目录一、零件的分析 (1)1.1零件的作用 (1)1.2零件的工艺分析 (1)二、工艺规程设计 (1)2.1确定生产类型 (1)2.2确定毛坯的制造形式 (1)2.3基面的选择 (1)2.3.1粗基准的选择 (2)2.3.2精基准的选择 (2)2.4制定工艺路线 (2)2.5工艺方案的比较分析 (3)2.6确定切削用量及基本工时 (5)工序一 (5)工序二 (7)工序三 (8)工序四 (11)工序五 (12)工序六 (13)工序七 (14)工序八 (16)三、夹具设计 (17)3.1定位基准的选择 (17)3.2切削力及夹紧力的计算分析 (17)3.3定位误差的分析 (18)3.4夹具设计及操作的简要说明 (18)四、参考文献 (19)一、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φ55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。
1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，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：1小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2大头半圆孔Ф553小头孔端面、大头半圆孔上下Ф73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗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。
二、工艺规程设计2.1确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，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。
2.2确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。
查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。
2.3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以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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。
基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
2.3.1粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
根据这个基准选择原则，现选取φ22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ40作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。
2.3.2精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
因此选择精加工过的φ55mm孔为精基准，限制四个自由度。
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，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
2.4制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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。
工艺路线方案一:工序1 铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 钻绞孔φ22，保证表面粗糙度1.6工序3 粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序4 铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序5 φ55下端面，保证表面粗糙度3.2工序6 铣16×8槽所在的面铣两个16×8槽，保证表面粗糙度1.6工序7 切断工艺路线方案二:工序1 铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序3 钻绞两孔φ25，保证表面粗糙度1.6工序4 铣16×8槽所在的面工序5铣两个斜面工序6粗铣φ55圆的上端面，粗铣两个φ40圆的上端面工序7 切断工序8铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序9 铣φ55下端面，保证表面粗糙度3.22.5 工艺方案比较分析上述两方案:方案一：是先加工内孔φ25, 再以φ25孔为基准加工φ55内孔,而方案二：先镗孔φ55,以底面及φ25外圆面为基准，再以φ55内孔及上平面加工φ25孔。
由零件图可知φ25孔的设计基为准φ55孔的中心线，所以加工φ25孔时定位基准最好为φ55孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理方案二:工序1 铣φ40上平面。
（以φ25孔外表面及底面为基准，选用X5032立式升降台铣床和专用夹具）工序2 粗镗，半精镗φ55。
（以φ40上平面及φ25内孔为基准，选用TGX4132B立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序3 钻绞两孔φ25.。
（以φ40上平面及φ25孔外表面为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序4 铣16×8槽所在的面（以φ40上平面及φ55内孔为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序5 铣两个斜面工序6 粗铣φ55圆的上端面，粗铣两个φ40圆的上端面工序7 切断工序8 铣φ55下端面。
（以φ40上平面及φ25内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）工序9 铣φ55上端面。
（以φ55的下端面及φ25内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）拨叉零件材料为HT200 HB170—240，毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1> 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。
2> 铸件的圆角半径按表2.2.1<<简明设计手册>> 选则金属型铸造 R=3-5mm拔模斜度外表面0-15°自然失效处理以消除铸造应力。
3> 两内孔φ25+0.021 0,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将φ40圆柱铸成实心的。
4>铣φ40上平面加工余量及公差。
两φ40圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ40圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣，单边余量Z=2mm公差CT=1.2φ25半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸:50+0.8+1.2=52毛坯最大尺寸:52+1.2=53.25>粗镗，半精镗φ55。
毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6,参照《工艺手册》表2.3-10确定工序尺寸及余量为:粗镗φ53.5，2Z=3.5半精镗φ55+0.4，2Z=1.56>钻绞两孔φ22。
两内孔精度要求IT7参照《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.3-8确定工序尺寸及余量为：钻孔：φ23扩孔：φ24.8 2Z=1.8mm半精绞: φ24.94 2Z=0.14mm精绞: φ20+0.02107>铣φ55下端面。
两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣。
φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.28>铣φ55上端面。
两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣。
φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.29>钻锥孔φ7.8及M6底孔，攻丝，半，精绞φ8，保证R1.6的表面粗糙度半精绞加工余量2Z=0.14精绞加工余量2Z=0.0610>切断2.6 确定切削用量及基本工时工序一：铣φ40上平面。
1 工具选择1.>选择工具《切削手册》根据表1.２选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap≤4 铣削宽度ae≤90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=102 >铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°a=8°Kr=45°Kre=30°Kr′=5°λs=-20°α=8°bq=1.22选择切削用量1>决定铣削深度ap，因为表面粗糙度要去为Ra=3.2，所以需两次走刀完成。
第一次走刀达到尺寸为50+0.8（半精铣的加工余量）第二次走到达到50的尺寸，并保证Ra=3.22>决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.183> 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5 由于铣刀直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min (查表3.8)4> 根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/minn=nt kn=322×0.89×0.8=230r/minVf=Vft kvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择n =300r/min Vfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为Vc=πdn /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z5>根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min 近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.4 Vf=375mm/min n=300r/min Vc=94.2m/min fz=0.125mm/z6>计算基本工时tm = L / Vf式中 L=160mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则L=(160+35)=195mm 故tm=195 / 375=0.52min工序二：粗镗半精镗φ55孔1>选择刀具:查表《机械加工工艺手册》表 11.2-10选择莫式锥柄3 刀杆直径D=30 高速钢刀头2>选择切削用量有《工艺手册》表2.3-10得粗镗φ53.5，2Z=3.5半精镗φ55+0.4 2Z=1.5粗镗孔至φ53.5单边余量Z=1.75/mm一次镗去全部余量ap=3.5 mm （5~8）进给量f=0.52 mm/r （0.3~1.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度为v=35m/min （20~35m/min）nw =1000v / Πd=1000×35 / 3.14×50 =223r/min查表4.2-20 T4132立式镗床主轴转速n=250r/min 切削工时 L=30,L2=3,L3=4t1=L / nf =(30+3+4)/250×0.52=0.28min③半精镗孔φ50+0.50１> 切削用量 ap=1.5 （1.5~3）单边余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap＝0.2mm进给量 f =0.2mm/r （0.2~0.8）根据有关手册,确定立式镗床切割进度v=40m/min (25~40)查表4.2-20 T4132立式镗床（主电动机=1.1kw，总容量1.16kw）主轴转速n =355 r/min切削工时 L=30,L2=3,L3=4t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 355×0.2=0.52min工序三：钻两孔φ231 选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=20钻头几何形状(表2.1及表2.2)双锥,修磨横刃β=30° 2φ=100° bξ=3.5 α=11° b=2mm L=4mm2.选择切削刀具①进给量f按加工要求决定进给量: 根据表2.7 当加工要求为H12~H13精度铸铁HBS>200 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r由于L/d=50/20=2.5,故应乘以孔深修正系数kcf=1f= 0.43~0.53 mm/r2>按钻头强度决定进给量根据表2-8 当HBS=200 d=20mm 钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r3>按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9 当HBS<210 d=≤20.5 机床进给机构允许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N 见《设计手册》表4.2-11)进给量为0.75mm/r 从以上三个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为f=0.43~0.53mm/r根据Z3025钻床,选择 f=0.5 mm/r②决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12 当d0=20 时,钻头后刀面最大磨损量（0.5~0.8）取为0.6mm,寿命T=60min③切削进度由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>20 Vc=16m/minn =1000V/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min④检验机床扭矩及功率根据表2.20 当f=0.5mm/r d0<21 时 mt=76.81 N*M根据Z3025 钻床说明书当nc=250r/min 时 Mm=80 N*M根据表2.23 当HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 时 Pc=1.1KW查《设计手册》表4.2-11 PE=2.2KW由于MC<Mm PC<PE 故选择之切削用量可用,即f=0.5min/r nc=250r/min Vc=16m/min⒊计算基本工时tm =L / nfL=L+Y+Δ,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+Δ=10mmtm =L / nf=(50+10) / (250×0.5)=0.48min2.扩孔1>选择扩刀选择硬质合金扩孔钻d0=21.8mm钻头几何形状为r=5°α0=8°（8~10） kr=30°（30~60） krζ=30°β=10° bα1=1mm （0.8~2）2>选择进给量及切削进度查表2.10 d0=21.8HB=200 时, f=1.0～1.2mm/r根据Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查《机械加工工艺师手册》表28-2 vy x pmv c k fa T zvd C v vv0=Cv=68.2,do=21.8,Zv=0.4,T=40,Ap=50,Xv=0.15,f=1,kv=0.8，m=0.4，Yv=0.45. 计算得V=24m/min V=(1/2-1/3)V 钻 =(1/2-1/3) ×16=8～16m/min 取V=8 m/minn =1000V/πd0 =1000×8/ 3.14 ×21.8=116.8r/min,取n=175r/min 。