一.设计任务和设计要求(一)设计任务1.对零件进行工艺分析,画零件图;2.确定毛坯的制造方式,绘制毛坯简图;3.制定零件的机械加工工艺路线,填写机械加工工艺过程卡4.对指定工序,选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写工艺过程卡；5.对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配装配图；6.对夹具的一个零件设计零件图；7.编写设计计算说明书。

(二)设计要求1.零件图 1张(A4-A3)2.毛坯图 1张(A4-A3)3.机械加工工艺过程卡 1张4.机械加工工序卡 1张5.夹具结构设计装配图 1张(A1-A0)6.夹具结构设计零件图 1张(A4-A1)7.课程设计说明书 1份二、零件的分析（一）零件的用途题目所给的零件是CA6140车床831002的拨叉。

该拨叉应用在车床变速箱的换档机构中.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，下方的φ60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。

该拨叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用,因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。

该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔Φ25H7，在设计工艺规程时应重点予以保证。

(二)零件的技术要求按《指导教程》P2表1-1形式将该拨叉的全部技术要求列于表1-1中。

加工表面尺寸及偏差/mm 公差及精度等级表面粗糙度Ra /μm形位公差/mmΦ25孔25H7 IT7 1.6Φ60孔60H7 IT7 3.2Φ60孔两端面12d11 IT11 3.2螺纹孔顶面距φ25孔中心线36IT12 6.3铣槽端面距槽底面8H12 IT12 6.3铣16H11槽16H11 IT11 3.2(三)零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能良好,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：CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：1. 以φ25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

2. 以φ60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60H7mm的孔，以及φ60H7mm的两个端面。

主要是φ60H7mm的孔。

3. 铣16H11mm的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。

4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。

主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）φ60孔端面与φ25H7孔的垂直度公差为0.1mm.。

（2）16H11mm的槽与φ25H7孔的垂直度公差为0.08mm。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，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。

(四)确定零件的生产类型依要求知:Q=4000台/年,m=1件/台;结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取4%和0.7%.按《指导教程》P2 公式(1-1)N=Qm (1+a%)(1+b%)=4000台/年×1件/台×(1+4%)×(1+0.7%)=4189件/年拨叉重量为1.45千克,按《指导教程》P3表1-3可知拨叉属于轻型零件;由表1-4知该拨叉的生产类型为成批生产中的中批量生产.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。

三.工艺规程的设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为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，故选择铸件毛坯。

(二)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，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

（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φ25H7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φ42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）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

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。

（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,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。

工艺路线方案工序一以φ42外圆为粗基准，粗铣φ25孔两端面。

工序二精铣φ25孔两端面。

工序三以φ25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ25孔,使孔的精度达到IT7。

工序四以φ25孔为精基准，粗铣φ60孔两端面。

工序五以φ25孔为精基准，精铣φ60孔两端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。

工序六以φ25孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ60孔，保证空的精度达到IT7。

工序七以φ25孔为精基准，铣螺纹孔端面。

工序八以φ25孔为精基准，钻φ20孔。

工序九以φ25孔为精基准，攻M22×1.5螺纹。

工序十以φ25孔为精基准，铣槽端面。

工序十一以φ25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差为0.08。

工序十二拨叉叉脚铣断工序十三去毛刺。

工序十四检查。

选择此工艺路线的理由有：1、经验告诉我们，应该先铣平面再加工孔，那样会更容易满足零件的加工要求。

故钻φ25、φ60孔时应先铣这两个孔的端面。

2、φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.，16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。

加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

3、若把拨叉叉口铣断放在中间，则对前面的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。

故把拨叉叉口铣断放在后面。

拨叉工艺路线及设备、工装的选用以上工序过程详见机械加工工艺过程卡片。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140车床拨叉，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（φ42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。

2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量（φ25，φ60端面）。

（1）确定加工路线由《指导教程》P11表1-8序号7得：粗铣---精铣。

（2）确定各工序的加工余量取φ25，φ60端面长度余量均为2mm(均为双边加工)铣削加工余量为:粗铣1.5mm 精铣0.5mm.3. 内孔（φ60的孔已铸成φ50的孔，φ25的孔已铸成φ15的孔）由《指导教程》P41表2-28取φ60孔已铸成孔长度余量为5，即铸成孔直径为50mm。

工序尺寸加工余量：钻孔至φ55mm；扩孔4.5mm；铰孔0.4mm；精铰0.1mm。

φ25的孔工序尺寸加工余量：钻孔至φ23mm 余量为2mm；扩孔1.8 mm；粗铰 0.14 mm；精铰 0.06 mm4.槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 由《指导教程》P41表2-26铸出槽端面至中心线47mm 的距离，余量为3mm 。

工序尺寸加工余量：粗铣端面 2.1 mm ；半精铣0.7 mm ；精铣0.2 mm 5. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向40mm 的距离，余量为4mm 工序尺寸加工余量：粗铣顶面3.1 mm ；半精铣0.7mm ；精铣0.2 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，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。

（五)确立切削用量及基本工时工序六以φ25孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ60孔，保证孔的精度达到IT7。

钻孔: 1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时d o =55mm ，钻头采用双头刃磨法,钻头几何形状为:β=28 ,2φ=120,2φ1 =70,b g =11mm,αο=12,ψ=55,b=6mm,l=11mm. 选择Z5163A 钻床 n=22.4~1000r/min, f=0.063~1.2mm/r. 2.选择切削用量 （1）决定进给量查《切削手册》表2.7,当加工要求为H7精度,铸铁的强度σb <800MPa,d 0=55mm 时, r mm f /2.1~0.1=按钻头强度选择r mm f /0.1= 按机床强度选择r mm f /9.0=最终决定选择Z5163A 机床已有的进给量r mm f /8.0= （2）计算工时选择n=600r/min 所以s t m 2.4m in 07.08.0600/)2312(1==⨯+=扩孔：选高速钢扩孔钻 min /1000r n = r mm f /2.2~8.1= 取f=2mm/rmm d 5.590=s nf L t m 05.1m in 0175.01000212232==⨯+==铰孔：选高速钢铰刀 min /1000r n = r mm f /2.4~1.2= mm d 9.590=,取f=3.15mm/rs nf L t m 66.0m in 011.0100015.312233==⨯+==精铰：选高速钢铰刀 min /1000r n = r mm f /2.4~1.2= 取f=3.15mm/r7600H d =s nf L t m 66.0m in 011.0100015.312234==⨯+==s t t t t T m m m m m 57.64321=+++=三、 夹具设计设计工序——钻、扩、铰、精铰φ60H7孔的夹具。

（一）、夹具设计1．定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。