1、前 言通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業知識如一體(如公差于配合、機械零件設計、機械原理、機械制造工藝等)。讓我們對所學的專業課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！在這次設計中，我們主要設計C6140撥叉的夾具。在設計中閱讀大量的參考資料并且得到老師的指導由于能力有限在設計中難免有不足之處，懇請各位老師、同學批評指正。一 設計的目的：機械制造工藝學課程設計,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經過生產實習取得感性知識后進行的一項教學環節；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程

2、，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：1、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。2、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法。3、學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱和出處，能夠做到熟練運用。4、通過課程設計也提高了自己的編寫文件的能力二 零件的分析（一）、零件的作用：題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主

3、軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達到要求的主軸轉速。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進行正確有效的嚙合。從而影響整個傳動系統的工作。所以，寬度為30+0.0120mm的面和槽之間滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析：CA6140撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括Ø26+0.230mm的六齒方花鍵孔、Ø23+0.280花鍵底孔兩端的2X1

4、50到角和距中心線為22mm的平面。2. 以工件右端面為基準的Ø26+0.230mm的花鍵經上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。二、工藝規程設計(一) 確定毛坯的制造形成。 零件材料HT200、考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經查金屬機械加工工藝人員手冊表5-5取等級為2級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為3±0.8mm。毛坯零件圖見附圖：（二）基準的選擇。1. 粗基準的選

5、擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以40的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。（三）制定工藝路線工藝路線方案一：工序一：鑄造毛坯；工序二：粗、半精銑左端面C面，工序三：終檢，入庫。工序四：拉花鍵25H7工序五：粗銑底面D面及18H11槽；工序六：半精銑底面D面及18H11槽；工序七：鉆配作孔、螺紋孔；工序八：去毛刺；工序九：鉆孔并擴花鍵底孔22并锪2×75°倒角 工藝路線方案二：工序一：鑄造毛坯；工序二：粗、半精銑左端面C面，工序三：鉆孔并擴花鍵底孔22并锪2×75°倒角；工序四：拉花鍵

6、工序五：粗、半精銑底面D面；工序六：鉆配作孔、螺紋孔；工序七：粗、半精銑槽；工序八：去毛刺；工序九：終檢，入庫。比較兩種工序加工方案，考慮到加工過程中粗精銑同一面可用同一夾具和刀具，為了減少換夾具及刀具的時間，縮短加工工時提高加工效率，故采用第二種加工方案。（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： CA6140的撥叉材料為HT200。毛坯重量為1.0 kgb =160MPa HBS 生產類型為由大、中批量生產，采用模鍛鍛模。 根據上述原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根據零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大

7、輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級CT由機械制造技術基礎課程設計指南中表5-1可查得毛坯件的公差等級為810級，取為10級。 求鑄件尺寸公差 根據加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由機械制造技術基礎課程設計指南中表5-3可查得尺寸公差為CT=3.2mm 求機械加工余量由機械制造技術基礎課程設計指南表5-5查得機械加工余量等級范圍為DF，取為E級 求RAM（要求的機械加工余量）對所有的加工表面取同一數值，由機械制造技術基礎課程設計指南表5-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機械加工余量為E級，得RAM數值為0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和5錐孔較小鑄成實心；C、面單側加工，應由機械制造技術

8、基礎課程設計指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面為單側加工，毛坯尺寸由機械制造技術基礎課程設計指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm為了簡化鑄件的形狀取R75mm 鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表：項目C面D面公差等級CT1010加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差3.23.2機械加工余量等級EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C面的單邊總加工余量為Z2.3mm。查機械制造技術基礎課程設計指南表5-49精加工余量故粗加工余量為Z1.3m2、D面精加工余量同C面Z1mm故D面粗

9、加工余量Z2mm3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工內空尺寸為。由機械制造技術基礎課程設計指南表5-42卻定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴孔：22mm拉花鍵孔(6-25H7*6H9)4、銑18H11槽由機械制造技術基礎課程設計指南表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z3mm粗銑后公差為+0.18+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11）（五）確定切削用量及基本工時 工序一：鑄造毛坯工序二：粗、半精銑左端面75×40面即C面。一、 粗銑面75×40面1、 背吃刀量的確定因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。2、 進給量的確定。選用硬

10、質合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數為10，選用X5032，立式升降臺銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z3、 銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=6010m/min。則主軸轉速為n1000Vc/D238.8437.9r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/min。切削工時：由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim。二、 精銑75

11、5;40面1、 背吃刀量的確定由實用機械加工工藝手冊表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap1mm。2、 進給量的確定選用與粗銑刀同樣的刀具與機床，由實用機械加工工藝手冊表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉進給量為0.51.0故取0.5mm/r3、 銑削速度的確定由實用機械加工工藝手冊查得銑削速度為60110m/min則機床主軸轉速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，則Vf150mm/min。4、 計算切削工時由切削用量簡明手冊表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。則 t 0.61mim 工序三 鉆22花鍵底孔，擴花鍵底孔22倒2×

12、;75o倒角一 、鉆20的孔1） 決定進給量由切削用量簡明手冊表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進給量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系數Ktf0.95則f0.410.50mm/r。由切削用量簡明手冊表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f1.75mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9可知機床進給機構強度所允許的鉆削進給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進給機構允許的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量簡明手冊表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fmax，故可用。

13、2） 確定鉆頭的磨鈍標準及壽命。由切削用量簡明手冊表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 3） 確定切削速度 286.6r/min 由切削用量簡明手冊表2.35取n272r/min則實際切削速度Vc17.1 m/min。4）檢驗機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表2.20可查得f0.5 mm/r時，Mc76.81Nm。當nc272r/min時由切削用量簡明手冊表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量簡明手冊表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.6×0.817.76 kw。 因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48mm/r ，n

14、nc272r/min。Vc17m/min。計算基本工時： tm由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故： tm0.69 mim。二、擴20孔。1、確定背吃刀量由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為2mm。2、確定進給量由切削用量簡明手冊查的f0.60.7mm/r。根據機床說明書取f0.62mm/r3、計算切削速度 5.78.5 m/min由此可知主軸的的轉速為： n82.5r/min根據機床說明書取n140r/min，則實際切削速度v9.67 m/min 4、計算切削工時 由切削用量簡明手冊表2.5可查得Kv3060，取Kv45。 由機械加工工藝手冊表查得tm，式中

15、各參數：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故tm0.8min工序四 拉花鍵孔由機械加工工藝手冊表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.040.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由機械加工工藝手冊表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削速度為級的花鍵拉削速度為 Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min拉削級別由機械加工工藝手冊表4.166查得。拉削加工工時 t式中Zb為單面余量Zb 1.5 mmL為拉削表明長度 L80 mm為拉削系數，取1.2K 考慮機床返回行程系數取 k1.4v為拉削速度fz為拉刀單面齒開量z為拉

16、刀同時工作齒數zL/PP為拉刀齒距 P（1.251.5）1.35 12 mm所以拉刀同時工作齒數為 zL/P=80/127所以 t 0.16 min工序五 粗、精銑80×30面 一、粗銑80×30面 1、加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap2 mm。 2、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.120選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數為3。 由機械加工工藝手冊表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度為v18.29m/min，每齒進給量為0.0630.102 mm/z則主軸轉速為 n=35

17、8.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.09×3×460 124.2 mm/min 3、銑削加工工時的計算 由機械加工工藝手冊表2.194可查得 t 式中i為次給次數i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm則 t5.86 min精銑 80×30面 1、加工背吃刀量ap的確定由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm 2、進給量的確定由精銑加工工藝手冊表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時同一銑刀和機床。銑削寬度為aw3 mm是的每齒進給量為0.080.05 mm/z，因為表精度要求

18、較高故fz0.06 mm/z 3、切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.175查得銑刀磨鈍標準查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。由機械加工工藝手冊表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機械加工工藝手冊表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉速： n437.9 r/min取n460 r/min。 則Vffz*z*n0.06*3*460 =82.8 mm/min 4、計算銑削加工工時由上面可知 t式中 、與上述所相同。 30/310將各參數代入上式可得： t×10 11 min工序六 鉆兩M8底孔及攻螺紋 1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為

19、7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡明手冊表2.7查得進給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f0.86mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9機床進給機構所允許的鉆削進給量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創說明書取f0.36mm/r。 2、確定鉆頭磨鈍標準及壽命由切削用量簡明手冊表2.12查得磨鈍標準為0.50.8壽命為T35min。 3、確定切削速度由切削用量簡明手冊表2.15查得切削速度為V18m/min。則主軸轉速為 n818.9 r/min。由Z525鉆床說明書由就近原則取n680 r/min。故實際切削速度為v14.9 m

20、/min 4、校核機床扭矩及功率由切削用量簡明手冊表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420×72×0.360.8×1 1298.3 N Mc0.206×72×0.360.8×14.5 Nm Pc0.32 KW根據Z525機床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數據都小于機床的各個相應的參數，故機床符合要求。5、計算鉆削加工工時 由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量和超切量y的值為6 mm。故 t 0.07 m

21、in 因為表面存在倆加工孔故加工工時為T=2t0.14 min。二、攻M8螺紋 由機械加工工藝手冊表7.2-4選用M8細柄機用絲錐，在普通鉆床上攻絲。 由機械加工工藝手冊表7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc1112 m/min。故鉆床主軸的轉速為： 我n437.9 477.7 r/min 由Z525的說明書的參數可取n392 r/min。故實際切削速度為 Vc9.8 mm/min攻螺紋機動實際的計算 我tm 其中：工件螺紋的長度10 mm。 ：絲錐切削長度22 mm。 ：攻螺紋是的超切量（23）P取3。 ：攻螺紋是的轉速392 r/min。 ：絲錐退出時的轉速680 r/min。

22、P:螺距。工序七 銑18H11的槽 一、粗銑18H11槽1、選擇與加工80×30平面同一規格的銑刀，同一銑床。 因為槽深為35 mm 故銑18H11槽時底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達到圖紙所規定的表面粗糙度的要求故ap30 mm 2、切削用量的確定 由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為 V1829 m/min 每齒進給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。則銑床主軸轉速為 n=358.3577.2 r/min根據機床說明書可取n460 r/min。則實際轉速為 Vffznz0.09×3×460 124.2 mm/min 3

23、、切削加工工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 0.82 min二、半精銑18H11槽 1、選取與粗銑18H11槽同一規格的銑刀，背吃刀量ap5 mm。 2、確定進給量由機械加工工藝手冊表2.1-72查得每齒進給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由機械加工工藝手冊表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min 3、切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.1-92查得V22 m/min，則主軸轉速 n=437.9 r/min根據機床的說明書確定主軸轉速為n460 r/min。則Vffznz82.8 mm/min 4、計算切削工時由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 1.2 min三、 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經分析決定設計第七道工序銑18H11槽的銑床專用夾具開檔夾具。一、 問題的提出本夾具用來銑18H11槽，該槽相對于花鍵孔中心有一定的技術要求。因此在本道工序加工時，在考慮零件的技術要求的前提下降低勞動強度提高勞動生產率。二、 夾具設計1、定位基準的選擇由零件圖可知，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加