通过所学的专业课知识（《公差与配合》、《工程材料》、《机械原理》、《机械设计制造》、《机械制造技术基础》等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。

在这次设计中，我们主要设计CA6140拨叉的夹具。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。

前言1

1、设计的目的：2

2、零件的分析2

（一）零件的作用2

（二）零件的工艺分析2

3.工艺规程设计3

（一）确定毛坯的制造形式3

（二）基准面的选择3

（三）制定工艺路线3

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：4

（五）确定切削用量及基本工时5

工序一：铸造毛坯5

工序二：粗、半精铣左端面75×40面即C面5

工序三钻Φ22花键底孔，扩花键底孔Φ22倒2×75o倒角6

工序四拉花键孔8

工序五粗、精铣80×30面9

工序六钻两M8底孔及攻螺纹10

工序七铣18H11的槽12

4.夹具设计14

（1）问题的提出14

（2）夹具设计14

（3）定位误差分析14

（4）夹具设计及操作说明14

参考文献15

小结16

1、设计的目的：

机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：

1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。

3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。

2、零件的分析

（一）零件的作用

题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。

参考文献

[1] 作者：吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止页：37～46。

[2] 作者：李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：机械工业出版社，出版年：2008年，版次：2版

[3] 作者：张海华，书名《机械制造装备设计指导书》，出版者：机械工程系，引用部分起止页：44～46页。

[4] 作者：薛源顺，书名《机床夹具图册》，出版者：机械工业出版社，出版年2003年，版次：1版

[5]艾兴肖诗纲《切削用量简明手册》机械工业出版社

[6]王光斗王春福《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社

[7]孟宪栋刘彤安《机床夹具图册》机械工业出版社

[8]冯道《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》机械工业出版社

[9]吴宗泽罗盛国《机械设计课程设计手册》高等教育出版社

[10]陈铁鸣《机械设计》哈尔滨工业大学出版社

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拨叉零件图.gif

夹具体座.gif

毛坯图.gif

铣床夹具装配图.gif

内容简介：: 攀枝花学院毕业设计（论文）目录目录1 绪论.32 CA6140拨叉831003的分析.42.1CA6140拨叉831003的作用.42.2CA6140拨叉831003的工艺分析.42.3CA6140拨叉831003的工艺要求.42.4毛坯的选择.52.5 本章总结.53 工艺规程设计.63.1加工工艺过程.63.2确定各表面加工方案.63.2.1选择加工方法时，需考虑的因素.63.2.2面的加工.63.2.3孔的加工.73.2.4槽的加工.73.3确定定位基准.73.3.1粗基准的选择.73.3.2精基准选择的原则.83.4工艺路线的拟订.83.4.1工序的合理组合.83.4.2工序的集中与分散.93.4.3加工阶段的划分.103.4.4加工工艺路线方案的比较.113.5CA6140拨叉831003的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.123.5.1毛坯的结构工艺要求.123.5.2CA6140拨叉831003的偏差计算.133.6确定切削用量及基本工时（机动时间）.143.7时间定额计算及生产安排.223.7.1钻预制孔.223.7.2钻预制孔.233.7.3拉25H7内花键.233.7.4粗、精铣18H11底槽.233.7.5粗、精铣上端面.243.7.6钻、攻2-M8螺纹孔.253.8 本章总结.26结论.27参考文献.28致谢.292机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数2材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1粗铣前端面端铣刀卡尺11.62120.151182精铣前端面端铣刀卡尺4.35110.8235设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数2材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻花键底孔麻花钻卡尺11.6210.80202扩花键底孔扩孔钻卡尺4.3511.113倒角2x45设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数2材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式拉床L6210安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1拉花键花键拉刀卡尺8014设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数4材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式拉床L6210安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1粗铣上表面立式铣床卡尺80120.20602精铣上表面立式铣床卡尺80120.9075设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数5材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻M8螺纹底孔立式钻床卡尺710.4015.782攻丝M8立式钻床卡尺711.258.82设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数6材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1粗铣宽18的槽三面刃铣刀卡尺4010.203015.782精铣宽18的槽三面刃铣刀卡尺4010.71188.82设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数7材料毛坯牌号硬度型号重量钢板HBS165-215铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻5的孔麻花钻卡尺7150.201360设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺过程卡片零件号工序号工序名称设备夹具刀具量具名称型号名称规格名称规格名称规格铸造时效处理铣前端面立式铣床X51专用夹具端铣刀钻扩22孔立式钻床Z525专用夹具麻花钻，扩孔钻拉花键卧式拉床L2110通用夹具花键拉刀铣上表面立式铣床X51专用夹具端铣刀VII钻M8底孔攻丝M8立式钻床Z525专用夹具麻花钻，丝锥VIII铣18H11的槽卧式铣床X62专用夹具三面刃铣刀IX钻5锥孔立式钻床Z525专用夹具高速钢麻花钻质检机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140产品型号831003共 1 页产品名称机床零件名称拨叉第 1 页材料牌号HT200铸铁毛坯种类铸件毛坯尺寸80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铣削1.粗铣左端面2. 精铣左端面铣床车间2铣床专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀，游标卡尺60s2钻孔扩孔1.钻孔202.扩孔至22钻床车间2钻床专用夹具、直柄麻花钻，卡尺，塞规100s3倒角1. 倒角15车床车间1车床普通车刀，游标卡尺4拉花键1. 拉花键拉床车间1拉床专用夹具、拉刀5铣削1.粗铣沟槽2.粗铣上平面铣床车间2铣床专用夹具、盘铣刀深度，游标卡尺200s6铣削1.精铣沟槽2.精铣上平面铣床车间2铣床专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀，游标卡尺7钻孔1. 钻孔28钻床车间1钻床专用夹具、麻花钻，内径千分尺8攻螺纹1.攻螺纹2M8钳工车间1锥丝锥丝9检验检验车间塞规，卡尺等。设计（日期）2011-12-17审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件签字日期标记处数更改文件号签字日期湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号I零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/n)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时I1铸造毛坯游标卡尺湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号II零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(mm/s)基本工时minII12粗铣表面7540精铣表面7540YG6YG6游标卡尺游标卡尺8787111.31.00.20.53003000.180.61湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z535工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时minIII123钻20孔扩22孔倒角麻花钻do=23mm高速钢钻do=24.8mm游标卡尺2021.750.6227214017.19.670.690.8湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号IV零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号专用夹具卧式拉床L6110A工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数齿升量(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时minIV1拉花键立铣刀游标卡尺1010.063003.00.14湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号V零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minV12粗铣8030表面精铣8030表面立铣刀游标卡尺919111210.1020.0646046012482.85.8611湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号VI零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minVI12粗铣18H11槽半精铣18H11槽立铣刀游标卡尺5151113050.090.06460460124.282.80.821.2湖南工学院机械设计制造极其自动化专业机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号VII零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minVII12钻M8底孔攻M8螺纹高速钢麻花钻丝锥游标卡尺33.75129.59.50.331.2568039214.99.80.500.632.2.3工艺路线的制定制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。工艺路线方案一：工序1:铸造；工序2:时效处理；工序3:粗铣、半精铣左端面；工序4:粗铣、半精铣顶面；工序5:钻、扩22孔；工序6:车22倒角工序7:拉花键孔；工序8:铣18mm槽；工序9:钻M8底孔6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔工序10:去刺工序11:检验。方案二：工序1:铸造；工序2:时效处理；工序3:粗铣、半精铣左端面；工序4: 钻、扩22孔；工序5:粗铣、半精铣顶面；工序6:车22倒角；工序7:拉花键孔；工序8:铣18mm槽；工序9:钻M8底孔6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔；工序10:去刺；工序11:检验。工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“工序4:钻、扩22孔”变为“工序5粗铣、半精铣顶面”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动影响生产效率。而对于零的尺寸精度和位置精度都没有太大程度的帮助。以零件左端面为基准，先铣下端面。再钻、扩22孔，符合先加工面再钻孔的原则。若选第二条工艺路线而先钻、扩22孔，再粗铣、半精铣顶面需要二次装夹。所以发现第二条工艺路线并不可行。从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第一个方案也比较合理想。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为HT200，硬度HB170200，毛坯重量约为1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下（批量生产）。由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下：（1）零件端面：此面是粗基准，是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册表6-92及公式（6-16）计算底面加工余量。e=C （1）式中 e 余量值；铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数 e=0.55=2.5mm满足机械加工工艺设计实用手册表6-93的要求。（2）顶面因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为 e=3mm满足机械加工工艺设计实用手册表6-93的要求。（3）中间孔毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为IT7IT8之间，根据机械加工工艺设计实用手册确定尺寸和余量。钻孔：20扩孔：22 e=2mm（4）25 花键孔以22孔为基准拉孔 e=3mm（5）铣18mm槽毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知e=18mm（6）M8螺纹孔毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知M8底孔为6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。钻M8底孔6.7；攻丝M8； e= 1.3mm2.2.5切削用量及基本工时的确定（1）工序：铣端面加工条件：机床：X62W卧式铣床刀具：高速钢圆柱铣刀 GB1106-85 其中d=80mm, L=82mm , l=22mm计算切削用量：=2.5mm由机械加工工艺手册表15.53可知：f=由切削用量手册表9.4-8可知： vt =0.34m/s nt=1.35r/s vft=1.70m/s 各修整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8所以有 V=0.19m/s V=0.75r/s V=0.94mm/s 由X62W机床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s所以实际切削速度 V=0.20m/s=12m/min （2）确定主轴转速：l1+l2=17mm l=75mm n=7r/s=420r/min （3）切削工时：（4）（2）工序：铣20+10平面加工条件：机床：X52K立式铣床刀具：高速钢立铣刀其中d=32mm, z=6 .计算切削用量： =3mm由机械加工工艺实用手册表15-52 af=0.08mm/z 由机械加工工艺实用手册表15-55v=0.3m/s=18m/min=3r/s(179r/min) （5）按机床选取：（6）刀具切入长度：刀具切出长度：被切削层长度： l=80mm 进给量： . 切削工时：（7）（3）工序钻，扩22孔钻20孔加工条件：机床：Z525立时钻床刀具：麻花钻，其中d=20mm计算切削用量： =20mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：f=0.36mm/r v=0.35m/s 确定主轴转速： n=334r/min （8）实际机床选取： v= （9）被切削层长度： l=80mm刀具切入长度：刀具切出长度：切削工时： (10)扩22孔加工条件：机床：Z525立时钻床刀具：扩孔钻，其中d=22mm 计算切削用量：=2mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：f=0.81mm/r v=0.14m/s 确定主轴转速： n=121.5r/min . 按机床选取：实际机床选取： v= （11）切削工时：（12） (4) 拉花键孔（13） (5) 铣18mm槽加工条件：机床：x62w卧式铣床. 刀具：直齿三面刃铣刀，其中d=80mm,z=18 计算切削用量：=18mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-55可知：af=0.20mm/z v=0.3m/s 确定主轴转速： n=71.6r/min （14）. 按机床选取：实际机床选取： v= （15）切削工时： (16) ( 6) 钻M8螺纹孔 1) 钻M8螺纹底孔6.7孔. 加工条件：机床：Z525立时钻床刀具：麻花钻其中d=6.7mm计算切削用量：=6.7mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：f=0.13mm/r v=0.35m/s 确定主轴转速： n=998r/min （17）. 按机床选取：实际机床选取： v= （18）被切削层长度： l=11mm刀具切入切出：l+l2=4mm 切削工时： (19) 2) 攻丝M8 加工条件：机床：Z525立时钻床刀具：机用丝锥，其中d=8mm切削用量：=1.3mm由机械加工工艺手册表15-53，表15-37可知：f=1mm/r v=0.12m/s 确定主轴转速： n=286r/min （20）. 按机床选取：实际机床选取： v= (21) 刀具切入切出长度：l1+l2=4mm 被切削层长度： l=11mm 切削工时： (22)XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号I零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/n)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时I1铸造毛坯游标卡尺游标卡尺XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号II零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X5032工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(mm/s)基本工时minII12粗铣表面7540精铣表面7540YG6YG6游标卡尺游标卡尺8787111.31.00.20.53003004801500.180.61XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号专用夹具钻床Z525工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时minIII123钻20孔扩22孔倒角麻花钻do=20mm高速钢钻do=22mm游标卡尺2021.750.6227214017.19.670.690.8XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号IV零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具和辅助工具名称型号专用夹具拉床工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数齿升量(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时minIV 1拉花键矩形花键拉刀游标卡尺1010.063003.00.16XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号V零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X5032工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minV12粗铣8030表面精铣8030表面立铣刀游标卡尺919111210.1020.0646046012482.85.8611XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号VI零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具钻床Z525工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minVI12钻M8底孔攻M8螺纹高速钢麻花钻丝锥游标卡尺33.75129.59.51.60.3668039214.99.80.140.113XXXX学校机械加工工序卡片生产类型中批生产工序号VII零件名称拨叉零件号零件重量同时加工零件数1材料毛坯牌号硬度型式重量HT200HB170241铸件设备夹具辅助工具名称型号专用夹具铣床X5032工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(mm/min)基本工时minVII12粗铣18H11槽半精铣18H11槽立铣刀游标卡尺5151113050.090.06460460124.282.80.821.28XXXX学校机械加工工艺过程卡片零件号零件名称831003CA6140车床拨叉工序号工序名称设备夹具刀具量具基本工时min名称型号名称规格名称规格名称规格铸造毛坯1粗、半精铣左端面C面表面7540立式铣床X5032铣床夹具硬质合金端铣刀d8游标卡尺1250.020.792钻孔并扩花键底孔22并锪275倒角立式钻床Z525钻床夹具高速钢麻花钻d20卡尺0.69立式钻床Z525钻床夹具硬质合金锥柄扩孔钻d22卡尺0.8立式钻床Z525钻床夹具60直柄锥面锪钻3拉花键25H7卧式内拉床L6110A拉床夹具矩形花键拉刀d25百分表0.164粗、半精铣底面D面8030表面立式铣床X5032铣床夹具高速钢立铣刀d16游标卡尺1250.0216.867钻螺纹孔，攻螺纹2M8立式钻床Z525钻床夹具高速钢直柄麻花钻、丝锥d7、M8内径千分尺5300.2538粗、半精铣槽18H11槽立式铣床X5032铣床夹具高速钢立铣刀d16游标卡尺1250.022.029去毛刺钳工台虎口钳锉刀10清洗清洗机11终检前言通过所学的专业课知识（公差与配合、工程材料、机械原理、机械设计制造、机械制造技术基础等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。在这次设计中，我们主要设计CA6140拨叉的夹具。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。目录前言11、设计的目的：22、零件的分析2（一）零件的作用2（二）零件的工艺分析23.工艺规程设计3（一）确定毛坯的制造形式3（二）基准面的选择3（三）制定工艺路线3（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：4（五）确定切削用量及基本工时5工序一：铸造毛坯5工序二：粗、半精铣左端面7540面即C面5工序三钻22花键底孔，扩花键底孔22倒275o倒角6工序四拉花键孔8工序五粗、精铣8030面9工序六钻两M8底孔及攻螺纹10工序七铣18H11的槽124.夹具设计14（1）问题的提出14（2）夹具设计14（3）定位误差分析14（4）夹具设计及操作说明14参考文献15小结161、设计的目的：机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。2、零件的分析（一）零件的作用题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。（二）零件的工艺分析 CA6140拨叉共有两组加工表面： 1、这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的花键底孔 2、这一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及25mm花键底孔两端的275倒角。对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。3.工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。毛坯零件图见附图2。（二）基准面的选择1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以40的外圆表面为粗基准。2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。（三）制定工艺路线工艺路线方案一：工序一：铸造毛坯；工序二：粗、半精铣左端面C面，工序三：钻孔并扩花键底孔22并锪275倒角；工序四：拉花键25H7工序五：粗、半精铣底面D面；工序六：钻攻螺纹孔、螺纹孔；工序七：粗、半精铣槽；工序八：去毛刺；工序九：终检，入库。工艺路线方案二：工序一：铸造毛坯；工序二：粗、半精铣左端面C面，工序三：终检，入库。工序四：拉花键25H7工序五：粗铣底面D面及18H11槽；工序六：半精铣底面D面及18H11槽；工序七：钻配作孔、螺纹孔；工序八：去毛刺；工序九：钻孔并扩花键底孔22并锪275倒角；比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定： C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，b=220MPa，HBS=157。根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。选取公差等级CT由机械制造技术基础课程设计指南中表5-1可查得毛坯件的公差等级为810级，取为10级。求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由机械制造技术基础课程设计指南中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm 求机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指南表5-5查得机械加工余量等级范围为DF，取为E级求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由机械制造技术基础课程设计指南表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。求毛坯尺寸 2-M8通孔和5锥孔较小铸成实心；C、面单侧加工，应由机械制造技术基础课程设计指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm为了简化铸件的形状取R75mm 铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：项目C面D面公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量等级EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C面的单边总加工余量为Z2.3mm。查机械制造技术基础课程设计指南表5-49精加工余量故粗加工余量为Z1.3m2、D面精加工余量同C面Z1mm故D面粗加工余量Z2mm3、花键孔要求以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为。由机械制造技术基础课程设计指南表5-42却定孔的加工余量分配：钻孔：20mm扩孔：22mm拉花键孔(6-25H7*6H9)4、铣18H11槽由机械制造技术基础课程设计指南表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z3mm粗铣后公差为+0.18+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）（五）确定切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯工序二：粗、半精铣左端面7540面即C面一、粗铣面7540面1、背吃刀量的确定因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。2、进给量的确定。选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。由实用机械加工工艺手册表1192可查得每齿进给量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z3、铣削速度的确定。由实用机械加工工艺手册表11-94可查得灰铸铁的硬度为150225HBS，查得Vc=6010m/min。则主轴转速为n1000Vc/D238.8437.9r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/min。切削工时：由切削用量简明手册表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim。二、精铣7540面1、背吃刀量的确定由实用机械加工工艺手册表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm ，即ap1mm。2、进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由实用机械加工工艺手册表11-92要求表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.51.0故取0.5mm/r3、铣削速度的确定由实用机械加工工艺手册查得铣削速度为60110m/min则机床主轴转速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，则Vf150mm/min。4、计算切削工时由切削用量简明手册表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。则 t 0.61mim 工序三钻22花键底孔，扩花键底孔22倒275o倒角1、钻20的孔。1）决定进给量由切削用量简明手册表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do20mm。铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系数Ktf0.95则f0.410.50mm/r。由切削用量简明手册表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f1.75mm/r。由切削用量简明手册表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量简明手册表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F5510N小于Fmax，故可用。2）确定钻头的磨钝标准及寿命。由切削用量简明手册表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。 3）确定切削速度 286.6r/min 由切削用量简明手册表2.35取n272r/min则实际切削速度Vc17.1 m/min。4）检验机床扭矩及功率由切削用量简明手册表2.20可查得f0.5 mm/r时，Mc76.81Nm。当nc272r/min时由切削用量简明手册表2.35可查得Mm144.2Nm。由切削用量简明手册表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.60.817.76 kw。因为McMm，PcPe，故所选切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。计算基本工时： tm由切削用量简明手册表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故： tm0.69 mim。二、扩22孔。1、确定背吃刀量由切削用量简明手册查得背吃刀量为2mm。2、确定进给量由切削用量简明手册查的f0.60.7mm/r。根据机床说明书取f0.62mm/r3、计算切削速度 5.78.5 m/min由此可知主轴的的转速为： n82.5r/min根据机床说明书取n140r/min，则实际切削速度v9.67 m/min 4、计算切削工时由切削用量简明手册表2.5可查得Kv3060，取Kv45。由机械加工工艺手册表3.5.1查得tm，式中各参数：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故tm0.8min工序四拉花键孔由机械加工工艺手册表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为0.040.1mm，取齿开量为0.06mm。拉削速度由机械加工工艺手册表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削速度为级的花键拉削速度为 Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min拉削级别由机械加工工艺手册表4.166查得。拉削加工工时 t式中Zb为单面余量Zb 1.5 mmL为拉削表明长度 L80 mm为拉削系数，取1.2K 考虑机床返回行程系数取 k1.4v为拉削速度fz为拉刀单面齿开量z为拉刀同时工作齿数zL/PP为拉刀齿距 P（1.251.5）1.35 12 mm所以拉刀同时工作齿数为 zL/P=80/127所以 t 0.16 min工序五粗、精铣8030面一、粗铣8030面 1、加工余量的确定由前面可知粗加工加工余量为2 mm，加工余量较小故采用一次切削故ap2 mm。 2、切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.120选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm齿数为3。由机械加工工艺手册表2.196查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为awdo/4，铣刀的铣削速度为v18.29m/min，每齿进给量为0.0630.102 mm/z则主轴转速为 n=358.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.093460 124.2 mm/min 3、铣削加工工时的计算由机械加工工艺手册表2.194可查得 t 式中i为次给次数i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm则 t5.86 min精铣 8030面 1、加工背吃刀量ap的确定由前面可知道精铣的加工余量为1 mm，故ap1 mm 2、进给量的确定由精铣加工工艺手册表2.172查得高速钢立铣刀直径为16 mm，选用与粗铣时同一铣刀和机床。铣削宽度为aw3 mm是的每齿进给量为0.080.05 mm/z，因为表精度要求较高故fz0.06 mm/z 3、切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.175查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.20.25 mm。由机械加工工艺手册表2.176限度寿命查得限度寿命T=60min。由机械加工工艺手册表2.1-92查得Vc22 m/min，则铣床的主轴转速： n437.9 r/min取n460 r/min。则Vffz*z*n0.06*3*460 =82.8 mm/min 4、计算铣削加工工时由上面可知 t式中、与上述所相同。 30/310将各参数代入上式可得： t10 11 min工序六钻两M8底孔及攻螺纹 1、选择切削用量选择高速钢直柄麻花钻直径为7，钻头形状为双锥修磨横刃。由切削用量简明手册表2.7查得进给量f0.360.44mm/r，由切削用量简明手册表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f0.86mm/r。由切削用量简明手册表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式钻创说明书取f0.36mm/r。 2、确定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表2.12查得磨钝标准为0.50.8寿命为T35min。 3、确定切削速度由切削用量简明手册表2.15查得切削速度为V18m/min。则主轴转速为 n818.9 r/min。由Z525钻床说明书由就近原则取n680 r/min。故实际切削速度为v14.9 m/min 4、校核机床扭矩及功率由切削用量简明手册表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420720.360.81 1298.3 N Mc0.206720.360.814.5 Nm Pc0.32 KW根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。5、计算钻削加工工时由切削用量简明手册表2.29查得入切量和超切量y的值为6 mm。故 t 0.07 min 因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t0.14 min。二、攻M8螺纹由机械加工工艺手册表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在普通钻床上攻丝。由机械加工工艺手册表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc1112 m/min。故钻床主轴的转速为： n437.9 477.7 r/min 由Z525的说明书的参数可取n392 r/min。故实际切削速度为 Vc9.8 mm/min攻螺纹机动实际的计算 tm 其中：工件螺纹的长度10 mm。：丝锥切削长度22 mm。：攻螺纹是的超切量（23）P取3。：攻螺纹是的转速392 r/min。：丝锥退出时的转速680 r/min。 P:螺距 p=1.25。即 tm0.1126min工序七铣18H11的槽一、粗铣18H11槽1、选择与加工8030平面同一规格的铣刀，同一铣床。因为槽深为35 mm 故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量，精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap30 mm 2、切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.1-96查得切削速度为 V1829 m/min 每齿进给量为fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。则铣床主轴转速为 n=358.3577.2 r/min根据机床说明书可取n460 r/min。则实际转速为 Vffznz0.093460 124.2 mm/min 3、切削加工工时由机械加工工艺手册表2.1-99查得 0.82 min二、半精铣18H11槽 1、选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀，背吃刀量ap5 mm。 2、确定进给量由机械加工工艺手册表2.1-72查得每齿进给量为fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由机械加工工艺手册表2.1-7

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