北华航天工业学院机械制造技术基础课程设计说明书题目：拨叉零件的机械加工工艺设计及专用夹具设计学生姓名: *******学号：************班级： ******系别： ***********专业：机械设计制造及其自动化指导教师： *************8成绩：目录（一）机械加工工艺设计1.拨叉零件的工艺分析及生产类型的确定 (1)1.1拨叉零件的作用 (1)1.2 拨叉零件的技术要求 (1)1.3 拨叉零件的生产类型 (1)2 确定毛坯，绘制毛坯简图 (1)2.1确定毛坯生产类型 (1)2.2继续加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)2.3绘制拨叉铸造毛坯见图 (2)3、拟定拨叉工艺路线 (2)3.1定位基准的选择 (2)3.1.1粗基准的选择 (2)3.1.2精基准的选择 (2)3.2 、表面加工方法的确定 (3)3.3、加工阶段的划分 (3)3.4、工序的集中与分散 (3)3.5、工序顺序的安排 (3)3.6 、工艺路线确定 (4)4、机床设备及工艺装备的选用 (4)4.1 、机床设备选用 (4)4.2 工艺装备的选用 (4)5、机械加工余量，工序尺寸及公差的确定 (4)6、切削用量、时间定额的计算 (6)6.1.工序三：粗-精铣左端面 (6)6.1.1粗铣左端面至81mm (6)6.1.2 精铣左端面至80mm，表面粗糙度Ra=3.2um (7)6.2工序四：钻-扩φ22H12孔 (8)6.2.1钻φ20孔 (8)6.2.2扩孔Φ22H12 (10)6.3工序五：拉内花键孔 (11)6.4工序六：粗-精铣底槽内侧面和底面 (11)6.4.1粗铣底槽 (11)6.4.2精铣底槽 (12)6.5工序七：粗-精铣上表面 (13)6.5.1以花键孔中心线为基准粗铣上顶面 (13)6.5.2以花键孔中心线为基准精铣上顶面 (14)6.6工序八：钻2×φ7孔 (14)6.7工序九：攻丝 (16)（二）机床专用夹具设计1、铣床专用夹具设计 (17)1.1确定夹具的结构方案 (17)1.1.1确定定位方案 (17)1.1.2为缩短辅助时间，夹紧采用手动螺纹夹紧。
(17)2、夹具装配图的绘制 (18)3 、夹具操作的简要说明 (18)参考文献 (19)（1）机械加工工艺设计1.拨叉零件的工艺分析及生产类型的确定1.1拨叉零件的作用题目所给零件是CA6140拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴的回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的转速和扭矩的作用。
1.2 拨叉零件的技术要求该拨叉零件的加工表面主要有：φ25H7内花键孔；Ra为3.2的上端面；Ra为3.2的18H11底槽；2-M8的螺纹孔。
（1）表面粗糙度Ra为3.2的左端面；（2）上表面与φ25H7轴线的平行度公差为0.1mm，表面粗糙度Ra为3.2。
（3）花键大径表面粗糙度要求Ra为1.6（4）通槽内侧表面与φ25H7轴线的垂直度公差为0.08mm，表面粗糙度Ra为3.2µm。
1.3 拨叉零件的生产类型由任务书设计要求，该拨叉零件的生产类型为中批或大批量生产。
2 确定毛坯，绘制毛坯简图2.1确定毛坯生产类型由于该拨叉零件材料为HT200，零件为大排量生产，故采用金属型机器铸造成型，以提高生产率，保证毛坯加工精度。
2.2继续加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原材料及加工工艺，由《机械加工工艺手册》表3.1-21、表3.1-24、表3.1-26、表3.1-27可确定各加工表面的机械加工余量。
工序尺寸和毛坯尺寸如下。
毛坯铸出后进行回火处理，该种铸件的尺寸公差CT为8～10级，加工余量等级MA为5～7级。
故取CT为9级，MA为6级。
用查表法确定各表面加工余量及公差，如表2-1所示。
表2-1拨叉零件各表面总余量及公差2.3绘制拨叉铸造毛坯见图3、拟定拨叉工艺路线3.1定位基准的选择3.1.1粗基准的选择按照粗基准的选择原则，按重要表面原则，选定右端面和侧面作粗基准。
3.1.2精基准的选择精基准应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。
所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。
该拨叉零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。
3.2 、表面加工方法的确定该拨叉零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。
根据零件图上各表面的尺寸精度及表面粗糙度确定各表面加工方法的选择如下：3.3、加工阶段的划分该拨叉空间的表面质量要求较高，总体可分为粗铣加工和半精铣加工，以保证各表面加工精度的要求；然后对主要的加工表面金学峰加工在半精加工阶段完成次要表面、槽、螺纹孔的加工。
3.4、工序的集中与分散选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。
该拔叉的生产类型为中、大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.5、工序顺序的安排（1）遵循先基准后其他原则；（2）遵循先粗后精原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；（3）遵循先主后次原则，先加工内花键孔，后加工各表面及底槽；（4）遵循先面后孔原则，铣完端面后再钻2×M8螺纹孔。
3.6 、工艺路线确定工序一：铸造工序二：热处理工序三：粗-精铣左端面；工序四：钻-扩φ22H12孔工序五：拉内花键孔；工序六：粗-精铣底槽内侧面和底面；工序七：粗-精铣上表面；工序八：钻2×φ7孔工序九：攻丝；工序十：钻-扩φ5锥销孔；工序十一：去毛刺；工序十二：清洗；工序十三：检验。
4、机床设备及工艺装备的选用4.1 、机床设备选用根据实际加工条件，铣削时选用X51立式铣床和X5032立式升降台铣床，内花键孔加工选用卧式拉床，预制孔及2×M8螺纹孔的加工使用Z525钻床。
4.2 工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具，夹具和量具。
拨叉零件的生产类型为大批生产，所选用的夹具为专用夹具，5、机械加工余量，工序尺寸及公差的确定拨叉生产类型为大批量生产，采用金属型铸造件毛坯，其加工余量和工序尺寸及公差的确定依次为：（1）加工左端面粗-精铣左端面，采用端面铣刀、游标卡尺；（2）φ22H12内花键预制孔的加工φ22H12内花键预制孔的加工使用直柄麻花钻，扩孔钻、卡尺和塞规；（3）底槽的加工采用三面刃铣刀，还将用到卡规、游标卡尺；（4）上表面的加工上表面的加工由粗铣和精铣两次完成，采用端面铣刀和游标卡尺；（5）钻2×M8螺纹孔先用麻花钻钻孔为2×φ7后用丝锥攻丝完成2×M8螺纹孔加工。
根据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，工序尺寸以公差。
（1）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《机械加工工艺手册》中表3.1-24可查得毛坯件的公差等级为8～10级，，取为9级。
根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械加工工艺手册》中表3.2-21可查得尺寸公差为CT=2.2mm机械加工余量由《机械加工工艺手册》表2.1-26查得机械加工余量等级范围为5～7，取为6级由《机械加工工艺手册》表2.1-27查得最大轮廓尺寸为80mm 的零件机械加工余量为6级时，MA数值为5mm。
故毛坯最大尺寸：80 + 5 + 2.2 = 87.2mm毛坯最小尺寸：80 +5 - 2.2 = 82.8mm选定毛坯尺寸为85,0mm粗铣后毛坯尺寸为80 + 1= 81mm，精铣后达到要求尺寸为80mm表面粗糙度Ra=3.2µm。
（2）加工预制孔，由于没有将预制孔铸出，其内空尺寸为φ22H12。
由《机械加工工艺手册》表5-42却定孔的加工余量分配：钻孔：φ20mm扩孔：φ22mm（3）18H11槽的偏差即加工余量由于槽未铸出，双边加工余量2Z = 4.5mm ，则Z = 4.5/2 = 2.25mm 槽深的加工余量为2.0mm ，粗铣后两边工序尺寸为18-2=16mm ，精铣后达到设计要求18H11。
6、切削用量、时间定额的计算各工序切削用量和时间定额的计算依次如下：6.1.工序三：粗-精铣左端面6.1.1粗铣左端面至81mm（1）加工余量的确定由前面可知粗加工加工余量为4 mm ，加工余量较小故采用一次切削故a p ＝4 mm 。
（2）切削用量的确定由《机械加工工艺手册》表2.1－20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2.1－96查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为aw ＝do/4，铣刀的铣削速度为v ＝18.29m/min ，每齿进给量为0.063～0.102 mm/r 则主轴转速为n ＝nDv π1000=358.3~577.2 r/min 取n ＝460r/min ，由此可得Vf ＝zn f z ＝0.09×3×460＝124.2 mm/min（3）铣削加工工时的计算由《机械加工工艺手册》表2.1－94可查得t ＝i v l l Lw f21++式中i 为进给次数i ＝≈430o d 81l ＝0.5do+（0.5～1.0）＝9 mm2l ＝1～2 mm 取2l ＝2 mm则t ＝2.1242980++＝5.86 min6.1.2 精铣左端面至80mm ，表面粗糙度Ra=3.2um（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ap ＝1 mm（2）进给量的确定由《精铣加工工艺手册》表2.1－72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aw ＝3 mm 是的每齿进给量为0.08～0.05 mm/z ，因为表精度要求较高故fz ＝0.06 mm/z（3）切削用量的确定由《机械加工工艺手册》表2.1－75查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.2～0.25 mm 。
由《机械加工工艺手册》表2.1－76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Vc ＝22 m/min ，则铣床的主轴转速：od v n π1000=＝437.9 r/min 取n ＝460 r/min 。
则Vf ＝fz ×z ×n ＝0.06×3×460 = 82.8 mm/min （4）计算铣削加工工时 由上面可知t ＝i v l l Lw f21++ 式中l w 、l 1、l 2与上述所相同。
i ＝30/3＝10 将各参数代入上式可得： t ＝8.822980++×10 ＝11 min 6.2工序四：钻-扩φ22H12孔 6.2.1钻φ20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do ＝20mm 。