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1、河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：CA6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计（CA6140 lathe processing technology fork and Fixture Design）学生姓名：张丽 所在院系：机电学院所学专业：机电技术教育 导师姓名：田峰 完成时间：2009年5 月 25日摘 要本设计是CA6140拨叉的加工工艺规程及某道工序的专用夹具设计。CA6140拨叉的主要加工表面是三面两孔。一般来说，平面的加工精度要比孔的加工精度更容易保证。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的加工精度。先将第一个待加工表
2、面零件的左端面加工出来，再以底面为粗基准加工零件顶面，并以零件的顶面作为精基准以完成以后的孔的加工。所以选择以零件左端面作为粗基准，以的孔作为精基准，整个加工过程选用组合机床，在夹具方面选用专用夹具。考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，本零件的夹紧方式采用螺旋夹紧机构。关键词：夹具，加工工艺，工艺规程，定位CA6140 lathe processing technology fork and Fixture Design AbstractCA6140 fork of the design is a point of order processing technology an
3、d procedures in a dedicated fixture design. CA6140 fork of the main surface is two holes on three sides. Generally speaking, the plane of the machining accuracy of the machining accuracy than the hole more easily guarantee. Therefore, the first surface of the design followed the principles of post-h
4、oles, and holes with the two-dimensional processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. First processing the surface of the first parts to be left out of face processing, and then to the bottom parts for rough machining the top face of
5、 the base and top parts as to complete the baseline precision of the hole after the processing.And therefore he chose to spare parts as a left-side rough, with a precision of the hole as a benchmark,the whole combination of machine tool selection process, in selected aspects of exclusive jig fixture
6、. Taking into account the specificity of the structure of the parts, as well as a smaller clamping force required for other reasons, the parts of the clamping means clamping screw body to adopt.Keywords: Fixture ,Components processing ,technology Process, Positioning 目 录引言11 机床夹具11.1机床夹具的发展现状11.2机床夹
7、具的分类与构成21.2.1机床夹具的分类21.2.2机床夹具的构成32 零件的加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用：32.1.2零件的工艺分析：42.2工艺规程设计42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基准面的选择42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.2.5切削用量及基本工时的确定73专用夹具设计133.1问题提出133.2钻M8底孔6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔专用夹具设计133.2.1定位基准的选择133.2.2切削力和夹紧力的计算133.2.3定位元件的设计及定位误差分析14图 3 花键轴153.2.4导向方案及导向元件的设计153.2.5夹具体
8、的设计163.2.6夹具装配图效果图174结束语175谢词18参考文献19 引言夹具是一种装夹工件的工艺装备，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。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，先要将工件装夹好。工件的装夹方法有两种:一种是工件直接装夹在机床的工作台或卡盘上;另一种是工件装夹在夹具上。采用第一种方法装夹工件时，一般要先按图样要求在工件表面划线，划出
9、加工表面的尺寸和位置，装夹时用划针或百分表找正后再夹紧。这种方法无需专用装备，但效率低，一般用于单件和小批量生产。批量较大时，大都用夹具装夹工件，因为它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。机床夹具的使用有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量；有利于提高劳动生产率和降低成本；有利于改善工人劳动条件，保证安全生产；有利于扩大机床工艺范围，实现“一机多用”等。1 机床夹具1.1机床夹具的发展现状机械制造业经过了漫长的发展历程，从远古简单的石器打磨，到现代工业的数控加工，已经摆脱了手工作坊的作业方式，进入集团化生产、专业化协作的生产阶段。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。近
10、些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工，代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，已经将夹具的引导刀具的功能完全替代，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。同时，在单件小批量生产中，由于批量小，设计制造夹具增加研发成本和延长生产周期。因此，这时候最多采用的生产模式是简易生产，即土法上马以牺牲产品质量为代价来保证生产需求，这在科技高速发展的今天，明显不适应社会
11、发展的需求。为了使企业整体的数字化和现代化加工技术能够得到更快的发展，就要使夹具设计和数字化、现代化加工技术相结合，所以人们开始研究一种新型的KBE（基于知识的工程）夹具。知识工程KBE是通过知识驱动和繁衍对工程问题提供最佳解决方案的计算机集成处理技术14。其特点为：（1）保存占地面积小，制造周期短。（2）满足循环经济的要求，最大的生的生产利用率。（3）可实现工序间精确定位转换。与专用夹具生产周期长，保存占地面积大的缺点相比之下，KBE夹具的确是一种先进的夹具。但是由于目前KBE夹具还没有在各大企业公司之中推广使用，而且我国大多数企业的产品制造仍然为大中批量生产，专用的机床夹具仍在各大中企业中
12、普遍使用。1.2机床夹具的分类与构成我们知道当零件生产批量较大时，大都用夹具装夹工件。因为它有稳定地保证工件的加工精度、提高劳动生产率扩大机床的使用范围，改善操作者的劳动条件等诸多优点。特别是工件批量愈大时，使用夹具所取得的经济效益就愈显著。1.2.1机床夹具的分类根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等1。（1）通用夹具是指结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性的夹具。这类夹具适应性强，可用来装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。(2)专用夹具。这类夹具是专为零件的某一道工序的加工而设计和制造的。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常
13、用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。 (3)可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。(4)组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新夹具。（5）自动线夹具。自动线夹具一般分为两种:一种为固定式夹具，它与专用夹 具相似;另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。按使用机床可将夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、
14、数控机床夹具、自动机床夹具以及其他机床夹具等。这是专用夹具设计所用的分类方法。按夹紧的动力源分类可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁夹具、真空夹具、离心力夹具等。1.2.2机床夹具的构成机床夹具的结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为以下几个部分:(1)定位元件及定位装置；定位元件与工件的基面相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置。(2)夹紧元件 (夹紧装置)；夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，使工件在加工过程中保持在夹具中的既定位置。 (3)夹具体；用于连接或固定夹具上个元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。(4)对
15、刀或导向装置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，、如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件称为导向装置。(5)分度,对定装置；(6)其他装置或元件；根据加工需要，有些夹具分别采用分度装置、靠模装置、上下料装置、顶出器和平衡块等。2 零件的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用：该零件是CA6140车床的拨叉（图1），它位于厢体内部：主要作用是传递纽矩，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm的筋板支撑，零件中部有的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm的锥孔,所有技术要求都是为了机床总体装配。图1 拨叉零件图2.1.2零件的工艺分析：本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加
