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含CAD图纸、说明书 ca6140 零件 加工 工艺 规程 55 夹具 设计 cad 图纸 说明书 仿单

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XXXX大学毕 业 设 计 说 明 书设计：学 院： 专 业： 题 目：CA6140车床拨叉（831006零件）的加工工艺及夹具设计 指导教师： 职称: 职称: 20*年*月*日毕业论文（设计）课题申请表院（系）名称 专业名称 指导教师姓名及职称 课题名称CA6140拨叉加工工艺及夹具设计课题来源自 拟立题理由和所具备的条件基于AutoCAD软件对CA6140拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。因此主要研究内容为基准的选择，加工工艺和零件主要部位的专用夹具的设计。 要求熟练掌握AutoCAD绘图软件及机械设计相关知识。教研室审批意见教研室主任签字： 年 月 日毕业论文（设计）工作领导小组审批意见组长签字： 年 月 日注：本表经教务处复审后存院（系）备查毕业论文（设计）任务书题目名称 CA6140拨叉加工工艺及夹具设计学生姓名任耀亮所学专业机械设计制造及自动化班级043指导教师姓名田 峰所学专业机械设计制造及自动化职称讲 师完成期限 2008年12 月22 日至 2009年 5 月31 日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容基于AutoCAD软件对CA6140拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。因此主要研究内容为基准的选择，加工工艺和零件主要部位的专用夹具的设计。2.技术指标（1）设计参数要符合实际生产要求；（2）生成图形要符合国家标准规定；二、 毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上；4.程序清单；三、毕业论文（设计）进度安排1.2009年1月16日-1月20日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成外文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月16日-2月22日（第1周），审核开题报告和设计方案。4. 2009年2月23日-3月8日、4月13日-4月19日（第2-4、9周），毕业设计单元部分骨架和零件模型设计。5. 2009年4月20日-26日（第10周），毕业设计中期检查。6. 2009年4月27日-5月24日（第11-14周），装配模型的生成、工程图文件的建立和仿真的实现，撰写和整理毕业设计（论文）。7. 2009年5月25-6月7日（第15-16周）上交毕业论文，指导、评阅教师审查评阅论文，毕业设计答辩资格审查，学生修改整理论文。本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称 CA6140拨叉加工工艺及夹具设计学生姓名 院系 学号 导师姓名 所学专业 职称讲师完成期限 20*年2 月25 日至 20*年 5 月25 日一、选题的目的意义机械的加工工艺及夹具设计是我们在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为从事专业的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、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。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。二、国内外研究现状改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以“时间驱动”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化等使制造业面临着巨大的挑战，特别是像拨叉类不规则零件的加工就出现了重大问题，在现阶段拨叉类零件的加工还没有达到现代自动化的加工水平。在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，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。目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。2.2发展趋势加工工艺作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。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。1.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demmeler（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；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。2.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、气动和液压夹紧等，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。采用美国Jergens（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。3.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，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。 4.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demmeler（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。三、主要研究内容本设计是CA6140拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。因此主要研究内容为基准的选择，加工工艺和零件主要部位的专用夹具的设计。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1.文献资料法：通过各种途径，翻阅大量文献资料，扩展自己知识，掌握一定的专业理论，为毕业论文打下理论基础。2.数据分析法：通过一定的数据，分析存在的现象情况，对结果做出定性和定量分析，说明现象出现的条件及其可行性。3.案例分析法：通过具体的实例，来说明论证自己得出的结论，这样 可以更形象，客观的来论证论文的观点。4.资料引用法：通过对大量资料的阅读掌握，引用其中有用的内容来证论文的观点。五 主要参考文献与资料1 陈宏钧实用金属切削手册北京：机械工业出版社，20052 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书.第二版北京：机械工业出版社，20083 陈宏钧实用机械加工工艺手册北京：机械工业出版社，20034 杨黎明机床夹具设计手册国防工业出版社，19965 李旦，邵东向机床专用夹具图册哈尔滨工业大学出版社，20056 赵云娥镗床可转位刀盘夹具设计科技信息，2008，(26)：3403417 毛淑兰，徐晓奇铣槽专用夹具设计煤炭技术，2002，21(6)：458 王力行专用机床夹具安装精度分析装备制造技术，2008，(9)：1631649 李超平面加工专用夹具的设计机械工程师2006，(12)：13010 李建江简易对中找正镗夹具金属加工，2008，(20)：5911 赵生虎夹具的优化设计及经济性分析研究煤矿机械，2006，27(1)：666712 崔丽娟多功能可转位钻孔夹具砖瓦，2006，(1)：323313 阳文辉单臂零件钻孔夹具的设计金属加工，2009，(2)：889014 杨冬生简便可调夹具在钻床和铣床上的应用机械工人，2006，(4)：474815 钟建琳,陈秀梅,刘恒志等套类零件钻径向孔专用夹具CAD机械设计与制造工程，2002，31(6)：7274六 指导教师审批意见 签名：年 月 日本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名 班级 指导教师 论文（设计）题目CA6140拨叉加工工艺及夹具设计目前已完成任务现已完成：1, 已查阅和本设计有关的必要资料2 完成开题报告3，完成零件图、毛坯图、夹具图设计、装配图等基本AutoCAD图形设计4，完成该零件加工的工艺路线和各必要参数的计算等是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务论文的整理和规范以及图形的修改能否按期完成论文（设计）：能存在问题和解决办法存在问题1， 论文格式不够规范2， 查阅参考文献和资料参考不够3， 图形有部分问题拟采取的办法1， 要按照标准论文格式严格修改2， 阅读更多资料以使论文更加完善3， 抓紧时间认真仔细检查论文中的错误及不当之处及时修改指导教师签 字日期 年 月 日教学院长（系主任）意 见 签字： 年 月 日摘 要本设计是车床拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件选用铸造件。它的主要加工面是孔、拨叉叉口两端面和槽，在设计中采用先面后孔的原则，先以一个面加工出一个基准面，然后，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔为定位基准，加工其他部位，在整个加工过程中，分别采用了铣床、钻床和镗床。按要求设计了镗孔专用夹具，采用一面两销定位。由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。关键词： 拨叉，加工工艺，专用夹具，定位The plectrum parts processing and special fixture Designs to the lathe of CA 6140AbstractThis design is a lather plectrum parts processing and special fixture designs. Appearance from the analysis of the structure of parts, it looks complicated and difficult process, the choice of casting parts. Its main processing side holes at both ends of fork surface and groove, used in the design after the first hole of the principle of surface, first with a surface of a base-level processing, and then base-level processing of the corresponding hole. Behind the processes, are the base of the hole for positioning, processing other parts of the body, in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling and boring machine Required to design a special jig boring, using a two-pin position. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping.Keywords：Fork，Processing, Technology, Dedicated fixture, Positioning目 录1 绪论12 概述12.1 选题的目的和意义12.2 国内外研究现状及发展趋势13 零件的分析23.1 零件的作用23.2 零件的工艺分析23.3 本章小结34 工艺规程设计34.1 确定毛坯的制造形式34.2 基面的选择44.2.1 粗基准的选择44.2.2精基准的选择。44.3 制定工艺路线44.3.1工艺路线方案一44.3.2 工艺路线方案二44.3.3工序方案的比较与分析54.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定64.4.1 侧平面加工余量的计算64.4.2 大头孔两侧面加工余量的计算64.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算74.5 确定切削用量及基本工时74.5.1 工序174.5.2 工序294.5.3 工序3124.5.4 工序4134.5.5 工序5154.5.6 工序6164.5.7 工序7174.5.8 工序8184.6 本章小结195 镗孔夹具设计195.1 问题的提出195.2 夹具设计195.2.1 定位基准的选择195.2.2 夹具方案的确定195.2.3 误差分析与计算215.2.4 切削力及夹紧力的计算225.3 本章小结246 结束语25致谢27参考文献281 绪论机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的某几个主要部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。在本次设计中，就针对拨叉831006的加工工艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择一种较好的加工工艺路线进行加工。并对拨叉的半孔进行专用夹具的设计，在这过程中，制定多套夹具方案分别对各夹具的定位误差和精度进行分析计算，选择其一，以完成本次设计。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，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十分重要的地位。就个人而言，希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。2 概述2.1 选题的目的和意义机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、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。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。2.2 国内外研究现状及发展趋势在我国现阶段拨叉类零件的加工还没有达到现代自动化的加工水平。在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，气动、液压夹紧等夹具正是适应发展的产物。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。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。3 零件的分析3.1 零件的作用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。3.2 零件的工艺分析拨叉831006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、大头孔两侧面和大小头孔内壁粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大头孔轴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。由拨叉零件图（图1）我们可以知道本零件共有5组加工面，现分述如下：（1）以孔为中心的一组表面。（2）以孔为中心的一组加工表面。这一组表面包括：孔的内表面及其两端面，孔截断部分平面。（3）零件的下底面。（4）圆柱面上的斜面。（5）零件下底面的槽的三个面。其中孔的两端面以及的槽两个侧面都与孔又一定的位置要求，分别为：孔的两端面与孔轴线的垂直度误差为0.1，槽的两侧面与孔轴线的垂直度误差为0.08mm。由以上分析可知，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，因此要选择合理的方法进行零件的加工可选择加工其中一组表面，然后借助于夹具加工其余表面。图1 拨叉零件图3.3 本章小结本章主要是对拨叉831006的分析，主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进行了分析，经过查阅大量的参考资料，和上面的分析使对拨叉831006有了进一步的认识，为后面的设计打下了坚实的基础。4 工艺规程设计4.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为5000件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。4.2 基面的选择由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉831006来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。基面选择的正确与合理，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，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。4.2.1 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取孔的内表面作为定位基准，利用一短销大平面，限制5个自由度，再以一个菱形销限制最后1个自由度，达到完全定位,再用螺栓夹紧，然后进行铣削。4.2.2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。4.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用工具,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。4.3.1工艺路线方案一如表1此工序不能保证其质量，但可以进行精度要求不高的生产。综合考虑以上步骤，得到下面工艺路线。4.3.2 工艺路线方案二如表2此工序虽然工序增加了工时，但是质量大大提高了。4.3.3工序方案的比较与分析表1 工序方案一工序号工序内容工序一粗、精铣孔上端面工序二钻、扩、铰、精铰孔工序三切断工序四粗、精铣孔两侧面工序五粗、精镗孔 工序六铣下平面工序七粗、精铣mm槽工序八粗铣斜平面工序九检查表2 工序方案二工序号工序内容工序一粗、精铣孔上端面工序二钻、扩、铰、精铰孔工序三粗、精铣孔两侧面工序四粗、精镗孔工序五铣下平面工序六粗、精铣mm槽工序七粗铣斜平面工序八切断工序九检查方案一工艺路线在工序三就将孔锯开，在后面的工序铣孔的两侧面的时候，工件的加工面可以减少不少的设计，但是在后面的工序中进行的加工，特别是定位和孔的加工就有相当大的难度，如果用方案一进行孔的加工时，在上面的工序中已经锯断，只有进行半圆的加工。这样的加工在一般的机床上是不保证精度的，若想要保证精度只有在数控机床上，那样的话生产成本将提高了很多。方案二就解决了上述产生的问题，将的孔到了最后的时候才将其锯开，这样不仅保证了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔来作为定位基准。这样的加工可以在一般的机床上就可以进行加工了，不仅保证了精度，还降低了生产成本。由以上分析：方案二为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的加工工艺过程（如表3）：表3 工序方案三工序号工序内容工序一铸造。工序二热处理。工序三粗、精铣孔上端面。工序四钻、扩、铰孔。工序五粗、精铣孔两侧面。工序六粗、精镗孔。工序七铣下平面。工序八粗、精铣mm槽。工序九粗铣斜平面。工序十切断。工序十一检查。4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140车床拨叉A，零件材料为HT200，硬度190210HB，毛皮重量1.0kg生产类型大批量，铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸如下：4.4.1 侧平面加工余量的计算根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：余量值规定为，现取精铣：余量值规定为。取1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为 粗铣后最大尺寸为：精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。4.4.2 大头孔两侧面加工余量的计算根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：余量值规定为，现取。精铣：其余量值规定为。取1.0mm。铸造毛坯的基本尺寸为。粗铣后最大尺寸为：。精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。4.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算钻孔到要求尺寸：根据工序要求，小头孔分为钻、扩、铰三个工序，工序尺寸及加工余量为：钻孔： mm 扩孔： mm 铰孔： 镗孔到要求尺寸：加工该组孔的工艺是：粗镗精镗粗镗：孔，余量值为；精镗：孔，余量值为；孔毛坯基本尺寸为：粗镗工序尺寸为：mm精镗工序尺寸为： 从而达到要求。据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量及毛坯尺寸（如图2）4.5 确定切削用量及基本工时4.5.1 工序1粗、精铣孔上平面（1）粗铣孔上平面机床：X52K。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm，所以铣削深度 ： =2mm每齿进给量：取=0.12mm/Z 铣削速度：取=1.33m/s机床主轴转速： （1）式中 V铣削速度； D刀具直径。代入式（1）得，查X52K说明书取实际铣削速度v：图2拨叉毛坯图进给量：工作台每分进给量： 切削工时：被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： （2）=7mm刀具切出长度：取=2mm走刀次数为1机动时间： （2）精铣孔上平面机床： X52K。刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，D=100mm ，齿数12，精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度： 每齿进给量：铣削速度：机床主轴转速：由式（1）得，取n=600r/min 实际铣削速度v：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取4.5.2 工序2加工孔mm到要求尺寸机床：Z535立式钻床.加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔：标准高速钢麻花钻；扩孔：标准高速钢扩孔钻；铰孔：标准高速铰刀。选择各工序切削用量：（1）确定钻削用量1）确定进给量f：，由于孔深度比 ，故：。查Z535立式钻床说明书，取。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 由插入法得 ， ，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。查表，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为 ，故 3）校验机床功率 切削功率为 机床有效功率，故选择的钻削用量可用。即，相应地：，被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：（2）确定扩孔切削用量1） 确定进给量：。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 根据表取。修正系数： ，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 切削工时被切削层长度：刀具切入长度，有：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量：，查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 取。查表取修正系数 ， 故查Z535说明书，取，实际铰孔速度 切削工时被切削层长度：刀具切入长度， （3）由式（3）得刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：该工序的加工机动时间的总和是： 3）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，4.5.3 工序3粗、精铣mm孔两侧面（1）粗铣两侧面机床：X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm，所以铣削深度：每齿进给量： 铣削速度： 机床主轴转速：由式（1）得，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知，刀具切入长度： （4）刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣两侧面机床：X52K刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量： 铣削速度： 机床主轴转速：由式（1）得，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：4.5.4 工序4粗、精镗孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：（1）粗镗孔切削深度：，毛坯孔径。进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为2.2mm。因此确定进给量。切削速度：取机床主轴转速：由式（1）得，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）精镗mm孔切削深度： 进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：取机床主轴转速：，取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时4.5.5 工序5粗、精铣下平面（1）粗铣下平面 机床：立式铣床X52K。刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。Z=2mm，铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知。刀具切入长度刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣下平面机床：X52K。刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数8，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速：由式（1）得，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：4.5.6 工序6粗、精铣槽（1）粗铣槽机床：X52K刀具：整体直齿铣刀 Z=20 D=100mm 切削深度： 进给量,，切削速度，机床主轴转速：由式（4）得，取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：=52mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣槽刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀切削深度：进给量,切削速度，机床主轴转速：由式（1）得，取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：=52mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：本工序机动时间4.5.7 工序7粗铣斜平面工件材料； HT200，铸造。机床：X52K。刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。Z=3mm，铣削深度：每齿进给量：取铣削速度：取机床主轴转速：由式（1）得，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据零件图可知 切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=21mm刀具切入长度： （5）刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：4.5.8 工序8 铣断机床：刀具：细齿锯片铣刀，D=100mm L=4mm d=22mm Z=80 切削深度：进给量,切削速度。机床主轴转速：由式（1）得，取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：=52mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：最后将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他数据，一并填入机械加工工艺过程卡，见附表4.6 本章小结本章主要讲述的是毛坯零件尺寸的确定、工艺路线以及切削用量、加工工时计算和时间定额计算。它主要是保证零件在加工时能够有足够的余量进行粗、精加工保证精度，同时，对在加工中所需的机床、刀具等都进行选择。再查阅工具书确定切削进给量、机床转速等进行计算工时，将所计算的各结果填写到相应的工序卡片中，并与所给的任务书进行用量比较，看能否完成加工。经过上文的计算分析所选的刀具、机床等都能达到生产要求，将进行下一步的设计。工艺过程卡片详见（附图）。5 镗孔夹具设计为了达到提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度的目的。在加工车床拨叉零件时，需要设计专用夹具。5.1 问题的提出利用本夹具主要用来镗加工孔mm。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底孔有位置度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。5.2 夹具设计5.2.1 定位基准的选择由零件图可知：孔mm的轴线与底孔有位置度要求，在对孔进行加工前，小头孔进行了粗、精加工。因此，选底孔为定位精基准（设计基准）来满足位置度公差要求。（如图3）：5.2.2 夹具方案的确定设计专用夹具的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等的技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，应该使所设计的专用夹具在加工过程中装夹方便，有较高的生产效率。因此，我设 图3 镗孔定位计了两个夹具方案以供选择，其方案如下：（1）夹具设计方案一在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均已经加工过。因此，我选择小头孔用长心轴定位，以大小头孔的左端面为定位面，并在大头孔的下方用一档销定位，以实现典型的一面两销定位。在大小头孔之间用一个移动压板压在连接板上，实现夹紧。并选用固定镗套作为刀具的导向装置。（2）夹具设计方案二在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均已经加工过。在小头孔用一长销定位，以小头孔的左端面作为定位面，在大头孔下方用一定位块作为档销以实现一面两销定位。在小头孔的心轴右端用一个带肩的螺母和开口垫圈作为压紧，在加工处用一辅助支撑以抵消加工时所产生的轴向力。（3）方案的比较分析上述两个夹具方案的特点在于：它们都采用了典型的一面两销定位，它们的不同之处在于，方案一是以两个平面同时作为一个定位面，采用移动压板作为夹紧机构。方案二是以定位环作为定位面，在心轴上加一个螺母进行了夹紧，在加工处用一螺钉作为辅助支撑。通过对它们的比较方案一以两个不同的平面同时作为定位面，如果那两个平面在加工的时候，出现了加工误差，则在以这两个面作为定位面进行孔的加工会出现受力不均的情况，使工件受较大的外力而变形。而方案二用一个定位环作为定位面就解决了这个问题，因此，我选择方案二作为加工本工序的专用夹具。（如图4）：图4 夹具方案5.2.3 误差分析与计算该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与端面间的尺寸公差以及孔轴线与底孔的位置度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。由于本工序的加工是以心轴定位,工件孔和心轴的误差可分为以下两种:一是工件以圆孔在过盈配合圆柱心轴上定位,所以定位副之间无径向间隙,也即这时不存在径向基准位移误差(,)。工件在轴线方向上的轴向定位误差，则可利用夹紧力加以控制。由此可见，过盈配合圆柱心轴的定位精度是相当的高。二是以圆孔在间隙配合圆柱心轴上定位，根据心轴放置位置的不同，有不同情况。在设计中，是将心轴水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此，有径向基准位移误差。在重力作用下，定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴母线接触。故此时的径向基准位移误差仅在Z轴方向，且向下。（如图5）：由机床夹具设计手册可得：定位误差（两个垂直平面定位）： （6）式中 定位副间的最小配合间隙；工件圆孔直径公差；心轴外圆直径公差，由式（6）可知，（1）夹紧误差： （7）图5 定位分析其中接触变形位移值： （8）（2） 磨损造成的加工误差：通常不超过（3） 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.2.4 切削力及夹紧力的计算镗刀材料：（硬质合金镗刀）刀具的几何参数： 由参考文献机床夹具设计手册可得：圆周切削分力公式： （9）式中 圆周切削分力； 背吃刀量； 修正系数； f每转进给量。式中 由公式： （10）式中 考虑工件材料机械性能的系数； 考虑刀具几何参数的系数。查参考文献得： 取 由参考文献可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： （11）式中 径向切削分力； 背吃刀量； 修正系数； f每转进给量。式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： （12）式中 轴向切削分力； 背吃刀量； 修正系数； f每转进给量。式中参数： 即：根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： （13）式中 实际所需夹紧力； 在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力； 安全系数。安全系数K可按下式计算： （14）式中 加工性质； 刀具钝化程度； 切削特点；夹紧力的稳定性；手动夹紧时的手柄位置；仅有力