一、零件的分析
（一）零件的作用
题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它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。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，下方的φ55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。两件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔
2.大头半圆孔
3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二 确定生产类型
已知此拨叉零件的生产纲领为Q=5000件/年，零件的质量m=1.0件/台，
结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%.代入公式(1-1)得
N=5000件/年1件/台(1+3%)(1+0.5%)=5152.5件/年
拔叉重量为1.0kg,由《机械制造技术基础课程设计指导教程》(本说明书中除特殊说明外,其余查表均由此指导教程查得)表1-3知,拔叉属轻型零件;由表1-4知,该拔叉的生产类型为大批生产.所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
三 确定毛坯
1 确定毛坯种类：
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。由表2-1选用铸件尺寸公差等级CT12级。
2 确定铸件加工余量及形状：
由表2-5，选用加工余量为MA-G级，并查24页表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：
3绘制铸件零件图(见附图)
四 工艺规程设计
(一)选择定位基准：
1 粗基准的选择：以零件的两个小头孔外圆表面为主要的定位粗基准，以小头孔的底面为辅助粗基准。
2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以两个小头孔外圆柱表面为主要的定位精基准，以加工后的小头孔的上端面为辅助的定位精基准。
（二）制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》346页表15-32、15-33、15-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如机械加工工艺过程卡片。
（三）选择加工设备和工艺设备
1 机床的选择：
工序010～060均为铣平面，可采用X51立式铣床。
工序070～110采用摇臂钻床。
工序120采用钻床。多刀具组合机床。
工序130采用铣断机床。
2 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。
3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。
4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。
5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。
（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
1圆柱表面工序尺寸：
前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定7 、8加工工序钻-扩-粗铰-精铰φ22加工余量工序尺寸及公差如下：
由2-28可查得精铰余量Z精铰=0.06mm 粗铰余量Z粗铰=0.14mm 扩孔余量Z扩孔=1.8mm 钻孔余量Z钻=20mm
查表1-20可依次确定各工序的加工精度等级为,精铰:IT7; 粗铰:IT10; 扩孔:IT11; 钻孔:IT12.
根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步公差值分别为,精铰:0.021mm; 粗铰:0.058mm; 扩孔:0.075mm; 钻孔:0.15mm
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰: φ2200.021mm; 粗铰φ21.9400.058mm; 扩孔:φ21.800.075mm; 钻孔: φ2000.15mm.
2 平面工序尺寸：
1.1粗铣两小头孔上端面，加工余量为1.2mm，基本尺寸为，经济精度为CT12级。
1.2粗铣中间孔上端面，加工余量为4mm，基本尺寸为 mm，经济精度为CT12级。
1.3粗铣中间孔下端面，加工余量为4mm，基本尺寸为 mm，经济精度为CT12级。
1.4精铣小头孔上端面，加工余量为0.5mm，基本尺寸为50mm，经济精度为CT11级。
1.5精铣中间孔上端面，加工余量为1mm，基本尺寸为 mm，经济精度为CT10级。
1.6精铣中间孔下端面，加工余量为1mm，基本尺寸为 mm，经济精度为CT10级。
（五）确定切削用量，切削速度和时间定额：
1工序1以小头孔外圆表面为粗基准，粗铣φ22孔上端面。
1.1 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：粗铣φ22孔上端面。
机床：X51立式铣床。
刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。
铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《机械制造工艺设计简明手册》
（后简称《简明手册》）取刀具直径do=80mm。
1.2 切削用量
铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.2mm，
一次走刀即可完成所需长度，按《教程》表5-7查得fz=0.2mm。
1.3计算切削速度 按《教程》表5-9，然后根据d/Z=80/10选取，VC=40m/min,再由公
式
算得 n＝159.24r/min,查《教程》表4-15得机床x51的转速
为n=160r/min,因此由公式算得实际切削速度Vc=40.2mm/s。
1.4校验机床功率
查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定 ap=1.2mm，n=160r/min, V c=40.2m/min，f z=0.2mm/z。
1.5计算基本工时
根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz ，由于kr<
,
L2=2mm,解得tj=0.15min
辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.3min
2工序2 以小头孔外圆表面为基准粗铣φ55孔上下端面。
2.1 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：粗铣φ55上端面。
机床：X51立式铣床。
刀具：直柄立式铣刀，按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。
2.2 切削用量
2.2.1 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。
2.2.2每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《简明手册》f=0.2mm/z。
2.3查后刀面寿命
查《简明手册》表3.8，寿命T=180min
2.4计算切削速度 按《教程》表5-9选取Vc=40m/min，根据公式
，算得n=181.98r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式
算得实际切削速度Vc＝46.8m/min
2.5计算基本工时
根据《教程》表5-43查得对称铣tj＝l+l1+l2/fmz ，由于kr<
,
L2=2mm,解得tj=0.20min
辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min
4工序4以小头孔外圆表面为基准半精铣φ55孔上下端面。
4.1 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：粗铣φ55上端面。
机床：X51立式铣床。
刀具：直柄立式铣刀，
按《教程》62页表3-15查得，取d=71mm,d1=63mm,中齿z=8。
4.2切削用量
按机床功率kw5~10，
工件-夹具系统刚度为中等时，按《教程》表5-7查得fz=0.12mm。
4.3计算切削速度 按《教程》表5-9选取Vc=49m/min，根据公式
，算得
n=219.8r/min,查《教程》表4-15取n=210r/min,在由公式
算得实际切削速度Vc＝46.8m/min。
4.4校验机床功率
查《简明手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。
最终确定n=210r/min, V c=46.8m/min，f z=0.12mm/z。
4.5计算基本工时
tm＝L+l1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。
辅助时间：ta=(0.15~0.2)tj=0.4min
5.工序070和080以T1及小头孔外圆为基准，钻、扩、粗铰、精铰φ22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。.采用立式钻床525型号
5.1钻孔工步
(1)刀具:采用莫氏锥柄麻花钻(20GB/T1438.1-1996)
(2)背吃刀量的确定 取a p=20mm
(3)进给量的确定
由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.25mm/r
(4)切削速度的计算
由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取18m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=100018/(3.1422)=286.6r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=272r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1420/1000=17m/min
(5)时间定额计算
根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得.式中l=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(1~2)=20mm/2cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=272r/min.将以上结果代入公式,得该工序基本时间tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r272r/min=0.92min=55.3s
(6)辅助时间tf的计算 由辅助时间与基本时间的关系为ta=(0.15~0.2) tj得钻孔工步的辅助时间 tf=0.1555.3=8.30s
5.2扩孔工步
(1)刀具:采用莫氏锥柄扩孔钻(B/T1141-1984)
(2)背吃刀量的确定 取ap=1.8mm
(3)进给量的确定 由表4-10,选取f=1.1mm/r.
(4)切削速度的计算
由表5-22,按工件材料为铸铁的条件选取,切削速度v取4m/min. 由公式(5-1)n=1000v/d=10004/(3.1421.8)=58.43r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.代入(5-1),求出实际钻削速度v=nd/1000=2723.1421.8/1000=6.64m/min
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