机械制造自动化毕业设计ca6140车床拨叉加工工艺夹具设计.doc
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1、 河北机电职业技术学院机械制造与自动化毕业设计 题目:CA6140车床拨叉加工工艺夹具设计 专 业:机械制造与自动化 班 级:机制0804 学 号:06 学生姓名:梁小华 指导教师:高桂仙 二零一一年六月 课题设计内容: 1.零件图 一张 2.零件毛配图 一张 3.机械加工工艺工程工艺卡片 若干份 4.工艺装备(夹具)设计装配图 一张 5.法兰盘设计说明书 一份 目录目录1摘要21.绪论.3 1.1课题背景及意义5 1.2CA6140型普通车床简介6 1.3夹具的发展趋势71.4拨叉的加工工艺81.5小结2.拨叉C的加工工艺规程设计8 2.1零件的分析92.1.1零件的作用2.2确定生产类型9
2、2.3确定毛坯9 2.3.1确定毛坯种类 2.3.2确定铸件加工余量及形状2.3.3绘制铸件零件图2.4工艺工程设计10 2.4.1选择定位基准 2.4.2制定工艺路线2.4.3选择加工设备和工艺设备2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定2.5确定切削用量及基本尺寸102.6小结3.铣床专用夹具设计10 3.1铣床夹具113.11铣床夹具的主要类型113.12铣床夹具设计要点11 3.2夹紧装置12 3.2.1夹紧装置的组成123.2.2对夹紧装置的基本要求123.2.3夹紧力的作用点及其方向3.2.4基本夹具结构 3.3夹具的设计3.4.1定位基准的选择3.4.2制定夹具方案3.4.3
3、夹具元件的选择3.4.4定位元件的选择 3.5小结4.结论135.致谢136.参考文献14 摘要机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、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入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们的大学生活中占有重要地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决难题的能力,为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。通过这次设计,基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计,机床专用夹具等工艺装备的设计等,并学会了使用和查阅各种设计资料、手册
4、、和国家标准等。由于能力有限,设计尚有很多不足之处,恳请老师给予批评和指导。关键词:拨叉、工艺、设计、夹具1 绪论机械工业是国民经济的支柱产业,现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。随着科技不断的发展,特别是近年来机械工业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展,使机械工业得到了很大的提高。机械加工工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序;是实现产品设计、保证产品质量、节约能源和降低成本的重要手段;是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据;也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。生产规模的大小、工艺水平的
5、高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。机械制造中,需要的加工顺序、装配工序及检验工序等,使用着大量的夹具,可以提高劳动效率,提高加工精度,减少废品,可以扩大机床的工艺范围,改善操作的劳动条件。因此,夹具是机械制造的一项重要工艺装备,它们的研究对机械工业有着很重要的意义。机床夹具已成为机械加工时的重要装备,同时是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进机械工业发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已
6、成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。机械制造工艺学设计是在我们学完了大学的全部基础课、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入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。1.1课题背景及意义材料、机构、工艺是产品设计的物质技术基础,一方面,技术制约着设计;另一方面
7、,技术也推动着设计。技术使产品形态发展的先导,新材料,新工艺的出现,必然给产品带来新的机构、新的形态和新的造型风格。 材料、加工工艺、结构和产品形象有机的联系在一起的,某各环节的变革,便会引起整个机体的变化。随着机床加精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度对夹具的制造精度要求更高精度夹具的定位孔距精度也随着提高,机床夹具的精度以提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济行,家具有不同的型号,以及不同档位的精度标准供选择。工业的模块、组合夹具元件模块化实现组合化的基础。利用模块设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开
8、发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型家具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,不断的改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业网站,位夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。迅速发展对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求,使多品种,对中小批生产作为机
9、械生产的主流,为了适应机械生产的这种发展趋势,必然对机床夹具提出更高的要求。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操作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的孔与操纵机构相连,而上方的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。拨叉C是机车变速箱中一个重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,但其加工孔和侧面有精度要求,此外还有小头孔上的槽要求加工,对精度有一定的要求。拨叉的底面、大头孔上两侧面和大小头孔粗糙度要求都是 ,所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求,所要加工的槽,在其槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求
10、等。因为零件的尺寸精度、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,因此它们的加工必须保证精度要求。零件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者的要求。1.2 CA6140型普通车床简介1.工艺范围:很广,它适用于加工各种轴类,套筒类和盘类零件上的回转表面,如:内圆柱面,圆锥面,环槽及成形回转表面;端面及各种常用螺纹;还可以进行钻孔,扩孔,铰孔,和滚花等工艺。2.机床主要级
11、数性能参 数 项 目参 数 数 值床身上最大工件回转直径400mm中滑板上最大工件回转直径210mm工件最大长度(四种规格)750;1000;1500;2000mm主轴正转(24级)101400r/min反转(12级)141580r/min车削螺纹范围普通螺纹螺距(44)1192mm英制螺纹螺距(20)224牙/英寸模数螺纹 (39)0.2548mm径节螺纹 (37)196牙/英寸进给量纵向 64级一般进给量0.081.59mm/r 小进给量0.0280.054mm/r加大进给量1.716.33mm/r 横向 64级 一般进给 0.040.79mm/r小进给量0.0140.027mm/r加大进
12、给量0.863.16mm/r尾座顶尖套锥孔锥度 莫氏5号快速电动机功率/转速250KW 2800r/min主电动机功率/转速7.5KW 1450r/min主轴中心高度 205mm 主轴内孔直径48mm主轴前端锥孔的锥度 莫氏6号锥机床工作精度表面粗糙度 3.20.8m精车端面平面度0.0050.01mm圆度0.0020.005mm3.车床组成:CA6140型普通车床的主要组成部件有:主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和床身。 主轴箱:又称床头箱,它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速,同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中
13、等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量,一旦主轴的旋转精度降低,则机床的使用价值就会降低。进给箱:又称走刀箱,进给箱中装有进给运动的变速机构,调整其变速机构,可得到所需的进给量或螺距,通过丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠:用以联接进给箱与溜板箱,并把进给箱的运动和动力传给溜板箱,使得溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的,在进工件的其他表面车削时,只用光杠,不用丝杠。溜板箱:是车床进给运动的操纵箱,内装有将丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构,通过丝杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动,通过丝杠带动刀架作纵向直线运动,
14、以便车削螺纹。尾架、刀架和床身。 图1.3 CA6140普通车床1.3 夹具的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下,夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 高精 随着机床加工精度的提高,为了降低定位误差,提高加工精度,对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m,夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm,平行度高达0.01mm/500mm。德国戴美乐公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台,其等高误差为0.03mm;精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内;夹具重复安装的定位精度高达5m
15、;瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级,世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然,为了适应不同行业的需求和经济性,夹具有不同的型号,以及不同档次的精度标准供选择。高效为了提高机床的生产效率,双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间,各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧和液压夹紧等,快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具,加紧和松开工件只用12秒,夹具结构简化,为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间,瑞典3R夹具仅用1分钟,即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采
16、用美国杰金斯公司的球锁装夹系统,1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上,球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具,起到缩短停机时间,提高生产效率的作用。 模块、组合 夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件,快速组装成各种夹具,已成为夹具技术开发的基点。省工、省时,节材、节能,体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础,应用CAD技术,可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库,进行夹具优化设计,为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程,既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案,又能积累使用经验,了解市场需求,
17、不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作,正在着手创建夹具专业技术网站,为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台,争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统,一次性投资比较大,只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强,应用范围广,通用性好,夹具利用率高,收回投资快,才能体现出经济性好。德国戴美乐公司的孔系列组合焊接夹具,仅用品种、规格很少的配套元件,即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强,使得夹具的通用性好,元件少而精,配套的费用低,经济实用才有推广应用的价值。 专家们
18、建议组合夹具行业加强产、学、研发协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径。 1.4拨叉的加工工艺从设计拨叉C的加工工艺来说,应选择能够满足孔和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外,也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下,应选择价格较底的机床。在选择各表面、孔及槽的加工方法时,要考虑加工表面的精度和表面粗糙度要求,根据各加工表面的技术要求,选择加工方法及分几
19、次加工;要根据生产类型选择设备,在大批量生产中可采用高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工,在小批量生产时,采用钻、扩、铰加工方法;而在大批量生产时采用拉削加工;要考虑被加工材料的性质,例如:淬火钢必须采用磨削或电加工;而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮,一般都采用精细车削,高速精铣等;要考虑工厂或车间的实际情况,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广新技术,提高工艺水平;此外,还要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件形状和重量等。利用更好的夹具,可以提高劳动生产率,提高加工精度,减少废品,可以扩大机床的工艺范围,改善
20、操作的劳动条件。因此,夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。一个好的夹具是加工出合格产品的首要条件,为了让夹具有更好的发展,夹具行业应加强产、学、研协作的力度,加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐,创建夹具专业技术网站,充分利用现代信息和网络技术,与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系,争取合资与合作,引进技术,这是改造和发展我国夹具行业较为行之有效的途径。1.5小结拨叉C是机车变速箱中一个重要的零件,因为其零件尺寸比较小,结构形状较复杂,但其加工孔和侧面有精度要求。夹具的设计,制造和生产过程中对夹具的正确使用,维护和调整,对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。 2 拨叉C的
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