随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。

“工欲善其事，必先利其器。”

工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。

1.2夹具的发展史

夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床—工件—工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。

1.3小结

一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%—80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。

2零件的分析

1.1零件的作用

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φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60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。

2.2零件的工艺分析

CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：

（1）以φ25mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

（2）以φ60mm孔为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。

（3）铣16H11的槽

这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，

16H11mm的槽两侧面。

（4）以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。

主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：

1）φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。

2）16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

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内容简介：: 机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140 产品型号831002 共1页产品名称车床零件名称拨叉第 1 页材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外型尺寸220X85X85每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1车车端面，钻扩铰25H7孔C616车床车刀，钻头，铰刀，塞规，25H7孔加工夹具2.32镗粗精镗60H12孔T68卧式镗床高速钢车刀，游标卡尺（150x0.02）60H12孔镗夹具1.3943车钻螺孔，刨面保证尺寸36，攻丝C6136专用钻头，刨刀，丝锥，塞规1.84铣粗铣平面保证尺寸X52K铣床三面刃铣刀（100x32）游标卡尺0.125铣粗铣槽保证尺寸15+0.12X52K铣床三面刃铣刀（125x16H11）,游标卡尺0.1026铣粗铣拨叉叉口两侧面保证尺寸13X52K铣床三面刃铣刀（100x32）游标卡尺0.0967铣精铣平面达到尺寸44-0.3X52K铣床三面刃铣刀（100x32）游标卡尺0.01758铣精铣槽得到尺寸16H11X52K铣床三面刃铣刀（125x16H11），卡板0.189铣切断拨叉叉口X52K铣床细齿锯片铣刀（d0=80x4），游标卡尺，叉口切断夹具0.210铣精铣拨叉叉口两侧面X52K铣床三面刃铣刀（100x32）游标卡尺0.012511钳去拨叉叉口毛刺设计（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期目录目录1序言21 绪论11.1课题背景11.2夹具的发展史11.3小结22 拨叉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32.2确定生产类型32.3确定毛坯32.3.1确定毛坯种类32.3.2确定铸件加工余量及形状32.3.3绘制铸件零件图42.4工艺规程设计42.4.1选择定位基准42.4.2制定工艺路线42.4.3选择加工设备和工艺设备62.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定62.5确定切削用量及基本工时82.5.1工序1：粗铣25H7的两侧面82.5.2工序2：粗铣平下端孔侧面的工艺凸台92.5.3工序3：钻25H7的通孔92.5.4工序4：扩25H7的通孔112.5.5工序5：铰25H7的通孔122.5.6工序6：粗铣a、b面122.5.7工序7：粗铣60H12孔的两面142.5.8工序8：精铣60H12孔的两面142.5.9工序9：粗镗下端60H12的孔152.5.10工序10：半精镗下端孔到60H12162.5.11工序11：粗铣16H11的槽162.5.12工序12：半精铣16H11的槽172.5.13工序13：钻20.50的孔182.5.14工序14：攻M221.5的螺纹192.5.15工序15：铣开60H12的孔202.6本章小结21序言机械制造工艺学课程设计是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学习中占有重要的地位。就我个人而言，通过这次工艺课程设计，使我能够熟悉运用了相关手册图表，对识图、制图、运算及编制文件各个方面都得到了长足的进步，同时我也把这次课程设计当做一次很真实的岗前练兵，希望能通过这次课程设计，能够使我面对问题时能够更理性，更勇敢。这个题目不仅仅是我一个人的，这是我们两个人的成果，这使我第一次感到了团队我们配合的很默契，也很成功，尽管结果可能不像老师预期的那样好，但是我们都已经很尽力了，只因基础知识不够扎实，水平有限，希望指导老师能够多多包涵。201 绪论1.1课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2 拨叉的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零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。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。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) 中心圆孔。(2) 的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为。(3) 键槽与中心孔有0.08的垂直度，深为。(4) 半孔与中心孔有的位置关系，其宽为与中心孔有0.1的垂直度。由上面分析可知，可以先加工拨叉中心孔，然后以此作为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。2.2确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1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，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm。2.3.3绘制铸件零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。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，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。2.4.2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,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻、扩、铰25H7的通孔工序二粗铣a、b面，使粗糙度达到6.3，a面到25H7的孔中心距为，b面到25H7的中心距为36工序三粗铣、半精铣16H11的槽工序四粗铣下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为12d11工序五粗镗下端圆孔的内孔到59半精镗此孔到60H12工序六铣开下端圆孔工序七钻20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序八攻M221.5的螺纹工序九钳工打毛刺工序十检验表2.2工艺路线方案二工序号工序内容工序一粗铣25H7的两侧面，使两面间距为80 工序二粗铣平下端孔侧面的工艺凸台工序三钻25H7的通孔工序四扩25H7的通孔工序五铰25H7的通孔工序六粗铣a、b面，使粗糙度达到6.3，a面到25H7的孔中心距为，b面到25H7的中心距为36工序七粗铣60H12孔的两面，使两面的间距为14工序八精铣60H12孔的两面，使两面的间距为12d11，粗糙度3.2工序九粗镗下端孔工序十半精镗下端孔到60H12，粗糙度达到3.2工序十一粗铣16H11的槽续表2.2工序十二半精铣16H11的槽工序十三钻20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序十四攻的螺纹工序十五铣开60H12的孔工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产，缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备机床的选择工序1、7、8、11、12、15采用X6022型卧式铣床工序2、6采用X5028立式铣床工序3、4、5、13、14 采用Z535立式钻床工序9、10采用T618卧式镗床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。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。选择量具加工的孔均采用极限量规。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。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工余量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗铣25H7的两侧面3IT11806.3-0.10.12粗铣平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106.3-0.10.13钻25H7通孔IT126.3-114扩25H7通孔2.0IT123.2-0.050.055铰25H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗铣a、b面粗铣a面3IT12(距中心孔)6.3-0.10.1粗铣b面36(距中心孔)7粗铣60H12孔的两面2IT116.3-0.10.18精铣60H12孔的两面1IT93.2-0.050.059粗镗下端孔2.5IT136.3-0.20.210半精镗下端孔0.5IT113.2-0.020.02续表2.311粗铣16H11的槽IT116.3-0.10.112半精铣16H11的槽1IT103.2-0.020.0213钻20.50的孔IT136.3-1114攻的螺纹15铣开60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1：粗铣25H7的两侧面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：，，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2：粗铣平下端孔侧面的工艺凸台机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数粗铣a面铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，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：根据机械加工工艺手册表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.3工序3：钻25H7的通孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床。钻头为22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量确定进给量根据参考文献2，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据参考文献2，表28-15，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。根据参考文献2，由表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献2，表28-5，故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，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：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.76min2.5.4工序4：扩25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。扩孔钻为24.7mm标准高速钢扩孔钻；确定扩孔切削用量确定进给量根据参考文献2，表28-31，有。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。确定切削速度及根据表28-33，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：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.16min2.5.5工序5：铰25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。铰刀为25mm标准高速铰刀。确定铰孔切削用量确定进给量根据表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。确定切削速度及由表28-39，取。由表28-3，得修正系数，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，刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.51min该工序的加工机动时间的总和是： 2.5.6工序6：粗铣a、b面机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）齿数粗铣a面铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，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：根据机械加工工艺手册表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min粗铣b面同样的铣削深度每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，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：根据机械加工工艺手册表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.7工序7：粗铣60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为14)，材料：，，齿数，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：根据参考文献3表2.4-81,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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min2.5.8工序8：精铣60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为)，材料：，，齿数Z=25，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：根据参考文献3表2.4-73，取铣削速度：参照参考文献3表2.4-81，取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-31 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：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min2.5.9工序9：粗镗下端60H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1-41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：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min2.5.10工序10：半精镗下端孔到60H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4-9，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查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min2.5.11工序11：粗铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀切削深度：根据参考文献查1表4.4-8有：刀具的直径D=80mm，刀具的齿数 Z=14，刀具的宽度L=14mm。查2表2.4-76得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献2表3.1-74取实际切削速度：进给量：机床工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.92min 2.5.12工序12：半精铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80，齿数Z=14，宽度L=16。切削深度：根据参考文献2表查得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献3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： =42mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min 本工序机动时间2.5.13工序13：钻20.50的孔机床：Z535立式钻床刀具：20.50直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量根据参考文献2，表28-10可查出，查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献2，表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据参考文献2，表28-15，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。根据参考文献2，由表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献2，表28-5，故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，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：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58min2.5.14工序14：攻M221.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,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：走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.33min2.5.15工序15：铣开60H12的孔机床：X6022型卧式铣床刀具：中齿锯片铣刀刀具直径D=80mm，齿数Z=32，宽度L=4mm。切削深度：根据参考文献2表查得：进给量,根据参考文献3表查得切削速度，机床主轴转速：，按照参考文献3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： =41mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.59min 2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查阅有关资料，设计出零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它的一值。算切削速度、机动时间等。机械加工工序卡片产品型号零件图号831002共 1 页产品名称零件名称拨叉第 1 页 (工序图)车间工序号工序名称材料牌号6粗镗、半精镗60mm孔HT200毛坯种类毛坯外型尺寸每坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工时定额机动辅助1粗镗孔50mm硬质合金镗刀YT5、卡尺塞规10001440.24.510.159min2半精镗孔60H12 硬质合金镗刀YT5、卡尺塞规1000190.80.150.510.236min广东海洋大学工程学院机械系班级工业1092班姓名陈沛源编制日期 2012年1月广东海洋大学工业工程专业机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号831002共 2 页产品名称零件名称拨叉（CA6140车床）第 1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯可制件数1每台件数1工序号工序名称工序内容设备夹具刀具量具工时名称型号名称规格名称规格名称规格1粗铣25孔上下端面以42外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面立式铣床X53专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺0.20min2精铣25上下端面精铣25孔上下端面卧式铣床X6140专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺0.16min3钻、扩、铰、精铰25孔以25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰25孔，孔的精度达到IT7立式钻床Z535专用夹具麻花钻扩孔钻铰刀游标卡尺 2.52min4粗铣60孔上下端面以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面卧式铣床X63专用夹具三面刃铣刀游标卡尺0.56min5精铣60孔上下端面以25孔为精基准，精铣60孔上下端面卧式铣床X63专用夹具三面刃铣刀游标卡尺0.32min6粗镗、半精镗60孔以25孔为精基准，粗镗，半精镗60孔卧式镗床T68专用夹具硬质合金镗刀游标卡尺0.395min7铣螺纹孔顶面铣螺纹孔顶面立式钻床X52K专用夹具三面刃圆盘铣刀游标卡尺0.14min8钻20孔以25孔为精基准，钻20孔（装配时钻铰锥孔）立式钻床Z535专用夹具麻花钻游标卡尺0.49min9攻M221.5螺纹以25孔为精基准，车床攻M221.5螺纹卧式车床C61专用夹具高速钢螺纹车刀游标卡尺1.76min10铣槽端面以25孔为精基准，铣槽端面立式铣床X53K专用夹具硬质合金钢端铣刀游标卡尺8.23s11精铣槽16H11以25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08万能铣床X61W专用夹具错齿三面刃铣刀游标卡尺32.77s12两件铣断两件铣断卧式铣床X61K专用夹具端铣刀游标卡尺1.9min13检查检查广东海洋大学工程学院机械系班级：工业1092姓名：陈沛源陈候坚编制日期：2012-01-10 本科生课程设计CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计学生姓名陈沛源所在专业工业工程所在班级工业1092指导教师钟罗杰职称副指导教师职称答辩时间2012年 1月 12 日目录设计总说明.31、设计任务和设计要求. .32、零件的分析.4 2.1零件的作用.42.2零件的技术要求.4 2.3零件的工艺分析.42.4 确定零件的生产类型.53、工艺规程的设计.5 3.1确定毛坯的制造形式.5 3.2基面的选择.5 3.3制定工艺路线.6 3.4机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定.6 3.5确立切削用量及基本工时.84、夹具设计.23 4.1问题的提出.23 4.2夹具设计.235、设计总结.25参考文献.26拔叉经过钻25H7孔，钻60H12孔，叉口铣断，铣叉口侧面铣断，铣16H11槽等加工工序。在每道加工工序中都要有相对应的夹具来固定拔叉，避免拔叉在钻孔或者铣断的过程中发生振动产生加工误差。本课程设计就是要我们自己在设计中解决相对应的问题设计符合要求的夹具。、设计任务和设计要求1.1、设计任务1、对零件进行工艺分析,画零件图;2、确定毛坯的制造方式,绘制毛坯简图;3、制定零件的机械加工工艺路线,填写机械加工工艺过程卡4、对指定工序,选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5、对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配装配图；6、对夹具的一个零件设计零件图；7、编写设计计算说明书。1.2、设计要求 1、零件图 1张(A4-A3)2、毛坯图 1张(A4-A3)3、机械加工工艺过程卡 1张4、机械加工工序卡 1张5、夹具结构设计装配图 1张(A1-A0)6、课程设计说明书 1份、零件的分析2.1零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25孔与操纵机构相连，二下方的60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。2.2零件的技术要求拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度Ra(形位公差/mm25孔两端面80IT1225孔25H7IT81.660孔60H12IT93.260孔两端面12d11IT103.2螺纹孔顶面距25孔中心线36IT116.3M22x1.5螺纹M22x1.5铣槽端面距槽底面8H12IT116.3铣16H11槽16H11IT93.22.3零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能良好,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：CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1、以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。2、以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3、铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4、以M221.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M221.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M221.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2）16H11mm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。2.4确定零件的生产类型依要求知:Q=5000台/年,m=1件/台;结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取4%和0.7%.按指导教程P2 公式(1-1) N=Qm (1+a%)(1+b%)=5000台/年1件/台(1+4%)(1+0.7%)=5236件/年拨叉重量为1.45千克,按指导教程P3表1-3可知拨叉属于轻型零件;由表1-4知该拨叉的生产类型为成批生产中的中批量生产.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。、工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为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，故选择铸件毛坯。3.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1、精基准的选择。根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头左端面和叉轴孔25mm作为精基准。2、粗基准的选择。作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。故选择变速叉轴孔25外圆面和拨叉右端面作为粗基准。采用25外圆面定位可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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。工艺路线方案：工序1 粗、精铣25孔上端面工序2 粗、精铣25孔下端面工序3 粗、钻、扩、铰、精铰25孔工序4 粗、精铣60孔上端面工序5 粗、精铣60孔下端面工序6 粗镗、半精镗60孔工序7 铣螺纹孔端面工序8 钻22孔（装配时钻铰锥孔）工序9 攻M221.5螺纹工序10 粗铣半精铣精铣槽所在的端面工序11 粗铣半精铣精铣16H11的槽工序12 两件铣断工序13 检查3.4机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面（42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（25，60端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表3.126，取25，60端面长度余量均为2.5（均为双边加工）：粗铣 2mm半精铣 0.7mm3. 内孔（60已铸成50的孔）查工艺手册表2.22.5，为了节省材料，取60孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔直径为54mm。工序尺寸加工余量：钻孔 4mm 扩孔 1.5mm铰孔 0.4mm 精铰 0.1mm 同上，零件25的孔也已铸出15的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至23 余量为8mm 扩孔钻 1.8 mm 粗铰孔 0.14 mm 精铰孔 0.06 mm4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。工序尺寸加工余量：粗铣端面 2.1 mm 半精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm5. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm工序尺寸加工余量：粗铣顶面 3.1 mm 半精铣 0.7 mm 精铣 0.2 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。3.5、确立切削用量及基本工时工序一、以42外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面。1、加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铣25孔上下端面。机床： X53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,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。2、切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.3mm，两次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.08 mm/z。3）计算切削速度按工艺手册，确定v=0.45m/s，即27m/min。所以：根据（工艺手册表4.2-39）取=120（r/min）所以，实际切削速度为：所以，工作台每分钟进给量应该为：=0.08*10*120=96m/min 4）计算切削工时=0.20（min）工序二、精铣25孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铣25上下端面。机床： X6140卧式铣床。刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap1.8mm/r由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kw由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：=17m/min*0.88*0.75=11.22m/min=162r/min 查z535型机床说明书，取n=195r/min，实际切削速度为：由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：F=4732N*1.06=5016NT=51.69N.m*1.06=54.8N.m（3）校验机床功率切削功率为=1.05kw机床有效功率为：效率=4.5kg*0.81=3.65kg由于故选择的切削用量可以使用，即/min相应的：F=5016N,T=54.5N.m，=1.05kw（4）计算工时： 2、扩孔（1）选用标准高速钢扩孔钻（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量f 根据表3.4-5，取f=（0.70.8）*0.7mm/r=0.490.56mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.57mm/r2)确定切削速度v及n根据表3.4-34，取v=25m/min由于切削条件与上表不同，故应该乘以以下修正系数：故所以：根据z535型机床说明书，取n=275r/min。实际扩孔速度：min 3)计算工时: 3、铰、精铰孔（1）选用mm标准高速钢铰刀。（2）确定铰孔切削用量1）确定进给量f，根据表3.4-6查出，f=1.32.6mm，按该表注4，进给量取较小值。按z535型机床说明书，取f=1.6mm/r。2）切削速度v及n 根据表3.4-40，去v=8.2m/min切削速度的修正系数由表3.4-9查出故：n 根据z535型机床说明书，取n=100r/min，实际铰孔速度in 3)计算工时：同理，精铰同上所以，工序四、以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铣60上下端面。取=0.08mm/z （参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min机床： X63卧式铣床。刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=20,故据切削用量简明手册取=225mm。则：根据（工艺手册表4.2-39）取=37.5（r/min）所以，实际切削速度为：则工作台每分钟进给量应该为：=0.08*20*37.5=60m/min计算切削工时=0.56（min）工序五、以25孔为精基准，精铣60孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铣60上下端面。取=0.14mm/z （参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s，即27m/min机床： X63卧式铣床。刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀,铣削宽度ae=60,深度ap1.0mm/r由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。（2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T以及切削功率用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10进行计算。根据所给条件，可以直接在表3.4-15中用插入法计算得：V=17.6m/min,F=4340N,T=42.53N.m, =1.184kw由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：=17.6m/min*0.88*0.75=11.62m/min=185r/min查z535型机床说明书，取n=180r/min，实际切削速度为：由表3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：F=4340N*1.06=4600NT=42.53N.m*1.06=45.1N.m3)校验机床功率切削功率为=0.8kw 机床有效功率为：效率=4.5kg*0.81=3.65kg由于故选择的切削用量可以使用，即/min相应的：F=4600N,T=45.1N.m，=0.8kw4）计算工时：工序九、以25孔为精基准，车床攻M221.5螺纹。1、切削速度的计算：见切削用量手册表21，刀具寿命T=60min，采用高速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时=1.05，走到次数i=3，半精车螺纹时=0.2，走刀次数i=3精车螺纹时=0.1，走刀次数i=2其中，螺距=1所以，粗车螺纹时：半精车螺纹时精车螺纹时：2、确定主轴转速粗车螺纹时按照机床说明书，取n=96r/min实际切削速度 =18m/min半精车螺纹时：实际切削速度 =34m/min精车螺纹时实际切削速度 =34m/min3、切削工时取切入长度为粗车螺纹时半精车螺纹时精车螺纹时所以车螺纹的总工时为工序十、以25孔为精基准，铣槽端面1. 选择机床刀具选择立式铣床X53K硬质合金钢Yab端铣刀2. 切削用量查2表5 f=0.140.24mm/rT=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min 3. 计算工时半精铣工序十一、精铣槽16H11本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。1、选择机床及刀具机床 x61W型万能铣床刀具错齿三面刃铣刀铣槽do=16mm查1表8 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数z=242、计算切削用量由工艺手册表9.41和（切削用量手册）查得走刀量 f=0.67 mm/r铣刀磨钝标准和耐用度由工艺手册表9.46查得磨钝标准为 0.20.3表9.47查得耐用度为 T=150min （1）切削速度由工艺手册式3.2 查表 9.48 得其中：修正系数 m

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