拨叉(831008)的加工工艺及钻20孔的夹具设计本文描述了CA6140车床拨叉（型号）零件的机械加工工艺规程及加工φ20孔的钻床夹具设计。

首先介绍了课程设计的重要性和个人的期望。

然后对零件进行了分析，包括零件的作用和材料特性，以及加工表面之间的位置要求。

接着设计了工艺规程，包括毛坯的制造形式和基面的选择。

最后介绍了钻床夹具的设计和加工工艺过程综合卡片。

在零件的分析部分，对拨叉的作用和结构进行了详细介绍，并提出了加工表面位置精度要求。

在工艺规程设计部分，选择了木摸手工砂型铸件毛坯，并选用铸件尺寸公差等级为CT-12.在钻床夹具设计部分，设计了一种可靠的夹具，并提供了加工工艺过程综合卡片，以确保加工精度和效率。

1.粗、精加工基准的选择为了保证零件的加工精度和装夹准确方便，我们需要选择合适的基准。

根据“基准重合”原则和“基准统一”原则，我们以粗加工后的上底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。

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，我们考虑采用万能性机床配以专用工卡具，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。

根据《机械制造工艺设计简明手册》，我们选择以下工艺路线方案：1.粗、精铣Φ32的上端面，以Φ32的外圆面为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；2.钻、扩、铰、精铰Φ20孔，以Φ32的上端面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；3.粗、精铣Φ32和Φ72的下端面，以Φ32的内圆面为基准。

采用X51立式铣床加专用夹具；4.粗、精铣Φ72的上端面，以Φ32的下端面为基准。

采用X51立式铣床加专用夹具；5.铣断，采用X60卧式铣床加专用夹具；6.粗、精镗Φ50孔，以Φ32的下端面为基准；7.钻Φ4通孔，钻M6孔；8.用三面刃铣刀铣斜槽面；3.机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定针对“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度200HBW，毛坯重量1.2KG，生产类型大中批量，铸造毛坯的情况，我们需要确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。

1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2～2.5，我们取φ20、φ50端面长度余量均为2（双边加工）。

铣削加工余量为：粗铣1mm，精铣1mm。

2.内孔（φ50已铸成孔）根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2～2.5，我们取φ50已铸成孔长度余量为2，即铸成孔直径为φ46mm。

工序尺寸加工余量为：钻孔R9mm，扩孔0.125mm，粗铰0.035mm，精铰0.015mm。

3.其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，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。

加工尺寸及公差：离，零件尺寸为34mm。

加工前尺寸为34mm，加工后尺寸为30mm，18mm，19.7mm，19.8mm，19.94mm。

加工余量（单边）为2.0mm和0.85mm，加工公差（单边）为+0.021/0和0.07mm。

确定切削用量及基本工时：工序1为粗、精铣Φ32的上端面，以Φ32的外圆面为粗基准。

粗铣Φ32上端面的加工条件如下：1.工件材料为HT200，σb=170~240MPa，铸造；工件尺寸为aemax=72mm，L=176mm；加工要求为粗铣φ20孔上端面，加工余量1mm；机床为X51立式铣床；刀具为YG6硬质合金端铣刀。

铣削宽度ae≤90，深度ap≤6，齿数z=12.根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径dw=125mm。

根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ＝0°后角α＝8°，副后角α’=10°，刃倾角λs=－10°，主偏角Kr=60°，过渡刃Krε=30°，副偏角Kr’=5°。

2.切削用量1）确定切削深度ap，因为余量较小，故选择ap=1mm，一次走刀即可完成。

2）确定每齿进给量fz，由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。

根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时，fz=0.09~0.18mm/z。

故选择fz=0.18mm/z，f=fz*z=2.16mm/r。

3）确定刀具寿命及磨钝标准，根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径dw=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。

4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf，根据《切削手册》表3.16，当dw=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min，nt=250r/min，vft=471mm/min。

各修正系数为：kMV=1.0，kSV=0.8.切削速度计算公式为：vc≥cvd*wqvpvkvmTa*pxvfz*yv。

根据给定的数据，我们可以确定机床主轴转速为600r/min。

根据《简明手册》表4.2-36，选择nc300r/min,vfc390mm/min，因此实际进给量为118m/min。

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw，根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc，校验合格。

最终确定ap4.0mm，nc300r/min，vf390mm/s，vc118m/min，fz0.1mm/z。

对于精铣Φ20上端面，我们选择YG6硬质合金端铣刀，机床为X51立式铣床。

根据《切削手册》表3.5，进给量f z可取0.5~1.0mm/min，我们选择f=6mm/r。

参考有关手册，确定切削速度为124m/min，dw为125mm，z为12，则可计算出ns316r/min。

由于我们采用的是X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，我们选择nw300r/min。

因此，实际切削速度为117.75m/min。

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量为fmfzz×nw。

最后，我们可以根据给定的数据计算出基本工时为0.55min，其中L=176mm，y+Δ=40mm。

精铣时，每分钟的进给速度为1800mm，但我们将其取为980mm/min。

在精铣时，y+Δ=32+20×2=72(mm)。

因此，基本工时为t=72/980=0.07分钟。

接下来，我们需要进行钻孔和扩孔的工序。

在钻孔之前，需要选择合适的钻头。

我们使用Z525立式钻床，并根据《切削手册》表 2.1.2.2选择高速钢麻花钻钻头。

在粗钻时，钻头的直径为18mm。

此外，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo=12°，二重刃长度bε=3.5mm，横刀长b=2mm，宽l=4mm，棱带长度l1=1.5mm，2Φ=100°，β=30°。

接下来，需要确定切削用量。

首先，我们需要确定进给量。

根据加工要求，进给量应为f=0.43~0.53mm/r，而ld=30/18=1.67<3.根据《切削手册》表2.7，系数为0.5，则f=(0.43~0.53)×0.5=(0.215~0.265)mm/r。

根据钻头强度和机床进给机构强度选择，我们得出受限制的进给量为0.215~0.265mm/r。

根据《简明手册》表4.2-16，最终选择进给量为f=0.22mm/r。

根据《切削手册》表2.19，钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，因此Ff=2500N。

根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N>Ff，所选进给量可用。

接下来，需要确定钻头磨钝标准及寿命。

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命T=45min。

最后，需要确定切削速度。

根据《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：cv=dzv/(mxvTa*pfyv*kv)（m/min）。

其中，Cv=9.5，d=18mm，zv=0.25，m=0.125，ap=9，xv=0，yv=0.55，f=0.22.查得修正系数：kTv=1，kv=0.85，ktv=1.因此，实际的切削速度为9.5×18.25/(0.125×0.85)=9.5m/min。

此时，转速为168r/min，但工艺手册要求为184r/min。

最后，需要检验机床扭矩及功率。

2.计算铣削参数根据工件材料和加工要求，选择合适的切削参数。

查《切削手册》表2.12，当切削深度ap≤2mm时，选用铣削切削力系数Kc=1.07，修正系数均为1.0，故铣削切削力Fc=Kc·ap·ae·f=1.07·2·72·0.2=30.912N。

根据机床使用说明书，功率系数Kp=0.75，故铣削功率Pc=Fc·vc·η·Kp=30.912·0.35·0.85·0.75=5.18W。

3.计算工时根据工件尺寸和加工要求，确定铣削长度为L=72mm，加工余量为1mm，故铣削长度为L1=71mm。

根据铣削进给量f=0.2mm/r，计算铣削速度vc=fn·z·π·dw=0.2·2·3.14·32=40.192mm/min。

根据铣削长度和铣削速度，计算铣削工时tm=L1/vc=71/40.192=1.766min。

4.精铣Φ32、Φ72下端面1.加工条件工件材料、尺寸和加工要求同上。

2.计算铣削参数根据工件材料和加工要求，选择合适的切削参数。

查《切削手册》表2.12，当切削深度ap≤0.5mm时，选用铣削切削力系数Kc=0.8，修正系数均为1.0，故铣削切削力Fc=Kc·ap·ae·f=0.8·0.5·72·0.1=2.88N。

根据机床使用说明书，功率系数Kp=0.75，故铣削功率Pc=Fc·vc·η·Kp=2.88·0.35·0.85·0.75=0.343W。

3.计算工时根据工件尺寸和加工要求，确定铣削长度为L=72mm，加工余量为0.2mm，故铣削长度为L1=71.8mm。

根据铣削进给量f=0.1mm/r，计算铣削速度vc=fn·z·π·dw=0.1·2·3.14·32=20.096mm/min。