831003{铣18H11槽-A型}CA6140拔叉加工工艺设计
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831003{铣18H11槽-A型}CA6140拔叉加工工艺设计
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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 1 。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 2 ， 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、nts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 1 2 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 3 。 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 4 ， 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 5 。 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 67 。 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 89 。 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 。 nts3 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 ， 2005 2机床夹具发展趋势 ， 今日五金网 /china/exhibition_info.do?ID=17067 3 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， 1993 4 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， 1997 9 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 nts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 nts 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nts攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要 I 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 nts攀枝花学院本科毕业设计（论文） Abstract II ABSTRACT Enable 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 strennts nts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。 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 3其余未 注 明 圆 角 半 径 R 3 5 m m5 锥 孔 配 作2 - M 8 通 孔图 1.1 拨叉 C 零件图 其加工有 四 组加工： 25 7H 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 22 12H 为主要加工 面， 拉内花键槽 25 7H ，槽数为 6 个 ，其 粗糙度要求是 底边 6.1Ra ，侧边 3.2Ra ， 22 12H 内孔粗糙度 6.3Ra 。 （ 2） 另一组加工是 粗精铣上端面 ， 表面粗糙度要求为 3.2Ra 。 （ 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 3.2Ra ，槽底 的表面粗糙度要求是 3.6Ra 。 （ 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 mm31 ，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 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 4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 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 5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（ 97 ITIT ），粗糙度为 Ra 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 22 12H 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。 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 6（ 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25 7H 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，nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 7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 c9080 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 mg200 。 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。nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 8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=80100 m。 （ 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=101.25 m。 （ 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 Ra101.25 m。 （ 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 Ra1.250.32 m。 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nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 9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。 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 10 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： 80mm 宽： 40mm 高：75mm 预制孔、底槽不 铸出 020 热处理 退火 030 钻 钻 预制孔22 12H 专用夹具装夹； 轻型圆柱立式钻床 ( 5035)ZQ 040 拉 拉内花键25 7H 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 （ 52XK） 060 铣 粗、精 铣上端面 专用夹具装夹； 卧式铣床（ 52XK） 070 钻、铰、攻丝 钻通孔 6.7mm 攻 M8 螺纹 专用夹具装夹； 摇臂 钻床 ( 3025)Z 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： nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 11 、 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 25 7H mm ，预制孔尺寸 22 12H mm ，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 21.2mm ，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 0.0450 mm（ 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mm4.37.2 ，现取 mm0.3 。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取 mm28.0 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 2.3-59，其余量值规定为 1mm 。 铸造毛坯的基本尺寸为 7 2 3 . 0 1 7 6 mm 。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 1.1mm。 毛坯的名义尺寸为： 7 2 3 . 0 1 7 6 mm 。 nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 12 毛坯最小尺寸为： 7 6 0 . 5 5 7 5 . 4 5 mm 毛坯最大尺寸为： 7 6 0 . 5 5 7 6 . 5 5 mm 粗铣后最大尺寸为： 7 2 1 7 3mm 粗铣后最小尺寸为： 7 3 0 . 2 8 7 2 . 7 2 mm 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（ 0.018018） 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 0.1100，精加工为 0.0130。 粗铣两边工序尺寸为： 1 8 2 1 6 mm ； 粗铣后毛坯最大尺寸为： 1 6 0 . 1 1 1 6 . 1 1 mm ； 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： 0.013018，已达到其加工要求： 0.018018。 （ 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： 12IT ，表面粗糙度 12.5Ra um ，尺寸偏差是 0.15mm 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： 6.7mm 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） nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 13 工序 1： 钻预制孔 机床： 轻型圆柱立式钻床 ( 5035)ZQ 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 21.2d mm 。 进给量 f ：根据机械加工工艺手册表 2.4-38，取 0 .5 /f mm r 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-41，取 0.45 /V m s 机床主轴转速 n ，有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 5 6 0 4 0 5 . 6 / m i n3 . 1 4 2 1 . 2vnrd ， 按照 机械加工工 艺手册 表 3.1-36， 取 4 7 5 / m innr 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 1 . 2 4 7 5 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l ： 80l mm 刀具切入长度 1l ： 1 2 1 . 2( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622rdl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取 mml 32 走刀次数为 1 机动时间2jt：28 0 6 3 0 . 3 7 m i n0 . 5 4 7 5jLt fn 工序 2 拉内花键 25 7H 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，nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 14 确定拉削速度 v =0.1160.08mms ，取 0.10 mmv s 。 拉削 工件 长度 l ： 80l mm ； 拉刀长度1l：1 753l mm（见拉刀设计）； 拉刀切出长度2l=510mm，取2 10l mm。 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jt12 8 0 7 5 3 1 0 8 . 4 3 0 . 1 4 m i n1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 1j l l lt s sv 工序 3粗、精铣 18H11 底槽 机床：立式升降台铣床（ 52XK） 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pa： 33pa mm每齿进给量fa： 查机械加工工艺手册表 2.4-75，得 0 .2 0 .3 /fa m m z，取 0 .2 /fa m m z。 铣削速度 V ：查 机械加工工艺师手册 表 30-33，得 14 m inmV 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 4 2 7 . 9 / m i n3 . 1 4 1 6 0VnrD 查机械加工工艺手册 表 3.1-74 取 30 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 0 0 . 2 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 进给量fV： 0 . 2 2 4 3 0 / 6 0 2 . 4 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 2 . 4 / 1 4 4 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 15 刀具切入长度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD=81mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数 1 次 机动时间1jt：121 4 0 8 1 2 0 . 8 5 m i n144jml l lt f 2精铣 18 槽 切削深度pa： 35pa mm根据 机械加工工艺手册 表 2.4 76 查得：进给量 0 .0 5 /fa m m z,查机械加工工艺手册表 2.4-82 得切削速度 2 3 / m inVm ， 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 3 4 5 . 8 / m i n3 . 1 4 1 6 0Vnrd ， 查 机械加工工艺手册表 3.1-74 取 4 7 .5 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 4 7 . 5 0 . 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 进给量fV： 0 . 0 5 2 4 4 7 . 5 / 6 0 0 . 9 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 0 . 1 8 / 5 7 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 40l mm ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD=81mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 4 0 8 1 2 1 . 5 2 m i n57jml l lt f nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 16 本工序机动时间12 0 . 8 5 1 . 5 2 2 . 3 7 m i nj j jt t t 工序 4： 粗、精 铣上端面 机床：立式升降台铣床 5012X 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 ： 1 6 0 , 4 0 , 3 2D m m d m m L m m ，齿数为 12 齿。 （ 1）、粗铣上端面 铣削深度pa： 3pa mm每齿进给量fa：查机械加工工艺手册表 2.4-75， 0 . 1 5 0 . 2 5f mma z，取 0 .2 0f mma z。 铣削速度 V ：查实用机械加工工艺师手册 表 11-94，得1 5 2 0 0 . 2 5 0 . 3 3m i nmmV s，取 0.3mV s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 6 0 3 5 . 8 3 / m i n3 . 1 4 1 6 0VnrD 查机械 加工工艺手册表 3.1-74 取 3 7 .5 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 7 . 5 0 . 3 1 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 进给量fV： 0 . 2 1 2 3 7 . 5 / 6 0 1 . 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 . 5 / 9 0 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 80l mm 刀具 切入长度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD=82mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 8 0 8 2 2 1 . 8 2 m i n90jml l lt f nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 17 2精铣 上端面 切削深度pa： 1pa mm根据 实用 机械加工工艺 师 册 表 11-91 查得： 每齿 进给量0 . 0 1 0 . 0 2 /fa m m z ,取 0 .0 2 /fa m m z ， 根据 实用机械加工工艺师册 表 11-94 查得切削速度 1 8 / m inVm 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 1 8 3 3 . 1 / m i n3 . 1 4 1 6 0Vnrd ， 按照 机械加工工艺手册 表 3.1-74 取 3 7 .5 / m innr 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 6 0 3 7 . 5 0 . 3 1 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s 进给量fV： 0 . 0 2 1 2 3 7 . 5 / 6 0 1 . 5 /ffV a Z n m m s 工作台每分进给量mf： 1 . 3 9 / 8 3 . 6 / m i nmff V m m s m m 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 20l mm ， 刀具切入长度 1l ： 1 0 .5 (1 2 )lD=81mm 刀具切出长度2l：取 mml 22 走刀次数为 1 机动时间1jt：121 2 0 8 1 2 1 . 2 3 m i n8 3 . 6jml l lt f 本工序机动时间12 1 . 8 2 1 . 2 3 3 . 0 5 m i nj j jt t t 工序 5：钻 8M 孔 并攻丝 机床： 摇臂钻床 3025Z 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 6.7 钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先 钻孔 到 6.7mm 再 攻丝， 所以nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 18 6.7D mm 。 钻 削深度pa： 9.5pa mm进给量 f ：根据 机械加工工艺手册 表 2.4-38，取 rmmf /33.0 切削速度 V ：参照 机械加工工艺手册 表 2.4-41，取 0.41 /V m s 机床主轴转速 n ，有： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 1 6 0 1 1 6 9 . 3 1 / m i n3 . 1 4 6 . 7vnrd ， 按照 机械加工工艺手册 表 3.1-31 取 1 6 0 0 / m innr 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 6 . 7 1 6 0 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnv m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l mm 刀具切入长度 1l ： 1 6 . 7( 1 2 ) 1 2 0 1 2 . 8 9 322rDl c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： mml 412 取2 2l mm走刀次数为 1，钻孔数为 2 个 机动时间1jt：14 2 3 22 2 0 . 5 m i n0 . 3 3 1 6 0 0jLt fn 2 攻 2-M8 螺纹通孔 刀具：钒钢机动丝锥 进给量 f ：查机械加工工艺手册表 1.8-1 得所加工螺纹孔螺距 1.25p mm ,因此进给量 1 .2 5 /f m m r 切削速度 V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-105，取0 . 1 3 3 / 7 . 9 8 / m i nV m s m 机床主轴转速 n ：01 0 0 0 1 0 0 0 7 . 9 8 3 1 7 . 6 8 / m i n3 . 1 4 8Vnrd ，取 3 5 0 / m innr 丝锥回转转速 n回：取 3 5 0 / m innr回nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 19 实际切削速度 V ： 0 3 . 1 4 8 3 5 0 0 . 1 5 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0dnV m s 被切削层长度 l ： 9.5l mm 刀具切入长度 1l ：1 ( 1 3 ) 3 1 . 2 5 3 . 7 5l f m m 刀具切出长度 2l ：2 2 3 3 1 . 2 5 3 . 7 5l f m m （ ），加工数为 2 机动时间2jt：1 2 1 22 9 . 5 3 . 7 5 3 . 7 5 9 . 5 3 . 7 5 3 . 7 52 2 0 . 1 3 m i n1 . 5 3 5 0 1 . 5 3 5 0j l l l l l lt f n f n 回（ ） （ ） 本工序机动时间jt：12 0 . 5 0 . 1 3 0 . 6 3 m i nj j jt t t 。 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： Ntkttt zzfjd /%)1)( （大量生产时 0/ Ntzz ） 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)( ktttfjd 其中： dt 单件时间定额 jt 基本时间（机动时间） ft 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 k 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jt： 0.37 m injt nts攀枝花学院毕业设计（论文） 拨叉 C 加工工艺 20 辅助时间ft：参照 机械加工工艺手册表 2.5-41，取工步辅助时间为1.55min 。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 min1 。则 1 . 5 5 1 2 . 5 5 m i nft k ：根据 机械加工工艺手册 表 2.5-43， 12.14k 单 件 时间定额dt有 ： ( ) ( 1 % ) ( 0 . 3 7 2 . 5 5 ) ( 1 1 2 . 1 4 % ) 3 . 2 7 m i nd j
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