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CA6140
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CA6140拔叉加工工艺设计,CA6140,加工,工艺,设计
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文献综述：拨叉C的加工工艺及其夹具设计1 前言夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占极其重要的位置。夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。因此，选择拨叉的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学知识。本次所选设计内容主要包括：拨叉C工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的绘制，设计说明书的编写等。本次综述的目的就是分析研究夹具在国内外的研究现状及拨叉类夹具的发展趋势。夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，企业迫切需要提高夹具设计的效率。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 正文今日五金网站一篇关于机床夹具发展趋势的文章上指出，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展，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。同时也指出，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。河北工业大学学报2002年05期夹具设计技术发展综述一文中提到， 随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位。 同时在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。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。综合以上参考资料它主要表现在以下几个方面：2.1 加强机床夹具的三化工作 为了加速新产品的投产，简化设计工作，加速工艺装备的准备工作，以获得良好的技术经济效果，必须重视机床夹具的标准化，系列化和通用化工作。2.2 大力研制推广实用新型机床夹具 在单件，小批生产或新产品试制中，应推广使用组合夹具和半组合夹具。在多品种，中小批生产中，应大力推广使用可调夹具，尤其是成组夹具。2.3 提高夹具的机械化，自动化水平 近十几年来，高效，自动化夹具得到了迅速的发展。主要原因是由于数控机床，组合机床及其它高效自动化机床的出现，要求夹具能适应机床的要求，才能更好的发挥机床的作用。3 总结利用更好的夹具，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。参 考 文 献1李旦等机床专用夹具图册M，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20052机床夹具发展趋势，今日五金网 /china/exhibition_info.do?ID=170673张龙勋机械制造工艺学课程设计指导书M.，北京:机械工业出版社，19934李德红等夹具设计技术发展综述J，河北工业大学学报2002年05期5朱耀祥夹具发展综述J，机电产品市场2002年05期6王启平机床夹具设计M，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1988.7林文焕，陈本通机床夹具设计M，北京：国防工业出版社，1987.8邱宣怀机械设计第四版M，北京：高等教育出版社，19979柯明扬机械制造工艺学M，北京：北京航天航空大学出版社，1995攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 机制自动化一班 学生姓名： 伍钢 学 号: 200310621004 2007 年 4 月 26 日ICS 25.100J41JB/T 99921999矩形花键拉刀 技术条件1999- 05- 20 发布2000- 01- 01 实施国 家 机 械 工 业 局 发 布前 言本标准是对 ZB J41 00889矩形花键拉刀 技术条件的修订，修订时删除了性能试验一章，并按有关规定进行了编辑性修改，其它技术内容未改变。本标准自实施之日起代替 ZB J41 00889。本标准由全国刀具标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：成都工具研究所。本标准主要起草人：李荣年、刘德荣、俞进。JB/T 9992199911 范围本标准规定了矩形花键拉刀的技术要求和标志包装的基本要求。本标准适用于加工 GB/T 11441987矩形花键 尺寸公差和检验中一般传动精度的小径定心内花键，其公差代号为 H7，槽宽公差代号为 H9、H11 的矩形花键拉刀。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 11441987矩形花键 尺寸公差和检验GB/T 3832.21983拉刀圆柱形前柄 型式和基本尺寸GB/T 3832.31983拉刀圆柱形后柄 型式和基本尺寸3 技术要求3. 1 拉刀表面不得有裂纹、碰伤、锈迹等影响使用性能的缺陷。3. 2 拉刀切削刃应锋利，不得有毛刺、崩刃和磨削烧伤。3. 3 拉刀容屑槽的连接应圆滑，不允许有台阶，一般应磨光槽底。3. 4 拉刀主要表面粗糙度按以下规定：刀齿圆柱刃带表面Rz1.6m；精切齿和校准齿前面Rz1.6m；粗切齿前面Rz3.2m；刀齿后面Rz3.2m；花键齿两侧面Rz3.2m；前导部和后导部外圆柱表面Ra0.63m；中心孔工作锥面Rz3.2m；柄部外圆柱表面Ra1.25m。3. 5 拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差与相邻齿齿升量差按表 1。 表 1 mm齿 升 量外圆直径的极限偏差相邻齿齿升量差0.030.0100.0050.030.050.0150.0070.050.060.0200.0100.060.0250.012国家机械工业局 1999- 05- 20 批准中 华 人 民 共 和 国 机 械 行 业 标 准矩形花键拉刀 技术条件JB/T 99921999代替 ZB J41 008892000- 01- 01 实施JB/T 9992199923. 6 拉刀精切齿和校准齿外圆直径的极限偏差：3. 6. 1 圆精切齿和校准齿外圆直径的极限偏差按表 2。 表 2 mm内花键小径尺寸公差圆校准齿及与其尺寸相同的精切齿外圆直径的极限偏差其余精切齿外圆直径的极限偏差0.025 0 0.007 0 0.0100.0250.030 0 0.0090.03 0 0.012 0 0.0153. 6. 2 花键精切齿和校准齿外圆直径的极限偏差按表 3。 表 3 mm内花键大径基本尺寸花键校准齿及与其尺寸相同的精切齿外圆直径的极限偏差其余精切齿外圆直径的极限偏差1430 0 0.0153282 0 0.01888125 0 0.020 0 0.0153. 6. 3 校准齿及与其尺寸相同的精切齿外圆直径尺寸的一致性不大于 0.005 mm。校准齿部分不允许有正锥度。3. 7 拉刀花键齿宽度尺寸的极限偏差按表 4。 表 4 mm内 花 键 槽 宽 基 本 尺 寸367101218内花键槽宽公差带代号极 限 偏 差H9 0 0.010 0 0.012 0 0.015H11 0 0.015 0 0.0203. 8 拉刀倒角齿两角度面至拉刀基准轴线间距离尺寸的极限偏差为0.05 mm。3. 9 拉刀各外圆柱表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差：3. 9. 1 拉刀校准齿及其相邻的两个精切齿的径向圆跳动公差不得超过表 2 所规定的校准齿外圆直径公差值，圆形后导部的径向圆跳动公差同校准齿。3. 9. 2 除 3.9.1 规定之外，拉刀其余部分的径向圆跳动公差按表 5。 表 5 mm拉刀全长与其大径基本尺寸的比值径向圆跳动公差150.0315250.04250.06JB/T 9992199933. 9. 3 拉刀各部分的径向圆跳动应在同一个方向。3. 10 拉刀柄部卡槽牵引面对拉刀基准轴线的斜向圆跳动公差为 0.1 mm。3. 11 拉刀花键齿两侧面对其基准中心平面的对称度公差按表 6。 表 6 mm内 花 键 槽 宽 基 本 尺 寸33.567101218内花键槽宽公差带代号公 差H9，H110.0080.0100.0120.0153. 12 拉刀花键齿等分累积误差的公差按表 7。 表 7 mm内 花 键 槽 宽 基 本 尺 寸33.567101218内花键槽宽公差带代号公 差H9，H110.0100.0120.0150.0183. 13 在拉刀横截面内花键齿两侧面的平行度公差不得超过表 4 所规定的公差值。3. 14 拉刀花键齿侧面沿纵向对拉刀基准轴线的平行度公差不得超过表 4 所规定的公差值。3. 15 拉刀倒角齿两角度面对花键齿中心平面对称度公差为 0.05 mm。3. 16 拉刀柄部：前柄按 GB/T 3832.2；后柄按 GB/T 3832.3。3. 17 拉刀圆柱形前导部和后导部外圆直径的公差带按 f7。3. 18 拉刀花键形前导部外圆直径的公差带按 e8。花键形后导部外圆直径的极限偏差为0 2 . 0mm。3. 19 拉刀花键形前导部和后导部花键宽度尺寸的公差带按 e8。3. 20 拉刀全长尺寸的极限偏差：拉刀全长小于或等于 1000 mm3 mm；拉刀全长大于 1000 mm5 mm。3. 21 拉刀几何角度的极限偏差：前角+21；切削齿后角+10 ；校准齿后角30 00 +；侧隙角+10 。3. 22 拉刀用 W6Mo5Cr4V2 或其他同等性能的高速钢制造。3. 23 拉刀热处理硬度：刀齿和后导部6366HRC；前导部6066HRC；柄部4558HRC。JB/T 999219994允许进行表面处理。4 标志和包装4. 1 标志4. 1. 1 拉刀上应清晰地标志：制造厂商标，产品规格，拉削长度，前角，拉刀材料（普通高速钢可不标） ，制造年月。4. 1. 2 拉刀包装盒上应标志：制造厂名称，地址和商标，产品名称，产品规格，拉削长度，拉刀材料（普通高速钢可不标） ，件数，制造年月，标准号。4. 2 包装拉刀在包装前应经防锈处理，包装必须牢靠，并能防止在运输过程中产生损伤。封存有效期为一年。JB/T 99921999中 华 人 民 共 和 国机 械 行 业 标 准矩形花键拉刀 技术条件JB/T 99921999*机 械 工 业 部 机 械 标准 化 研 究 所 出版 发 行机 械 工 业 部 机 械 标准 化 研 究 所 印刷（北京首体南路 2 号 邮编 100044）*开本 8801230 1/16 印张 1/2 字数 10,0001999 年 9 月第一版 1999 年 9 月第一次印刷印数 1500 定价 5.00 元编号 99396 孔25H7拉刀设计1、 拉刀的结构参数1.1拉削特点拉削是利用拉刀切削金属的高生产率加工方法，可用来加工各种形状的通孔、槽以及简单或复杂形状的外表面。拉削加工与其他切削方法相比，其特点表现在：生产率高、加工精度和表面粗糙度高、成本低、机床结构简单、操作简单等。1.2拉刀类型选择根据任务书要求，需拉削长80mm，槽数为6的内花键槽，查复杂刀具设计手册表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5，可保证花键孔所需的高精度。1.3 拉刀材料选择 由任务书知所需加工零件材料我HT200，其特点是硬度大，韧性差，因此在拉削过程中要求拉刀耐磨性好，查实用金属切削手册表3-1，选钢号为W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料，将两种材料采用对焊连接，该拉刀材料特点是：综合性能好，通用性强，可磨性好，适合加工软合金，普通铸铁等，硬度：6366HRC，抗弯强度：3.03.4GPa，冲击韧度：0.180.32MJ/。1.4 拉床类型选择 根据所需加工零件，查机械加工工艺手册表3.1-84，选卧式拉床L6120。2、拉刀切削部分的设计 切削部分是拉刀的重要部分，它决定着拉削生产率和加工表面质量。 设计切削部分是要解决下列任务：选择拉削方式，确定拉削余量，选择前角、后角及齿升量，确定齿距及容屑槽数量和尺寸等。2.1 拉削方式选择 拉削方式可分为分层拉削法（成形式、渐成式）、分块拉削法和组合拉削法。本次设计中，采用组合拉削法，它结合了成形式拉刀与分块式拉刀的优点，粗切齿按分快式机构设计，精切齿则采用成形式结构。2.2 拉削余量的确定 根据任务书提供数据，查机械加工工艺手册表1.4-4，得直径余量为：式中 花键孔的最大外径； 预制孔的最小内径。2.3刀齿几何参数选择 查制造装备设计表5-8，得： 前角 后角：切削齿；校准齿 刃带宽度：粗切齿（和过渡齿）0.1mm；精切齿0.2mm；校准齿0.4mm。各参数所指如下图：2.4 确定齿升量 齿升量确定的原则应该是在保证加工表面质量、容屑空间和拉刀强度的前提下，尽量选取较大值。 查复杂刀具设计手册表1.1-10，得粗切齿的齿升量为0.040.10mm，取0.07mm，精切齿取0.01mm，过渡齿齿升量从粗切齿齿升量0.07mm逐渐减少到精切齿齿升量0.01mm。2.5 确定齿距及同时工作齿数拉刀齿距的大小，直接影响拉刀的容屑空间和拉刀长度以及拉削同时工作齿数。查复杂刀具设计手册表1.1-13，取 粗切齿 （过渡齿齿距与粗切齿齿距相同） 精切齿 （校准齿齿距与精切齿的齿距相同） ，同时工作齿数齿。2.6 确定容屑槽形状和尺寸 2.6.1容屑槽形状选择 查机械制造装备设计表5-11，选曲线齿背槽型，其特点是：容屑空间较大，便于切屑卷曲，用于拉削韧性材料。 2.6.2确定容屑系数 查复杂刀具设计手册表1.1-15，工件材料为铸铁，选 2.6.3计算容屑槽深度 根据公式： （L拉削总长） 带入数据，得 由于切屑在容屑槽内卷曲和填充不可能很紧密，为保证容屑，容屑槽的有效体积须大于切屑所占体积，即取。 2.6.4确定容屑槽尺寸 查机械制造装备设计表5-11，取基本槽，各尺寸分别为：粗切齿：，过渡齿参数与其相同；精切齿：，校准齿参数与其相同，各参数所指，如下图（图示为拉刀轴向切面）：2.7 设计分屑槽分屑槽是将较宽的切屑分割成窄切屑，以便于切屑卷曲、容纳和清除。拉刀前、后刀齿上的分屑槽应交错磨出。分屑槽分圆弧形和角度形两种，本次设计拉刀的粗切齿采用圆弧形分屑槽，精切齿采用角度形分屑槽，在设计分屑槽深度时应大于齿升量。查复杂刀具设计手册表1.1-19，刃宽为6mm时，槽数为1个分屑槽参数为：，取； ，取； ，取。分屑槽宽度；分屑槽高度；分屑槽圆弧半径。精切齿的分屑槽角度，在拉刀的最后一个精切齿上不做分屑槽，原因是，拉削量较少，切屑呈崩碎状，不必做分屑槽。在设计分屑槽后角是，为了使分屑槽侧刃处的后角大于零，磨制时，应使槽底与后刀面平行或使槽底与拉刀轴线成（为拉刀后角）。即，粗切齿分屑槽后角为 精切齿分屑槽后角为2.8确定拉刀齿数和直径 2.8.1拉刀齿数 根据已确定的拉削余量A，选定的粗切齿齿升量，然后按公式估算切削齿齿数z（包括粗切齿、校准齿和精切齿的齿数） 带入数据，得，取整数z=35齿。查机械制造装备设计表5-14，得各类齿齿数为： 过渡齿：4齿，精切齿：7齿，校准齿：6齿，粗切齿：18齿。 2.8.2各刀齿直径 所设计拉刀第一个粗切齿主要用于修正预制孔毛边，不设齿升量，直径等于预制孔的最小直径22mm，其余粗切齿直径为前一刀齿直径加上两倍齿升量。过度齿齿升量逐步减少（直到接近精切齿齿升量，四齿齿升量分别取0.07mm、0.05mm、0.03mm、0.02mm），其直径等于前一刀齿直径加上两倍实际齿升量。最后一个精切齿直径与校准齿直径相同。 校准齿无齿升量，各齿直径相同。取校准齿直径等于工作拉削后孔允许的最大直径，由于拉削后孔径会产生收缩，校准齿直径应取为 查机械制造装备设计表515，取mm 带入数据，得 3、 拉刀其他部分设计3.1拉刀柄部设计 柄部用于夹持拉刀和传递动力的部分，为了制造容易，采用快速卡头，查机械加工工艺手册表4.5-4，柄部结构形式选型-A无周向定位面的圆柱形前柄型式。 拉刀柄部直径应至少比预制孔直径小0.5mm，取。查机械加工工艺手册表4.5-4，得 各参数具体如下图所示：3.2 颈部与过渡锥部设计 拉刀颈部长度（包括过渡锥长度）可按下式计算： 为了缩短拉刀长度，可将花盘换为厚度更小的衬套，这里选厚度为14mm的衬套。由于选用L6120拉床，所以取，取（包括过渡锥长度）。过渡锥长度一般为10、15或20mm，由于拉刀直径较小，取。3.3 前导部、后导部设计 前导部直径的基本尺寸等于拉削预制孔的最小直径，长度一般等于工件拉削长度，当孔的长径比大于1.5时，可取为0.75，此次拉削孔的长径比为80：25=3.51.5，因此。 后导部直径的基本尺寸等于拉削后孔的最小直径=25mm，长度可取为工件长度的1/22/3，因此，取。3.4 拉刀总长度 拉刀总长度是拉刀所有组成部分柄部、颈部、过渡锥、前导部、切削部（包括粗切齿段、过渡齿段和精切齿段）、校准部、后导部及尾部的总和，即： 式中 柄部长度； 颈部与过渡锥长度； 前导部长度； 粗切齿长度； 过渡齿长度； 精切齿长度； 校准部长度； 后导部长度，各单位均为毫米。其中 ； ； 代入以上数据及之前求得数据，的拉刀总长 拉刀总长度的允许偏差，在1000mm以内时，取2mm。查复杂刀具设计手册表1.1-83，得所设计拉刀最大长度为1300mm，因此所设计拉刀长度符合要求。4、拉刀强度及拉床拉力校验4.1 拉削力拉削时，虽然拉刀每个刀齿的切削很薄，但由于同时参加工作的的切削刃总长度很长，因此拉削力也很大。拉削力可用下公式计算： （N）式中 选定的齿升量时单位刀刃上的切削力（N/mm）；单键总切削刃宽度（mm）； 键数；分别代表前角、冷却液及刀具磨损对切削力影响的修正参数，一般为1。按查机械制造装备设计表5-17，得。 （b：键宽；：同时工作齿数），带入数据得 代入数据，得拉削力： 4.2 拉刀强度校验拉刀工作，主要承受拉应力，按下式校验 式中 拉刀上的危险截面面积（）； 拉刀材料的许用应力（MPa）。 高速钢的许用应力，40Cr的许用应力，本次设计拉刀刀柄采用40Cr，因此。拉刀危险截面为柄部截面面积，即： 代入数据，得根据以上所得数据，求得 所以，拉刀强度允许。4.3 拉床拉力校验拉刀工作时的最大拉削力应小于拉床的实际拉力，即 式中 拉床额定拉力（N）； 拉床状态系数，新拉床，较好状态的旧拉床，不良状态的旧拉床，这里取。查机械加工工艺手册表3.1-84，得L6120拉床的额定拉力为200KN，因此 拉床拉力满足设计要求。 攀枝花学院本科毕业设计（论文）拨叉C加工工艺及夹具设计学生姓名： 伍 钢 学生学号： 200310621004 院 （系）： 机电工程学院 年级专业： 03级机械设计制造及其自动化 指导教师： 卢宗彪 副教授 二七年六月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要摘 要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力I攀枝花学院本科毕业设计（论文） AbstractABSTRACTEnable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.Key words The process, worker one, workers step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp stren II32 攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉C加工工艺 序言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末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. 拨叉C的分析1.1 拨叉C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。1.2 拨叉C的工艺分析拨叉C是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，对精度要求也很高。其底槽侧边与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、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，因此它们的加工是非常关键和重要的。1.3 拨叉C的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且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的要求。图1.1 拨叉C零件图其加工有四组加工：内花键孔；粗精铣上端面；粗精铣18H11底槽；钻、铰2-M8通孔，并攻丝。（1）以为主要加工面，拉内花键槽，槽数为6个，其粗糙度要求是底边，侧边，内孔粗糙度。（2）另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为。（3）第三组为粗精铣18H11底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边，槽底的表面粗糙度要求是。（4）钻并攻丝2-M8。1.4毛坯的选择拨叉C毛坯选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，查机械加工工艺手册表2.1-3，生产类型为中批量生产。2. 工艺规程设计2.1加工工艺过程由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此，对于拨叉C来说，加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上工艺分析知，上端面与槽边均与花键轴有位置度公差，所以，保证内花键高精度是本次设计的重点、难点。2.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且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，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计拨叉C的加工工艺来说，应选择能够满足内花键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。2.2.1在选择各表面、内花键及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。（3）考虑被加工材料的性质。（4）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。（5）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。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。2.2.2 上端面的加工查机械加工工艺手册表2.1-12可以确定，上端面的加工方案为：粗铣精铣（），粗糙度为6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。2.2.3 孔的加工（1） 加工内花键前的预制孔加工查机械加工工艺手册表2.3-47，由于预制孔的精度为H12，所以确定预制孔的加工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度，所以，在加工内花键前预制孔的精度可适当降低。（2） 内花键的加工通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面精度，同时也能保证预制孔表面精度。（3）2-M8螺纹孔的加工加工方案定为：钻，攻丝。2.3 确定定位基准2.3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉C在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉C零件图分析可知，选择作为拨叉C加工粗基准。2.3.2 精基准选择的原则（1）基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2）基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3）互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉C在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉C零件图分析可知，它的内花键槽，适于作精基准使用。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。2.4 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉C的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工预制孔，再加工花键槽，最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及M8螺纹孔。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。2.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：（1）工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。（2）工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。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。2.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 （1）工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。（2）工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。2.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：（1）粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11IT12。粗糙度为Ra=80100m。（2）半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra=101.25m。（3）精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。（4）光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。2.4.4 加工工艺路线方案的比较在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：表1.1加工工艺路线方案比较表工序号方案方案工序内容定位基准工序内容定位基准010钻预制孔底面和侧面钻预制孔底面和侧面020粗、精铣上端面已加工预制孔和侧面拉内花键 25H7已加工预制孔和侧面030粗、精铣18H11底槽已加工预制孔和侧面粗、精铣18H11底槽内花键和侧面040钻2-M8通孔，攻丝已加工预制孔和侧面粗、精铣上端面内花键和侧面050拉内花键 25H7已加工预制孔和侧面钻2-M8通孔，攻丝内花键和侧面060去毛刺，清洗去毛刺，清洗070检验检验加工工艺路线方案的论证：方案、主要区别在于在加工上端面及以下工序时，所选定位基准不同，方案选用预制孔为主要定位基准，方案选用花键作主要定位基准，很显然选用内花键做定位基准更符合设计要求，因为其表面精度更高，且和某些需加工面有位置精度要求。由以上分析：方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：表1.2加工工艺过程表工序号工 种工作内容说 明010铸造金属型浇铸铸件毛坯尺寸：长： 宽： 高：预制孔、底槽不铸出020热处理退火030钻钻预制孔专用夹具装夹；轻型圆柱立式钻床040拉拉内花键专用夹具装夹；卧式拉床（L6120）050铣铣底槽18H11，深35mm专用夹具装夹；卧式铣床（）060铣粗、精铣上端面专用夹具装夹；卧式铣床（）070钻、铰、攻丝钻通孔6.7mm攻M8螺纹专用夹具装夹；摇臂钻床组合攻丝机080去毛刺清洗090检验入库2.5 拨叉C的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉C的制造采用的是金属型浇铸，其材料是HT200，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。2.5.1 毛坯的结构工艺要求（1）拨叉C为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：、铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。、铸造圆角要适当，的得有尖棱、尖角。、铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度，以减少分型面、芯子。并便于起模。、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。（2）设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：、各加工面的几何形状应尽量简单。、工艺基准以设计基准相一致。、便于装夹、加工和检查。、结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。2.5.2 拨叉C的偏差计算（1）预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算 加工预制孔时，由于铸造是没铸出，且为一次钻出，通过拉削后保证花键尺寸，预制孔尺寸，查机械加工工艺手册表2.3-54，得花键拉削余量为0.70.8mm，取0.8mm，即预制孔加工到，一次拉削到设计要求，查机械加工工艺手册表1.12-11，得花键偏差为（2）拨叉上端面的偏差及加工余量计算根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2-23。其余量值规定为，现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3-59，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为根据机械加工工艺手册表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即保证尺寸72mm，表面与花键轴的平行度公差为0.1mm。（3）18H11（）槽偏差及加工余量：铸造时槽没铸出，参照机械加工工艺师手册表21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm，槽深机加工余量为2.0mm，再由参照参考文献1表21-5的刀具选择可得其极限偏差：粗加工为，精加工为。粗铣两边工序尺寸为：；粗铣后毛坯最大尺寸为：；粗铣后毛坯最小尺寸为：16+0=16mm；粗铣槽底工序尺寸为：33mm；精铣两边工序尺寸为：，已达到其加工要求：。（4）、2-M8螺纹偏差及加工余量：参照机械加工工艺手册表2.2-2，2.2-25,2.3-13和互换性与技术测量表1-8，可以查得：钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是查机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。确定工序尺寸及加工余量为：加工该组孔的工艺是：钻攻丝钻孔： 攻丝：攻2-M8螺纹孔。 2.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）工序1：钻预制孔机床：轻型圆柱立式钻床刀具：查实用机械加工工艺手册表10-175，选高速钢直柄麻花钻，钻预制孔到21.2mm，所以。进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照机械加工工艺手册表3.1-36，取所以实际切削速度：切削工时 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： 工序2拉内花键机床：卧式拉床L6120。刀具：查复杂刀具设计手册表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具体刀具设计见拉刀设计）。拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查机械加工工艺手册表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度=0.1160.08，取。拉削工件长度：；拉刀长度：（见拉刀设计）；拉刀切出长度=510mm，取。走刀次数一次。根据以上数据代入公式（计算公式由机械加工工艺手册表2.5-20获得），得机动时间工序3粗、精铣18H11底槽机床：立式升降台铣床（）刀具：根据实用机械加工工艺师手册表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为24齿。（1）、粗铣16槽铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，得，取。铣削速度：查机械加工工艺师手册表30-33，得机床主轴转速：查机械加工工艺手册表3.1-74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： =81mm刀具切出长度：取走刀次数1次机动时间： 2精铣18槽 切削深度：根据机械加工工艺手册表查得：进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度，机床主轴转速：，查机械加工工艺手册表3.1-74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： =81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序4：粗、精铣上端面机床：立式升降台铣床刀具：根据实用机械加工工艺手册表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为12齿。（1）、粗铣上端面铣削深度：每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，取。铣削速度：查实用机械加工工艺师手册表11-94，得，取机床主轴转速： 查机械加工工艺手册表3.1-74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： =82mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 2精铣上端面 切削深度：根据实用机械加工工艺师册表11-91查得：每齿进给量,取，根据实用机械加工工艺师册表11-94查得切削速度机床主轴转速：，按照机械加工工艺手册表3.1-74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： =81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间工序5：钻孔并攻丝机床：摇臂钻床刀具：根据参照机械加工工艺手册表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。1钻孔钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照机械加工工艺手册表3.1-31取所以实际切削速度：切削工时 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，钻孔数为2个机动时间： 2攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥 进给量：查机械加工工艺手册表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，加工数为2机动时间：本工序机动时间：。2.7 时间定额计算及生产安排根据设计任务要求，该拨叉C的年产量为5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于22.8min。参照机械加工工艺手册表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值2.7.1 钻预制孔加工机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查机械加工工艺手册表2.5-42，取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-43，单件时间定额有：22.8min因此应布置一机床即可以完成此此工序的加工，达到生产要求。2.7.2 拉25H7内花键机动时间： 辅助时间：参照参考文献3表2.5-66，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-67取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-68得单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求2.7.3 粗、精铣18H11底槽（1）、粗铣16槽机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间min，则。：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。（2）、精铣18H11槽机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为，单件加工时已包括布置、休息时间，由于此次工序中装夹了两个加工件，应乘以多件装夹系数，查该表注释得两件装夹系数为0.6，因此装卸工件时间min，则。：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。2.7.4 粗、精铣上端面加工机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-45，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-46取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，达到生产要求。5钻、攻2-M8螺纹孔（1）、钻6.7mm孔机动时间： 辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-42取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-43，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求（2）、攻2-M8螺纹孔机动时间： 辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-41，取工步辅助时间为。查机械加工工艺手册表2.5-42取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-43，单间时间定额有：22.8min因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工拨叉C零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工底槽夹具及钻、攻丝2-M8螺纹孔夹具各一套。其中加工底槽的夹具将用于卧式镗床，刀具采用三面刃铣刀，而加工上端面上的两螺纹孔的刀具分别为麻花钻、丝锥，机床采用摇臂钻床，另一任务要求为拉25H7花键孔的拉刀设计，详见拉刀设计说明书。3.1 铣槽夹具设计3.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣底槽，该底槽侧面对花键孔的中心线要满足尺寸要求以及垂直度要求。在粗铣此底槽时，其他都是未加工表面。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。3.1.2 定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对花键孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为花键孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用特制心轴找中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用心轴定心平面定位的方式，保证底槽加工的技术要求。同时，应加一圆柱销固定好心轴，防止心轴带动工件在X方向上的旋转自由度。3.1.3夹具方案的设计选择3.1.4 切削力及夹紧分析计算刀具材料：（高速钢镶齿三面刃铣刀） 刀具有关几何参数： 由机床夹具设计手册表1-2-9 可得铣削切削力的计算公式： 式（2.1）查机床夹具设计手册表得：对于灰铸铁： 式（2.2）取 ， 即所以 由金属切削刀具表1-2可得：垂直切削力 ：（对称铣削） 式（2.3）背向力：根据工件受力切削力、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： 式（2.4） 安全系数K可按下式计算： 式（2.5）式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8）由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式（2.9）式中参数由机床夹具设计手册可查得： 其中： 螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。3.1.5 误差分析与计算该夹具以平面定位心轴定心，心轴定心元件中心线与底槽侧面规定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差为mm。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。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 式（2.10）由机床夹具设计手册可得：、平面定位心轴定心的定位误差 ：、夹紧误差 ： 式（2.11）其中接触变形位移值： 式（2.12）、磨损造成的加工误差：通常不超过、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。3.1.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，心轴采用可换的。以便随时根据情况进行调整。3.2 钻、攻2M8螺纹孔夹具设计3.2.1 研究原始质料利用本夹具主要用来钻两个6.7mm孔并攻M8螺纹。加工时应保证螺纹孔与侧面的位置距离及螺纹孔中心线与锥孔中心线距离。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。3.2.2 定位基准的选择由零件图可知：两螺纹孔与侧面有位置要求，在对螺纹孔进行加工前，花键孔已进行了拉削加工。因此，选底侧面定位，花键内圆孔定心限制了除在X轴的旋转自由度以外的所有自由度，从而来满足螺纹孔与端面的位置要求。3.2.3 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16机床夹具设计手册查表可得：圆周切削分力公式： 式（2.13）式中 式（2.14）查表得： 取 由表可得参数： 即：同理：径向切削分力公式 ： 式（2.15）式中参数： 即：轴向切削分力公式 ： 式（2.16）式中参数： 即：根据工件受力切削力、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：安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见机床夹具设计手册表可得： 所以，由式（2.6）有： 由式（2.7）有： 由式（2.8）有：螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算，由式（2.9）有：式中参数由参考文献16机床夹具设计手册可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件。受力简图如下：图2.1 弧形压块受力简图由表得：原动力计算公式 即： 式（2.15）由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。3.2.4 误差分析与计算该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。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。孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与技术测
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