摘 要
本文是对CA6140车床拨叉831007零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对填料箱盖零件的两道工序的加工设计了专用夹具.
机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计加工轴承孔夹具。
关键词：CA6140车床拨叉831007，加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具
目 录
摘 要 2
第1章 绪论 4
1.1课题研究的意义及现状 4
1.2课题主要研究内容 4
1.3研究方法和手段 4
1.4研究目标 4
1.5方案可行性分析 5
第2章 工艺规程设计 6
2.1 分析零件图 6
2.2 确定生产类型 7
2.3 确定毛坯 7
2.4基准的选择 8
2.4.1粗基准的选择 8
2.4.2精基准的选择 8
2.5加工主要工序安排 8
2.6选择加工设备与工艺设备 10
2.7确定工序尺寸 11
2.8切削用量 12
4镗55孔夹具设计 15
4.1 研究原始质料 15
4.2 定位、夹紧方案的选择 15
4.3切削力及夹紧力的计算 15
4.4 误差分析与计算 16
4.5定位销选用 17
4.6 夹具设计及操作的简要说明 17
总 结 18
参考文献 19
致 谢 20
第1章 绪论
1.1课题研究的意义及现状
当前，我国中小零部件机械产业正处于稳步发展的成熟期，国外进口设备一统天下的局面已经结束，国产零部件机械已经成为主力。主要表现如下：?
一、国产机械的技术水平已接近或达到世界先进水平，大规模靠引进技术发展的时代已经结束，吸收、学习国外先进技术的渠道和方法大为增强，自身开发能力大大提升，大型机械开发周期一般不超过一年。??
二、行业格局发生很大变化。一是国外著名的机械企业纷纷在中国建厂，改变了机械生产企业的结构。它们在机械方面具有雄厚的技术和经济实力，代表着世界领先水平，今后将对中国机械行业的生产格局产生深远影响。其在产品开发、制造及知识产权保护等许多方面给中国企业提供了学习机会。二是国内著名大企业成功介入机械产品的生产，并向多品种方向发展，凭借大厂在经验、技术、经济、制造方面的实力，其机械产品在销售市场上已经占据了主导地位。这些变化，极大增强了我国机械行业的实力，对中小企业的发展也有很大影响。?
三、一批民营中小企业迅速成长壮大，规模和技术实力大增。尚存问题有待解决?。在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时，一些潜在的问题也不容忽视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金不足。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少，采用挖人才、“偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛”问题，对产品出口产生不利影响。
认清趋势促进发展。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖办法；可在市场接受的范围内，适当进行涨价，以促进生产发展。?
1.2课题主要研究内容
轴承座零件的分析包括：零件用途、安装使用、零件图的加工工艺、材料毛坯以及技术要求等的分析。确定加工方法，填写加工工艺过程。?
1、依据国家有关标准，JB/T2562-2007,对开式四螺柱正滑动轴承座?型式与尺寸，JB/T2564-2007,滑动轴承座?技术条件等，根据需要标注轴承座装配图的尺寸公差、形位公差等；?
2、根据轴承座的装配图，画出轴承座上盖和底座的零件图。根据需要标注零件表面的尺寸公差、形位公差和粗糙度等；?
3、综合运用所学知识，参考有关资料，按大批生产，安排产品的加工工艺；设计加工轴承孔夹具。
1.3研究方法和手段
（1）调研、消化原始资料；?
收集整理有关机械零件设计、装配工艺、机械加工工艺、制造技术等有关资料，供设计时使用；消化零件制件图，了解零件的用途，分析零件的工艺性、尺寸精度等技术要求；分析工艺资料，了解所用材料性能、零件特性以及工艺参数。
（2）完成轴承座的零件图及装配图；
（3）确定工艺方案，制定加工工艺文件；
（4）设计加工轴承孔夹具；
（5）完成零件图及多轴头装配图的制作。
1.4研究目标
通过课题的设计锻炼和培养自己的工艺文件的编制能力，熟悉常用材料的使用性能，正确选用材料；掌握夹具设计的基本方法和机械零部件设计的基本程序和方法；掌握机械加工工艺的制定过程，对一般的制造过程和方法有初步的了解，了解常用的零部件设计软件，并能熟练运用二维及三维软件进行设计。定的机械加工工艺所加工的产品能达到图纸的各项技术要求。使自己在大学四年所学的知识得到全面总结和巩固，对以前所学的知识得以温故而知新，更好的掌握学过的知识，为将来的工作奠定一个良好基础。
1.5方案可行性分析
1）查阅相关文献，搜集有关资料。
2）了解轴承座的结构以及工作原理的了解，并了解夹具的结构；
3)?通过老师指导,同学讨论确定方案。
4）根据国家有关标准，设计产品
第2章 工艺规程设计
2.1 分析零件图
（一）零件作用
拨叉是传动系统中用来拨动滑移齿轮，以实现系统调速、转向的零件。其小头通过与轴的过盈配合来传递凸轮曲线槽传来的运动；大头的内部突起处与滑移齿轮的凹槽配合。
（二）零件的工艺分析
1、零件选用材料为HT200，俗称灰口铸铁。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。
2、该零件主要加工表面及技术要求分析如下：
(1)、零件上端面及孔φ50H13的上下端面与孔φ22H7的垂直度公差等级为9-10级。表面粗糙度为Ra≤3.2um。加工时应以上端面与孔φ22H7的内表面为基准。又由于上端面须加工，根据“基准先行”的规则，故应先加工上端面，再加工孔φ22H7，最后加工孔φ50H13的上下端面。
(2)、尺寸30、20、65、φ50、φ70都有其公差要求，加工时需要保证这些尺寸。使其满足30-0.24+0.084、20-0.21-0.07、65-0.190φ500+0.46φ700+0.46。
(3)、φ22H7孔内表面Ra≤1.6，需要进行精铰。φ70H13孔内表面Ra≤6.3，铣端面时就可以保证。φ20H13内孔表面Ra≤3.2只需半精镗即可。
(4)、M8 的孔只需要钻孔与攻丝，可放在后期工序中。
(5)、φ8锥销孔只要求加工一半，故可以与M8孔同时钻出。
(6)、花键方向保持与图样一致。两件铸在一起表面应无夹渣、气孔。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
2.2 确定生产类型
已知零件每年的生产量为100，000件，质量为1.0Kg，可确定其生产类型为大批生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段；工艺适当集中；加工设备已通用设备为主；大量采用专用工装。
2.3 确定毛坯
选择毛坯时候应该考虑一下几点因素：
(1)零件的力学性能要求：相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有所不同。离心浇注的铸件、压力浇注的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇筑的铸件，其力学性能一次递减。
(2)零件的结构形状和外廓尺寸：直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料，相差较大时宜采用锻件；形状复杂、力学性能要求不高可采用铸钢件，形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯不宜采用模锻、压铸和精铸，多采用砂型铸造和自由锻造；外形复杂的小零件宜采用精密锻造方法，以避免机械加工。
(3)生产纲领和批量：生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，生产纲领小时宜采用设备投资小的毛坯制造方法。
(4)现场生产条件要求：现场生产条件和发展应经过技术经济分析和论证。
经过分析考虑，零件材料选取HT200，由于零件结构一般，生产类型为中、小批生产，在机床运行过程中所受冲击不大，力学性能要求不高，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，零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，根据参考文献[8]中表3-1选择金属型浇注铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用铸件尺寸公差等级为9级.这对提高生产率，保证产品质量有帮助。此外为消除残余应力还应安排人工时效。
1、确定毛坯种类
根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型。根据表15-5铸件尺寸公差等级采用?CT9级。
2、确定铸件余量及形状
根据表15-7，取加工余量为MA-G级。查表15-8确定各表面的铸件机械加工余量。铸件的分型面选择及各加工表面铸件机械加工余量见下表：
3.0 顶面，降一级，单侧加工
顶面，单侧加工
底面，单侧加工
孔径过小，保证铸造，余量减小孔，降一级，双侧加工
孔，降一级，单侧加工
孔，降一级，单侧加工
3、画零件毛坯图(图附后)
2.4基准的选择
定位选择是工艺规程设计中重要的工作之一，定位选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。
2.4.1粗基准的选择
选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。
(1)加工轴承座上盖时应选择上盖螺栓孔的上表面为粗基准，加工上盖分合面。我选择粗基准的根据如下：选择上盖螺栓孔的上表面为基准，能保证轴承座上盖其他表面加工余量小二均匀，符合选择重要表面为粗基准的原则；轴承座上盖只有螺栓孔上表面不需要进行加工，符合选择不加工表面为粗基准的原则；制造毛坯的时候上表面的加工余量留的最少，符合选择加工余量量最小的表面为粗基准的原则；上表面能满足方便定位、加紧的需求，符合选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准的原则；螺栓孔上表面只用一次，加工出精基准面就不需要使用，符合粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次的原则。
(2)按照粗基准的选择原则，同理我们可以选择出轴承座底座的底孔的上表面为粗基准，加工底座的底面。
2.4.2精基准的选择
精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。?
(1)选择上盖的分合面为精基准，加工上盖端面和气压杯螺纹孔的上表面。我选择精基准的根据如下：精基准的以“基准重合”、“基准统一”、“自为基准”、“互为基准”为选择原则，并且需要保证工件定位精准、加紧可靠、操作方便。选择上盖的分合面为精基准可以简化操作，能够准确定位，加紧可靠，满足加工表面对设计基准的相对位置精度要求，方便加工其他表面。
(2)按照精基准的选择原则，选择轴承座底座的底面为精基准，加工底座的端面及内孔分合面。
(3)按照精基准的选择原则，选择轴承座的底面与为精基准，加工轴承座的内孔。
2.5加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。轴承座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到轴承座加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于轴承座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。
加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。
（一）选择定位基准
（1）、选择粗基准 为了方便装夹，以及依据以不加工表面为基准和毛坯表面质量较好者为基准的原则，选底端面为粗基准。
（2）、选择精基准 依据基准重合原则，应选用统一的基准有利于保证零件的精度。多用“一面两孔”的定位方式定位，所以选择小头孔轴线和底面为精基准。
（二）制订工艺过程
1、根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度（查表15-32、15-33、15-34），选择加工方法：
（1）、上端面T1：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（2）、上端面T2：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（3）、底端面T3：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（4）、切断面T4：粗铣（R6.2）
（5）、小端头孔D1：扩孔（R6.3、IT10）——铰孔（R1.6、IT7）
（6）、中间孔D2：粗镗（R6.3）——半精镗（R3.2、IT7）
（7）、中间孔D3：粗镗（R6.3、IT13）
粗铣小头孔的两端
粗铣中间孔上端面
粗铣中间孔下端面
扩两小端头孔
精镗中间孔
精镗小头孔上端面
半精镗中间孔
精铣中间孔上端面
精铣中间孔下端面
精铰两端小头孔
铣断
钻2XΦ8、M8螺纹孔，攻M8螺纹
去毛刺
检验
D1、T5
D1、T1
D1、T1
D2、D5、T5
D1、D5、T5
D1、T5
D1、T5
D1、T5
D1、T1
D2、T5、D5
D1、T5
D1、D2、T5
2.6选择加工设备与工艺设备
（一）、选择机床
1、工序010、020、030、060、080、090均为铣端面，可采用立式升降台铣床：XQ5025A。
2、工序040、100、120均为钻、扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z3025B。
3、工序050、070为镗孔，采用T68镗床。
（二）、选择夹具
各工序广泛采用专用夹具。在钻空M8时，其夹具可采用一面两空定位。
（三）、选择刀具
1、在铣床上加工的工序，均采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。
2、加工孔φ22H7时，由于采用扩、铰的加工方案，故工序040可用扩孔刀具一次加工。而工序100精铰φ22H7，因加工余量小，则选用高速钢铰刀。
3、在镗孔φ50H13时，由于对精度要求不高，故采用硬质合金镗刀即可。
（四）、选择量具
1、对端面的尺寸精度要求不高，采用通用量具即可。
2、对孔φ22H7，为保证加工精度，工序100采用专用塞规进行测量。为保证30-0.24+0.084、20-0.21-0.07的尺寸精度，采用专用极限量规。为保证各端面的垂直度，故采用千分表进行检测。
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