在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显的 降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。 5． 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全 [1 0]。 夹具 设计要求 夹具设计基本要求 设计夹具时，应满足下列四项基本要求 ： 1． 保证工件的加工精度。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 8 2． 保证工人的造作安全。 3． 达到加工的造作生产率要求。 4． 满足夹具一定的使用寿命和经济效应。 生产对其提出的新要求 现代生产要求企业制造的产品 品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，现代生产对夹具提出了如下新的要求 ： 1． 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期。 2． 能装夹一组相似性特征的工件。 3． 用于精密加工的高精度的机床。 4． 适用于各种现代化制造技术的新型技术。 5． 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率 [11 ]。 夹具设计特点 机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面： 1． 要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的 计算工作。 2． 夹具的精度一般比工件的精度变了三倍。 3． 夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。 4． 夹具和操作工人的关系非常的密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。 5． 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 9 现代夹具的发展发向 现 代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。 随着机械产品精度的日益提高， 精密化夹具 势必也相应提高。 高效化夹具主要用来减少工 件加工的机动时的和辅助时的，以 提高劳动生产率，减少工人劳动强度。 夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力 [1 2]。 夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。 在制造典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件。 舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件 [13]。 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 10 第 2 章 工艺规程的编制 零件的分析 零件的作用 题目给 的是 CA6140 车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。 CA6140 车床的拨叉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 [ 14 ]。 零件图如图 21 所示： 图 21 拨叉零件图 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 11 零件上方的  mm 孔与操纵机构相连， 而 下方的  mm 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 实现 变速。 两件零件铸为一体，加工时分开。 零件的工艺分析 零件的 材料为 HT200， 为了满足其性质要求，由 参考文献 [15]表 23 铸件制造方法选取 金属型铸造方法， 由 参考文献 [16]表 灰铸铁件的硬度分级 可知 灰铸铁的硬度为 190~210HBS，具有较高的强度和耐磨性，适于承受较大应力和耐磨性的要求。 CA6140 车床 拨叉有多处加工面，其中 有两处加工表面，其间有一定位置要求。 分述如下： 1． 以  mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：  mm 的孔，以及  40mm 的圆柱上表 面，其中主要加工表面为   mm 通孔 ，其粗糙度要求为。 2． 以   mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：   mm 的孔，以及  75mm 的两个端面。 其中   mm 内孔的粗糙度要求为 ，  75mm 的两端面有垂直度 的要求。 3． 将两件铣断 这一组加工表面包括：铣断面的粗糙度要求为。 4． 铣  mm 的槽 CA6140 车床拨叉 831006 加工工艺规程及夹具设计 12 这一组加工表面包括：此槽 端面 的粗糙度要求为 ，槽的底面的粗糙度要求为。 5． 铣  40mm 外圆柱面上的平台 这一组加工表面包 括： 粗糙度要求 ，其余为尺寸要求，精度不高。 该零件 加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：   mm 孔的中心 与   mm 孔 的 中 心 有 位 置 要 求  mm。  mm 的槽与   mm 的 孔 内表面 有 垂直度公差为。 C、 D 两端面之间相对于的   mm 的 孔 内表面有 垂直度公差为。 由以上分析 :对于以上加工表面，根据加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，可先加工其中某一重要表面，然后借助于专用夹具加。