篇一：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～
篇二：拨叉831003铣平面夹具课程设计
一、绪论
一、设计任务内容
设计针对拨叉831003某工序的专用夹具。
二、设计要求
机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。
三、设计目的
通过课程设计达到以下目的：
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
二、零件的分析说明
一、零件的结构特点
普通车床的主要组成结构有:主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杆、丝杠和床身八个。其中的进给箱体，又被称为走刀箱，进给箱里而装有车床的变速机构，而拨叉就在就在这个变速机构中，起到给主轴转速换挡的作用。
二、加工工艺性
拨叉813003零件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。
三、技术条件和技术要求
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。
其加工有四组加工：粗精铣上端面；粗精铣18H11底槽；?25H7内花键孔；
钻、铰2-M8通孔，并攻丝。
（1）侧面而需要最先加工的是因为在后面的工序中需要一个好的定位面，粗糙度要求是Ra?6.3 。
（2）．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。
（3）．粗精铣上端面，表面粗糙度要求为Ra?3.2。
（4）．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。
（5）钻并攻丝2-M8，并保证两螺纹孔中心距为50mm。
三、毛坯的确定
拨叉毛坯选择金属型浇铸，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。并且此零件为批量生产。
拨叉的制造采用的是金属型浇铸，其材料是HT200，生产类型为中大批量生产，采用铸造毛坯。
1、毛坯的结构工艺要求
（1）．拨叉为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：
①、铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。
②、铸造圆角要适当，不得有尖棱、尖角。
③、铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度，以减少分型面、型芯。并便于起模。
④、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 ⑤、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。
（2）．设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：
①、各加工面的几何形状应尽量简单。
②、工艺基准以设计基准相一致。
③、便于装夹、加工和检查。
④、结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。
在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。
四、加工工序基准的选择
一、粗基准
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、位置符合图纸要求。
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，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，选择拨叉的后端面作为拨叉加工粗基准。
二、精基准
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，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，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。
五、工艺过程制定
一、制定工艺路线
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813003零件的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工后端面，预制孔，再加工花键槽，最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及M8螺纹孔。
二、重点工序的说明（工序尺寸 、尺寸链）
三、不同工艺过程方案的比较分析
加工工艺路线方案的论证：
方案Ⅰ、Ⅱ主要区别在于在加工上端面及以下工序时，所选定位基准不同，方案Ⅰ选用预制孔为主要定位基准，方案Ⅱ选用花键作主要定位基准，考虑到花键的加工精度最高，，所以选择第二种加工方案。
由以上分析：方案Ⅰ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：
篇三：CA6140车床拨叉831003铣顶面夹具设计
摘 要
本设计是基于拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。拨叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以拨叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。
关键词：拨叉类零件；工艺；夹具；
I
Abstract
This design is the special fixture for machining process of forked plectrum parts and process design based on. The main processing surface fork parts of the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure machining accuracy hole easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole of the principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. The supporting hole of the input shaft and the output shaft of the benchmark by a shifting fork as a rough benchmark, the top two holes as a precision technology base. Main processing process arrangement is to support hole positioning
processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are used in the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The supporting hole processing system using the method of coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. The special fixture fixture, clamping means more choice of
pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the
production efficiency is higher, suitable for high-volume, line processing, can meet the design requirements.
Key Words: fork parts; technology; fixture;
II
目 录
摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract...................................................................................................................................... II 目 录 ...................................................................................................................................... III
第1章 绪论 .............................................................................................................................. 1
1.1 机械加工工艺概述 ..................................................................................................... 1
1.2机械加工工艺流程 ...................................................................................................... 1
1.3夹具概述 ...................................................................................................................... 3
1.4机床夹具的功能 .......................................................................................................... 3
1.5机床夹具的发展趋势 .................................................................................................. 4
1.5.1机床夹具的现状 .............................................................................................. 4
1.5.2现代机床夹具的发展方向 .............................................................................. 5
第2章 零件的工艺性分析 ...................................................................................................... 6
2.1零件的作用 .................................................................................................................. 6
2.2零件的工艺分析 .......................................................................................................... 7
第3章 工艺规程设计 .............................................................................................................. 8
3.1确定毛坯的制造形成 .................................................................................................. 8
3.2基准的选择 .................................................................................................................. 9
3.3制定工艺路线 .............................................................................................................. 9
3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ........................................................ 11
3.5确定切削用量及基本工时 ........................................................................................ 12
第4章 设计铣顶面的夹具设计 ............................................................................................ 23
4.1 提出问题 ................................................................................................................... 23
4.2 夹具设计 ................................................................................................................... 23
4.2.1 定位基准的选择 ........................................................................................... 23
III
4.2.2 定位误差的分析 ........................................................................................... 23
4.2.3 铣削力及夹紧力计算 ................................................................................... 23
4.2.4 夹具设计说明 ............................................................................................... 24
结 论 ........................................................................................................................................ 25
参 考 文 献 ............................................................................................................................ 26
致 谢 ........................................................................................................................................ 27
IV
第1章 绪论
1.1 机械加工工艺概述
机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。
技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。
总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。
1.2机械加工工艺流程
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它 1
《拨叉831003夹具设计》出自：百味书屋
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