ca6140车床拨叉831006加工工艺规程及夹具设计毕业设计

摘要随着科技的发展，机械制造行业已经是我国技术进步和社会发展的支柱产业之一。无论是传统产业，还是新兴的机械制造产业，都离不开形式各样的机械制造设备。本次毕业设计的内容主要内容就是对CA6140机床拨叉的工艺规程制定和对其中孔及若干平面加工工序的夹具设计进行研究和探讨。在工艺规程编制方面，主要通过仔细分析拨叉零件图和相关技术要求，查阅零件相关资料，考虑了零件的工艺结构要求、批量生产要求、经济性、可行性等多方面因素，最终安排工序，并完成加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定，并将其编入工序卡片，清晰明了的表达出了整个加工过程。另外，在专用夹具设计方面，主要对一孔、一平面的加工工序进行了夹具方案的分析，计算和最终完成设计任务。关键词拨叉；工艺路线；定位与夹紧；专用夹具设计ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,MACHINERYMANUFACTURINGINDUSTRYOFCHINAHASBEENTECHNOLOGICALPROGRESSANDSOCIALDEVELOPMENTOFPILLARINDUSTRIESWHETHERINTRADITIONALINDUSTRIESORNEWINDUSTRIES,ITISINSEPARABLEFROMAWIDERANGEOFMACHINERYANDEQUIPMENTTHISGRADUATIONOFCONTENTWHICHISTHESTUDYABOUTTHEPROTOCOLDEVELOPMENTPROCESSANDTHEFIXTUREDESIGNOFTHEHOLEANDSOMEPLANEPROCESSINGPROCEDUREINTERMSOFPROCESSRULES,PRIMARILYTHROUGHACAREFULANALYSISOFTHEPRODUCTPARTSANDRELATEDTECHNICALREQUIREMENTS,CHECKTHEPARTSRELEVANTINFORMATIONCONSIDEREDPARTOFTHEPROCESSOFSTRUCTURALREQUIREMENTS,BATCH,ANDECONOMICS,FEASIBILITY,ANDMOREFACTORSTHEFINALARRANGEMENTSFORTHEOPERATIONSTOFINISHPROCESSING,INCLUDINGTHEOPERATIONSOFPROCESSINGMETHOD,MACHINETOOLS,TOOLING,FIXTURES,ASSISTIVEDEVICES,MEASUREMENTAPPARATUSSELECTION,SELECTDATUM,POSITIONINGANDCLAMPAUTHORING,ANDPROCESSCARD,CLARITYOFEXPRESSIONOUTTHEWHOLEPROCESSINGPROCEDUREINADDITION,INFIXTUREDESIGN,THEMAINDESIGNABOUTAHOLE,AFLATANDAGROOVEMACHININGPROCESSHASBEENANALYSISED,COMPUTATIONANDFINALLYTOCOMPLETETHEDESIGNTASKKEYWORDSPLECTRUMPROCESSROUTEPOSITIONINGANDCLAMPINGDEDICATEDFIXTUREDESIGN目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111夹具设计的意义112夹具设计研究概述2121夹具的定义2122夹具发展概况2123夹具设计要解决的主要问题313夹具的功能414夹具组成4141夹具的基本组成部分4142夹具的其他组成部分515夹具的分类5151按夹具的通用特性分类5152按夹具使用的机床分类516夹具使用优点717夹具设计要求7171夹具设计基本要求7172生产对其提出的新要求818夹具设计特点819现代夹具的发展发向9第2章工艺规程的编制1021零件的分析10211零件的作用10212零件的工艺分析1122确定毛坯的制造形式1223基面的选择1324制定工艺路1425选择加工设备及刀具、夹具、量具1526机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1627确立切削用量及基本工时19第3章夹具设计3731工序30的夹具设计37311问题的提出37312夹具设计37313定位误差的分析40314夹具设计及操作的简要说明4032工序50的夹具设计40321问题的提出40322夹具设计41323定位误差的分析43324夹具设计及操作的简要说明4333工序70的夹具设计44331问题的提出44332夹具设计44333定位误差的分析47334夹具设计及操作的简要说明47第4章机床夹具优化设计及经济效益4841优化设计分析48411成组夹具成本48412优化设计的现实意义4942机床夹具柔性化4943机床夹具经济效益分析50结论52致谢53参考文献54CONTENTSABSTRACTCHAPTER1INTRODUCTION111THESIGNIFICANCEOFTHEFIXTUREDESIGN112FIXTUREDESIGNRESEARCHOVERVIEW2121THEDEFINITIONOFAFIXTURE2122FIXTUREDEVELOPMENT2123DESIGNOFJIGSANDFIXTURESTOSOLVETHEMAINPROBLEMS313FUNCTIONSOFFIXTURES314FIXTURECOMPOSITION4141THEBASICCOMPONENTSOFFIXTURES4142THEOTHERCOMPONENTOFTHEFIXTURES415FIXTUREOFCLASSIFICATION5151ACCORDINGTOTHECOMMONCHARACTERISTICSOFCLASSIFICATIONFIXTURES5152THEMACHINETOOLUSEDBYFIXTURECLASSIFICATION516USETHEADVANTAGESOFFIXTURES617DESIGNOFMACHINETOOLFIXTURES7171BASICREQUIREMENTSFORTHEDESIGNOFFIXTURES7172PRODUCTIONONHISPROPOSEDNEWREQUIREMENTS718FIXTUREDESIGNCHARACTERISTICS819DEVELOPMENTOFMODERNFIXTURESSENTTO9CHAPTER2THECOMPILATIONOFPROCEDURES1021PARTOFTHEANALYSIS10211PARTOFTHEROLE10212PARTSOFTHEPROCESSANALYSIS1122DETERMINETHEFORMOFBLANKMANUFACTURING1223THECHOICEOFBASELEVEL1324DEVELOPROUTE1425SELECTTHEPROCESSINGEQUIPMENTANDTOOLING,FIXTURES,MEASURINGTOOLS1526ALLOWANCE,DIMENSIONSANDFURDIMENSION1627ESTABLISHMENTOFCUTTINGANDBASICWORK19CHAPTER3FIXTUREDESIGN3631FIXTUREDESIGNOFTHETHIRDWORKINGPROCEDURE37311PROBLEM37312FIXTUREDESIGN40313THEANALYSISOFPOSITIONINGERROR40314FIXTUREDESIGNANDABRIEFDESCRIPTIONOFTHEOPERATION4032FIXTUREDESIGNOFTHEFIFTHWORKINGPROCEDURE40321PROBLEM40322FIXTUREDESIGN41323THEANALYSISOFPOSITIONINGERROR43324FIXTUREDESIGNANDABRIEFDESCRIPTIONOFTHEOPERATION4333FIXTUREDESIGNOFTHESEVENTHWORKINGPROCEDURE44331PROBLEM44332FIXTUREDESIGN44333THEANALYSISOFPOSITIONINGERROR47334FIXTUREDESIGNANDABRIEFDESCRIPTIONOFTHEOPERATION47CHAPTER4FIXTUREDESIGNOPTIMIZATIONANDECONOMICBENEFITS4841OPTIMALDESIGNANDANALYSIS48411GROUPFIXTURECOSTS48412THEPRACTICALSIGNIFICANCEOFDESIGNOPTIMIZATION4942FLEXIBLEMACHINETOOLFIXTURE4943ECONOMICANALYSISOFJIGSANDFIXTURES50CONCLUSION52THANKS53REFERENCES54第1章绪论随着科学技术的高速发展，机械产品不断更新换代，其产品型号越来越多，质量要求越来越高，更新周期越来越短，使机械制造工程飞速的发展。在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位。它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度。夹具的设计过程中，应深入生产实际，对工件的图纸、工艺文件，生产纲领等分析，精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案1。机械加工必须保证零件的加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求，同时还应该具有较高的生产率和经济性。因此，机械加工工艺规程设计就是一项重要的工作。它要求设计者必须具有丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。在指定工艺规程时，应根据零件的产量和现有的设备条件，综合考虑加工质量、生产率和经济性的要求，经过反复分析比较，确定最优方案。11夹具设计的意义零件在工艺规程制定之后就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置，机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一2。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率，降低成本。在当今激烈的市场竞争和企业信息化要求下，满足企业对夹具的设计制造的更高要求。CA6140车床拨叉铣、钻等工序使用的专用夹具设计应针对加工零件，应达到结构紧凑、操作简便、生产率高。所以对CA6140车床拨叉加工工艺及夹具设计，不但是我们对大学所学的知识的一个整合，而且是对结构设计和工艺设计方面的一次训练。12夹具设计研究概述121夹具的定义夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具不可缺少。它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件3。122夹具发展概况随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面技术资源，有计划的进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场，扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。我国的机械制造业经过50多年，特别是近20年的发展，已形成了品种繁多、门类齐、布局合理的机械制造工业体系。许多科研院所、大专院校和企业研制出了一大批成套技术装备和多种高精尖产品，有些已接近或达到国际先进水平。现代机床夹具的发展为了适应现代机械工业向高、精，尖方向发展的需要和多品种、中小批生产的特点，机床夹具的主要发展方向表现为精密化4。目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向，使机械产品不断更新换代，品种型号越来越多质量越来越高，更新周期越来越短5。123夹具设计要解决的主要问题夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。首先得了解影响定位精度的因素，然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间6。13夹具的功能机床夹具的主要功能是定位和加紧。定位是确定工件在夹具中占有正确位置的过程。通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的，而夹紧则是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。机床夹具的特殊功能是对刀和导向，通过调整工件切削刃相对工件或夹具的正确位置。而导向则是如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削。机床夹具能够降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度7。14夹具组成141夹具的基本组成部分虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。定位元件是夹具的主要功能元件之一，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧装置等。通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。142夹具的其他组成部分1连接元件根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。2对刀与导向装置对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块。调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。3其他元件和装置根据加工的需要，有些夹具分别采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等8。15夹具的分类151按夹具的通用特性分类这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具主要依据。目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。152按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计使用的分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具，如图11,12,13所示图11钻床夹具图12铣床夹具图13工装夹具设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相同9。16夹具使用优点夹具的使用一般包括两个过程，其一是夹具本身在机床上的安装和调整，其二是被加工工件在夹具中的安装。加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。1所保证加工精度用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。2提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高劳动生产率。3能扩大机床的使用范围4能降低成本在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。5改善工人的劳动条件用夹具装夹工件方便、省力、安全10。17夹具设计要求171夹具设计基本要求设计夹具时，应满足下列四项基本要求1保证工件的加工精度。2保证工人的造作安全。3达到加工的造作生产率要求。4满足夹具一定的使用寿命和经济效应。172生产对其提出的新要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，现代生产对夹具提出了如下新的要求1能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期。2能装夹一组相似性特征的工件。3用于精密加工的高精度的机床。4适用于各种现代化制造技术的新型技术。5采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率11。18夹具设计特点机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面1要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作。2夹具的精度一般比工件的精度变了三倍。3夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。4夹具和操作工人的关系非常的密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。5夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。19现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。随着机械产品精度的日益提高，精密化夹具势必也相应提高。高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度。夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力12。夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制造典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件。舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件13。第2章工艺规程的编制21零件的分析211零件的作用题目给的是CA6140车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。CA6140车床的拨叉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14。零件图如图21所示图21拨叉零件图零件上方的MM孔与操纵机构相连，而下方的MM半孔则是025405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实现变速。两件零件铸为一体，加工时分开。212零件的工艺分析零件的材料为HT200，为了满足其性质要求，由参考文献15表23铸件制造方法选取金属型铸造方法，由参考文献16表224灰铸铁件的硬度分级可知灰铸铁的硬度为190210HBS，具有较高的强度和耐磨性，适于承受较大应力和耐磨性的要求。CA6140车床拨叉有多处加工面，其中有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下1以MM孔为中心的加工表面025这一组加工表面包括MM的孔，以及40MM的圆柱上表面，其025中主要加工表面为MM通孔，其粗糙度要求为16。022以MM孔为中心的加工表面405这一组加工表面包括MM的孔，以及75MM的两个端面。其中405MM内孔的粗糙度要求为32，75MM的两端面有垂直度01的要求。4053将两件铣断这一组加工表面包括铣断面的粗糙度要求为63。4铣MM的槽1206这一组加工表面包括此槽端面的粗糙度要求为32，槽的底面的粗糙度要求为63。5铣40MM外圆柱面上的平台这一组加工表面包括粗糙度要求63，其余为尺寸要求，精度不高。该零件加工表面之间有着一定的位置要求，主要是MM孔的中心与MM孔的中心有位置要求MM。025405102534MM的槽与MM的孔内表面有垂直度公差为008。10620C、D两端面之间相对于的MM的孔内表面有垂直度公差为01。025由以上分析对于以上加工表面，根据加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，可先加工其中某一重要表面，然后借助于专用夹具加工其它表面，并保证各种尺寸和位置的精度要求。22确定毛坯的制造形式根据零件的材料和形状确定毛坯为铸件，考虑零件在机床运行过程中可以承受较大载荷和冲击载荷，且零件结构又比较简单，采用金属型铸造的方法来加工，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。这样不但提高生产率，而且可以保证零件的加工精度。毛坯零件图如图22所示图22毛坯图毛坯的铸造方法选用金属型造型的方法。毛坯的热处理热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，根据材料和热处理的目的而定。本次加工中热处理为预备热处理安排在机械加工之前，采用正火、调质处理来改善材料的加工性能。此外，为了消除残余应力，铸造后应安排人工时效。23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，过程中会问题百出，甚至会造成大批废品，使生产无法正常运行。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17。根据这个基准选择原则，现以拨叉的底面和40MM的外圆表面为粗基准，利用V型块夹紧达到完全定位,然后进行钻55MM孔的加工。2精基准的选择为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的25MM圆表面为精基准，并且以“基准重合”和“基准统一”为原则，来保证加工精度和装夹准确方便。24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,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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。1工艺路线方案一工序一铸造毛坯工序二将两件铣断工序三钻、扩、铰、精铰25MM孔工序四粗车、半精车、精车55MM孔工序五粗铣、精铣C、D面保证垂直度误差不大于01工序六粗铣B面工序七铣16MM的槽，垂直度误差不大于008工序八铣40MM外圆上的平台工序九检验入库上面的工序加工不太合理，因为如果先将两件铣断，破坏了零件的整体性，这样就达不到两个孔之间的位置要求，影响整个工件的加工要求，从而降低了零件的使用价值。由此得出下面一个方案。2工艺路线方案二工序一铸造毛坯工序二以底平面D面为粗基准，用V型块定位，粗车、半精车、精车MM孔，使其达到精度要求405工序三以40MM圆柱外表面为基准，用V型块定位，并以MM的圆心为基准钻、扩、粗铰、精铰MM的405025孔，达到精度要求工序四将两件铣断工序五以MM的内孔为精基准，以定位挡销和一压板实现025定位，进行C、D两面的粗铣、精铣加工，使C、D两面满足垂直度误差不大于01工序六以MM的内孔为精基准，以D面和一辅助支撑实现025定位，进行B面的粗铣加工工序七以MM的内孔为精基准，铣MM的槽,保证槽021206的侧面相对于孔的垂直度误差是008工序八以MM的内孔为精基准，铣40MM外圆上的平台025工序九去除毛刺工序十检验入库比较两种工序加工方案，考虑到加工的合理性及精度的要求，我们选择方案二的设计。25选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中批，故加工机床设备等以通用机床为主，其生产方式以通用机床加专用夹具为主，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均有人工完成。根据加工零件的具体工序，满足加工需求，根据文献15选择以下机床、刀具和量具1机床的选择铣面、铣槽、铣平台时均采用立式铣床X52K；钻、扩、铰孔均采用立式钻床Z550；车内孔时采用卧式车床C6201。2夹具的选择该拨叉的生产纲领为中批生产，所以采用专用夹具。3刀具的选择铣上下表面时采用硬质合金端铣刀，可以保证加工零件的精度要求；铣槽时采用直柄立铣刀；铣断时采用铣断铣刀；钻孔时采用高速钢锥柄麻花钻；扩孔时采用高速钢锥柄扩孔钻；铰孔时采用硬质合金锥柄机用铰刀；车孔时采用YG6硬质合金车刀。4量具的选择极限量规或塞规、对角度尺寸采用专用夹具保证，其它尺寸采用通用量具即可。26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190210HBS，抗拉强度，生产类型为中批量，铸造毛坯。A195MPB由文献18表217灰铸铁铸件预计的力学性能及应用举例及以上原始资料及加工工艺，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下1求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长315MM，宽75MM，高80MM，故最大轮廓尺寸为315MM。2选取公差等级CT由文献15表51大批量生产的毛坯铸件的公差等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围810级，取为10级。3求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表53铸件尺寸公差15得公差带相对于基本尺寸对称分布。4求机械加工余量等级由文献15表55毛坯铸件典型的机械加工余量等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围DF级，取为F级。5求RMA要求的机械加工余量对所有加工表面取同一个数值，由文献15表54要求的铸件机械加工余量（RMA）得最大轮廓尺寸为315MM、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为25MM。6求毛坯基本尺寸为方便加工，键槽处铸成实心。C面、D面属双侧加工，应由文献15式（52）求出，即RF2RMACT/21222522/2181MMB面为单侧加工，毛坯基本尺寸由文献15式（51）求出，即RFRMACT/2802532/2841MM25MM孔属内腔加工，应由文献15式（53）求出，即RF2RMACT/22522526/2187MM55MM孔属内腔加工，应由文献15式（53）求出，即RF2RMACT/25522528/2486MM式中R毛坯基本尺寸；F毛坯的铸件轮廓尺寸；RMA要求的机械加工余量；CT公差等级。拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见如下表21表21拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目C面D面B面25MM孔55MM孔键槽公差等级CT10101010加工面基本尺寸12802555铸件尺寸公差22322628机械加工余量等级FFFFRMA25252525毛坯基本尺寸1818411874501C面、D面的加工余量为61MM（为双边加工）查文献15表549平面精加工余量得精加工余量1MM，故粗加工余量为Z41MM，则单边加工余量为Z205MM。2B面的单边总加工余量为Z41MM查文献15表549平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z31MM。3内孔（25MM的孔已铸成187MM的孔）查文献15表542基孔制7、8、9级（H7、H8、H9）孔的加工余量得工序尺寸加工余量钻孔至23MM余量为43MM；扩孔至248MM余量为18MM；粗铰孔至2494MM余量为014MM；精铰孔至25MM余量为006MM。4内孔55MM孔（55MM的孔已先铸初45MM的孔）查文献15表542基孔制7、8、9级（H7、H8、H9）孔的加工余量粗车45MM的孔至51MM余量为6MM；半精车51MM孔至538MM余量为28MM；精车至55MM余量为12MM。5铣16MM的槽由文献15表541凹槽加工余量及偏差得粗铣后半精铣宽度余量Z3MM,粗铣后公差为018027MM,半精铣后公差为011MM。工序尺寸加工余量粗铣至115MM；半精铣至145MM余量为3MM；精铣至16MM余量为15MM。27确立切削用量及基本工时工序一铸造毛坯。工序二底平面B为粗基准，粗车、半精车、精车55MM的孔，使其粗糙度达到32已铸成45MM。1粗车45MM的孔至51MM1选择主轴转速选择C6201车床，正转N101400R/MIN，反转N141580R/MIN；纵向F0028633MM/R，横向F0014316MM/R。2选择进给量决定进给量，由文献15表557卧式车床刀架进给量得F0028633MM/R，取F159MM/R3计算切削速度由文献15表28车削时切削速度的计算公式得VYXPMVCKFATC式中使用寿命T60MIN；158；015；040；M02VVVY由文献15表29车削过程中使用条件改变时的修正系数得10VK则M/MIN2840159601842VYXPMVCKFATCM/MIN331DNC由文献15表556卧式车床主轴转速得转速N305R/MIN则实际切削速度M/MIN0941054DVC4计算基本工时MIN7591308NFLTJ式中机动时间，MIN；JL刀具或工作台行程长度，MM；N机床主轴转速，R/MIN；F主轴每转刀具的进给量，MM/R。2半精车51MM的孔至538MM，切削余量为28MM1确定背吃刀量MM。8PA2确定进给量、计算切削速度由文献15表5121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得V90M/MIN,F042MM/R。R/MIN5621439010DVN采用C6201卧式车床，由文献15表556卧式车床的主轴转速得主轴转速N480R/MIN则实际切削速度M/MIN87610V3计算基本工时由文献15表224车削和镗削机动时间计算公式得车孔切削工时的计算时间为123JLLLTIINFF式中I走刀次数，I1；刀具的切入长度，MM；L刀具的切出长度，MM；2单件小批量生产时的试切附加长度，0。3L3L则MM4260TAN832TAN1RPKLMM4,522L取所以MIN134281JT3精车538MM的孔至MM,粗糙度为32051确定背吃刀量MM。21PA2确定进给量、计算切削速度由文献15表5121用YG6硬质合金车刀车削灰铸铁时的得V90M/MIN,F056MM/R。R/MIN5328143900DVN采用C6201卧式车床，由文献15表556卧式车床的主轴转速得主轴转速N480R/MIN则实际切削速度M/MIN0911010V3计算基本工时由文献15表224车削和镗削机动时间计算公式得镗孔切削工时的计算时间为123JLLLTIINFF式中I走刀次数，I1；刀具的切入长度，MM；L刀具的切出长度，MM；2单件小批量生产时的试切附加长度，0。3L3L则MM260TAN132TAN1RPKLMM4,522L取所以MIN158JT工序三钻、扩、粗铰、精铰25MM的孔，使其达到精度要求1钻23MM的孔1决定进给量钻头直径为23MM，由文献15表5127高速钢钻头钻孔时的进给量查得进给量范围为078096MM/R，取进给量F081MM/R，选用Z550钻床，由文献15表564立式钻床型号与主要技术参数查得进给机构许用最大抗力F24525N，查进给量范围为01081MM/R，符合。2确定钻头的磨钝标准及寿命由文献15表5130钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命查得最大磨损限度为10MM，寿命T75MIN。3切削速度的确定由文献15表213钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得的单位M/MINVYPMZVCKATDC0C式中；25VZ；。IN75T1V0VX4VY1250M由文献15表214钻、扩及铰孔时使用条件改变时切削速度的修正系数得1VK所以取0250125431291785/IN7870C18M/MINCV0129R/MIN34CVND由文献15表565立式钻床主轴转速取转速N250R/MIN所以，实际切削速度15018/IN0CDV4检验机床扭矩及功率由文献15表215钻孔时轴向力、转矩及功率的计算公式得MYZCKFDC0式中钻孔时的转矩，；CMNM刀具直径，MM；0D钻削时的进给量；F切削力的修正系数；MK；230D；。6C810FMK02Z8MY所以26598415NMC0KW33CVPD由文献15表568立式钻床主轴各级转速能传递的转矩按薄弱环节得主轴能传递的转矩/NM得284MMCMECP所以，所选的切削用量符合要求。5计算基本工时NFLFLTJ21,013COT12COT67M2DLKR2LI425874J2扩23MM的孔至248MM1确定背吃刀量为MM。90PA2确定进给量，由文献15表5128高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量F1012MM/R，所以取F1196MM/R。3计算切削速度由文献15表354扩孔相较钻孔的选取方法得扩孔速度为钻孔速度的（）倍312故取18905M/IN2V扩由此算出转速162R/I34ND按机床实际转速，取N125R/MIN则实际切削速度。859734/IN100CDV4计算基本工时12JLLTNFF0118COTCOT62M2DLKR，M12459IN91JLNFF3粗铰248MM孔至2494MM1确定背吃刀量MM，由文献15表5136硬质合金铰刀铰孔时的切削用量得140PA被吃刀量MM，符合被吃刀量的范围。62确定进给量由文献15表5128高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量F0305MM/R，所以取F036MM/R。3计算切削速度由文献15表213钻、扩和铰孔时切削速度的计算公式得VYXPCKFACVMZ0TDV由文献15表5130钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及寿命得钻头后刀面最大磨损量为0608MM，取06MM，寿命。IN75式中；。615VC20ZV1VX50YV3M由文献15表214钻、扩及铰孔是使用条件改变时切削速度的修正系数得VK所以351602856379104175965302C/IN40DVNCR/MIN由文献15表565立式钻床主轴转速取转速N185R/MIN所以，实际切削速度49110859231DNVC/I4计算基本工时NFLFLTJ22160COT421COT211KRDLM由文献15表227铰圆柱孔的超出长度得2LIN4185360JT4精铰2494MM孔至MM201确定背吃刀量MM。由文献15表5136硬质合金铰刀铰孔时的切削用量06PA得被吃刀量MM，符合被吃刀量的范围。12确定进给量由文献15表5128高速钢和硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量得进给量F0914MM/R，所以取F09MM/R3由文献15表5131高速钢钻头钻碳钢及合金钢时的切削速度得理论转速为M/IN12VC781524301DVCM/IN由文献15表556立式钻床主轴转速取转速N185R/MIN所以，实际切削速度102DVC/I4计算基本工时NFLFLTJ2MKRDL51260COT1COT211由文献15表227铰圆柱孔的超出长度得MM2L3IN75018930JT工序四将两件铣断1进给量的确定由文献15表598铣刀直径选用切断刀，铣刀直径应小于63MM,取63MM，齿数为6，可选用X52K立式升降台铣床。功率为75KW，由文献15表5145高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀、和切断铣刀加工钢时的进给量得每齿进给量，。0251/ZFMZ02/ZFMZ取铣削宽度为6EA2铣削速度的确定由文献15表217铣削时切削速度的计算公式得0VVCXYUPMPZEDQKTAF式中105；02；02；04；05；01；M015VCVQVXVVV由文献15表572立式铣床主轴转速及文献15表598铣刀直径选择和表572立式铣床主轴转速，取立式铣床主轴转速N150R/MIN切削速度31468234M/IN00CDNV。25F3切削工时，由文献15表573立式铣床工作台进给量得12JMZLTF126M/INMZF12053,1MELDAL则706IN12JT工序五粗铣和半精铣C、D两面。1粗铣C、D两面1背吃刀量的确定因为切削余量较小，故以此就可以切除全部加工余量，则。205PAM2进给量的确定选用硬质合金端铣刀，材料为YG6。端铣刀直径应小于80MM，由文献15表598铣刀直径选择取直径80MM,齿数为6。可选用X52K立式升降台铣床，功率为75KW，由文献15表5146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量。0142M/Z,02/ZZFF取3铣削速度的确定由文献15表217铣削时切削速度的计算公式及表598铣刀直径选择和表572立式铣床主轴转速得VPUEYZXPMVCKAFTQDCVV0式中245；02；015；035；02；0；M032。VCVQVXVYVUVP取立式铣床主轴转速N118R/MIN，则切削速度314802964M/IN0DN粗261FV4切削工时12JMZLTF由文献15表573立式铣床工作台进给量取126MM/MINZF221051305860135MELDA，2M278IN1JMZLTF6MINJ2半精铣C、D两面1背吃刀量的确定由文献15表549平面精加工余量得半精加工铣削用量为1MM，取。1MPA2进给量的确定选用硬质合金端铣刀，材料为YG6。端铣刀直径应小于80MM，由文献15表5144高速钢端铣刀、圆柱铣刀、盘铣刀加工时的进给量取表面粗糙度为32,表5146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量014024MM/Z,取02MM/Z。ZFZF3铣削速度的确定由文献15表217铣削时切削速度的计算公式及表598铣刀直径选择和表572立式铣床主轴转速得VPUEYZXPMVCKAFTQDCVV0式中245；02；015；035；02；0；M032。VCVQVVVV取立式铣床主轴转速N150R/MIN，则切削速度3148053768M/IN0DN半精26/IVF5切削工时12JMZLTF由文献15表573立式铣床工作台进给量取126MM/MINMZF221051305860135MELDA，2M278IN1JMZLTF6MINJ工序六粗铣B面1背吃刀量的确定因为切削余量较小，故一次切削就可切除全部加工余量，则。31MPA2进给量的确定选用硬质合金端铣刀，材料为YG6，铣刀直径应小于80MM，由文献15表598铣刀直径选择60MM，齿数为6。可选用X52K，立式升降台铣床，功率为75KW，由文献15表5146硬质合金面铣刀、圆柱铣刀和圆盘铣刀加工平面和凸台时的进给量得每齿进给量，0142M/ZZF02/ZZF取3铣削速度的确定由文献15表217铣削时切削速度的计算公式及表598铣刀直径选择和表572立式铣床主轴转速得VPUEYZXPMVCKAFTQDCVV0式中245；02；015；035；02；0；M032。VCVQVXVVV取立式铣床主轴转速N118R/MIN，则切削速度3146823/MIN00DN21FV4切削工时12JMZLTF由文献15表573立式铣床工作台进给量取126MM/MINMZF221051305604139MELDA21ML所以1904IN6JMZLTF工序七粗铣、半精铣MM的槽，使其达到精度要求0261粗铣12MM的槽，粗加工后，公差为0180271选择机床刀具选择立式铣床X52K，直柄立铣刀2切削用量由文献15表5145高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得进给量为任意，取。ZF02M/ZZF由文献15表5148铣刀磨钝标准取铣刀磨钝标准最大磨钝限度粗加工时为1012，粗加工时为0305。由文献15表5149铣刀平均寿命取平均寿命为T60MIN，163DZ槽宽16MM，槽深1025MM，N279R/MIN,。14M/INCV8M/INFV3计算基本工时12JMZLTF，123,5ELADL2取L；40281MIN79ZLTNF4078MIN9ZLTF则12075ITT2精铣槽MM026本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽必须满足各种技术要求包括槽宽16H11，槽深8H12，槽两侧粗糙度为32，槽底面粗糙度为63。1选择机床和刀具机床X52K立式铣床。刀具直柄立铣刀，铣槽16MM。0D查文献15表8铣刀参数的选择取国家标准GB1118,D160MM,D40MM,L16MM,齿数Z242计算切削用量由文献15表5145高速钢立铣刀、角铣刀、半圆铣刀、切槽铣刀和切断铣刀加工时的进给量得铣削宽度为16MM时，每齿进给量任意，取067MM/RZF由文献15表5148铣刀磨钝标准取铣刀磨钝标准和耐用度，磨钝标准为020025，由文献15表5149铣刀平均寿命取铣刀平均寿命T60MIN。3切削速度由文献15表217铣削时切削速度的计算公式得VPUEYZXPMVCKAFTQDCVV0式中修正系数K10；105；02；02；04；VVVVY05；01；M015。VUVP，06728M4FAZ6EA8P代入上式，得。0015245017M/INV4确定机床主轴转速863R/I3VND由文献15表572立式铣床主轴转速得主轴转速为N190R/MIN，则实际切削速度146905M/IN0V5计算切削工时12JMZLTF12239M,5,ELADLL取由文献15表573立式铣床工作台进给量取127MM/ZMZF则4041IN26T工序八粗铣半精铣4