毕业设计（论文）拨叉C加工工艺及夹具设计

1、青岛理工大学 毕毕 业业 设设 计计 题目：题目：拨叉拨叉 c 加工工艺及夹具设计加工工艺及夹具设计 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 院系名称：院系名称： 机电工程系机电工程系 专业班级：专业班级： 数控技术数控技术 081 班班 指导教师：指导教师： 2011 年年 06 月月 12 日日 毕业设计任务书毕业设计任务书 专业 数控技术 班级 081 姓名 周彦通 下发日期 2011-4-5 题目题目拨叉 c 加工工艺及夹具设计 专题专题工艺分析及夹具设计 主主 要要 内内 容容 及及 要要 求求 拨叉 c 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。设计工艺规程和专 用夹具满足拨

2、叉 c 零件的加工尺寸和位置度的要求，设计合理工艺路线和工序， 定位准的择，切削力的计算，定位误差的分析，花键空拉刀的设计 主要技主要技 术参数术参数 拨叉 c 毛坯选择金属行浇铸，单边余量一般在；拉直径 25h7 内花 1 2mm 键；铣 18h11 底槽；钻、攻 2-m8 螺纹孔；拉削长度大于 30mm，齿数不小于 5， w18cr4v 做拉刀材料，柄部采用 40cr 材料 进进 度度 及及 完完 成成 日日 期期 4 月 08 日4 月 18 日：查阅、收集相关资料，了解相关内容，初步确定设计 方案。 4 月 19 日4 月 27 日：针对设计方案，分析计算，确定所需部件，并不断完 善。

3、 4 月 28 日5 月 13 日：夹具部分绘图。 5 月 15 日5 月 26 日：拨叉 c 零件加工工艺设计、绘图。 5 月 27 日6 月 02 日：整理相关数据、资料、书写说明书。 6 月 03 日6 月 16 日：翻译相关资料，检验各项工作，打印说明书，论文答 辩。 教学院长签字日 期 教研室主任签 字 日 期指导教师签字日 期 指 导 教 师 评 语 指导教师: 年 月 日 青岛理工大学毕业设计评阅意见表 设计题目拨叉 c 加工工艺及夹具设计 评 分评价 项目 评价标准（a 级）满分 abcde 109876 文献 资料 利用 能力 能独立地利用多种方式查阅中外文 献；能正确翻译外

4、文资料；能正确 有效地利用各种规范、设计手册等。 10 192017181516131412 综合 运用 能力 研究方案设计合理；设计方法科学； 技术线路先进可行；理论分析和计 算正确；动手能力强；能独立完成 设计；能综合运用所学知识发现和 解决实际问题；研究结果客观真实。 20 37-4032-3628-3125-2724 设计 质量 设计结构严谨；逻辑性强；语言文 字表准确流畅；格式、图、表规范； 有一定的学术水平或实际价值 40 1513-1411-12109 创新 能力 有较强的创新意识；所做工作有较 大突破；设计有独到见解 15 1513-1411-12109 工作 量 工作量饱满；

5、圆满完成了任务书所 规定的各项任务。 15 总分是否同意将该设计提交答辩：是（ ） 否（ ) 具体评阅及修改意见： 评阅人： 年 月 日 注：1.请按照 a 级标准，评出设计各项目的具体得分，并填写在相应项目的评分栏中； 2.计算出总分。若总分60 分，“设计质量”24 分，建议不能提交论文评阅乃至答辩。 该设计须限期修改合格后重新申请答辩。 3.评阅意见栏不够可另附页。 摘 要 此次设计任务是对拨叉 c 零件的加工工艺、夹具以及拉刀设计，该工件由 于上端面和底槽均与花键孔中心有位置关系，因此在工序安排上，先加工花键 孔，再通过花键孔定位加工底槽和上端面，最后攻螺纹孔，其中各种夹具均采 用专用

6、夹具，由于该零件的尺寸小，所需的夹紧力不大，因此都采用手动夹紧， 它的机构设计简单、方便，且满足夹紧要求。在设计拉刀时，根据零件材料、 切削余量等，选择并计算拉刀的各种参数，如拉刀的容屑槽、拉刀齿升量、拉 刀齿型及齿数等并根据这些参数画出拉刀工作图。 关键词：拨叉 c，加工工艺，定位，夹紧，拉刀 abstract this design is to analyze the processing of plectrum c,tongs designs,and pulling knife designs,because during the machining process,the top en

7、d and bottom slot of the workpiece are related to the core position of the key bore.then passes to spend key bore fixed position process the bottom slot with top end,offend the chread bore finally.and every kind of tongs adopt the appropriation tongs.because such workpiece is small in its size and c

8、alls for a little clip tight,therefore all tongs adopt moving to clip tight.its arganization design is simple,convenience,and satifly to clip tight,when designing the broaching cutting tool,this design choses and computes every kind of parameters,such as,the material of the broaching cutting tool,th

9、e rising level of the broaching cutting tool,the type of the pulling knife gear,and the number of the gears and so on,through the material of spare parts and cutting remaining measures. key words:plectrum c, the processing craft, position, clip tight, broaching cutting tool 目 录 摘 要 .i abstract.ii 目

10、录.iii 第 1 章 前 言.1 第 2 章 拨叉 c 的分析.2 2.1 拨叉 c 的作用.2 2.2 拨叉 c 的工艺分析.2 2.3 拨叉 c 的工艺要求.2 2.4 毛坯的选择.3 2.5 本章总结.4 第 3 章 工艺规程设计.5 3.1 加工工艺过程.5 3.2 确定各表面加工方案.5 3.2.1 选择加工方法时，需考虑的因素.5 3.2.2 面的加工.6 3.2.3 孔的加工.6 3.2.4 槽的加工.6 3.3 确定定位基准.7 3.3.1 粗基准的选择.7 3.3.2 精基准选择的原则.7 3.4 工艺路线的拟订.8 3.4.1 工序的合理组合.8 3.4.2 工序的集中与

11、分散.9 3.4.3 加工阶段的划分.10 3.4.4 加工工艺路线方案的比较.11 3.5 拨叉 c 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定.13 3.5.1 毛坯的结构工艺要求.13 3.5.2 拨叉 c 的偏差计算.13 3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）.15 3.7 时间定额计算及生产安排.22 3.7.1 铣侧面.22 3.7.2 钻预制孔.23 3.7.3 拉直径 25h7 内花键.23 3.7.4 粗、精铣 18h11 底槽.23 3.7.5 粗、精铣上端面.24 3.7.6 钻、攻 2-m8 螺纹孔.25 3.8 本章总结.26 第 4 章 专用夹具设计.27 4

12、.1 铣槽夹具设计.27 4.1.1 研究原始质料.27 4.1.2 定位基准的选择.27 4.1.3 夹具方案的设计选择.27 4.1.4 切削力及夹紧分析计算.28 4.1.5 误差分析与计算.30 4.1.6 夹具设计及操作的简要说明.31 4.2 钻、攻 2m8 螺纹孔夹具设计.31 4.2.1 研究原始质料.31 4.2.2 定位基准的选择.31 4.2.3 夹具方案的设计选择.31 4.2.4 切削力及夹紧力的计算.32 4.2.5 误差分析与计算.33 4.2.6 夹具设计及操作的简要说明.34 4.3 本章总结.34 第 5 章 花键孔25h7 拉刀设计.35 5.1 拉刀的结

13、构参数.35 5.1.1 拉削特点.35 5.1.2 拉刀类型选择.35 5.1.3 拉刀材料选择.35 5.1.4 拉床类型选择.35 5.2 拉刀切削部分的设计.35 5.2.1 拉削方式选择.36 5.2.2 齿型确定.36 5.2.3 拉削余量的确定.36 5.2.4 刀齿几何参数选择.36 5.2.5 确定齿升量.37 5.2.6 确定齿距及同时工作齿数.37 5.2.7 确定容屑槽形状和尺寸.37 5.2.8 设计分屑槽.39 5.2.9 确定拉刀齿数和直径.39 5.3 拉刀其他部分设计.41 5.3.1 拉刀柄部设计.41 5.3.2 颈部与过渡锥部设计.41 5.3.3 前导

14、部、后导部设计.42 5.3.4 拉刀总长度.43 5.4 拉刀强度及拉床拉力校验.43 5.4.1 拉削力.43 5.4.2 拉刀强度校验.44 5.4.3 拉床拉力校验.45 5.5 本章总结.45 第 6 章 结 论.46 参考文献.47 致 谢.48 附件 1.49 附件 2.55 第 1 章 前 言 夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占极其重 要的位置。夹具结构设计在加深对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际 问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。因此，选择拨叉的夹具设计能很 好的综合考查我们大学四年来所学知识。本次所选拨叉 c 的工艺分析及夹具设 计内容主

15、要包括：拨叉 c 工艺路线的确定，夹具方案的优选，装配图、零件图 的绘制以及拉刀设计，设计说明书的编写等。 夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保 证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意 义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为 企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。 刀具行业是一个比较特殊的行业，肩负着为制造业提供关键装备、数控刀 具的重任，制造业的水平如何往往会受刀具行业整体水平的较大影响，而制造 业的发展也会促进刀具行业的发展，两者可以说是相互影响相互制约。随着制 造业的持续发展，为

16、制造业提供关键装备的刀具行业必将快速、稳步发展，根 据制造业发展的需要，多功能复合刀具、智能刀具、高速高效刀具必将成为时 代的新宠，面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须在改进原有的刀具材料、 研发新的刀具材料及寻找更合理的刀具结构方面多下功夫，以解决制造业面临 的越来越多的加工难题。 当前，切削技术快速发展，已经进入了现代切削技术新阶段，刀具材料、 刀具结构均取得了全面的进步，加工效率也在成倍提高。同时，切削技术和刀 具也成为制造业开发新产品和新工艺、应用新材料的基础工艺和建立创新体系 的关键技术。本次设计的拉刀常用于加工高精度零件，所以在设计拉刀时要确 保各个参数的正确性，为了保证在拉削过

17、程中的高精度，拉刀材料的选择也是 设计拉刀的重点，即要保证拉刀的寿命，也要保证拉刀的成本，加工难度小。 第 2 章 拨叉 c 的分析 2.1 拨叉 c 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。 2.2 拨叉 c 的工艺分析 拨叉 c 是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂， 其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，对精度要求也很高。 其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度 要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以

18、及各表面的表面质 量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加 工是非常关键和重要的。 2.3 拨叉 c 的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的 劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加 工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 件件 未注明圆角半径r35mm 5锥孔配作 2-m8通孔 图 1.1 拨叉 c 零件图 其加工有五组加工：铣侧面；拉内花键孔；粗精铣上端面；粗精铣257h 18h11 底槽；钻、铰 2-m8 通孔，

19、并攻丝。 （1） 侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面，确保后续加 工所要求的精度，粗糙度在 6.3 即可。 （2） 以为主要加工面，拉内花键槽，槽数为 6 个，其粗2212h257h 糙度要求是底边，侧边，内孔粗糙度。6 . 1ra3.2ra 2212h6.3ra （3） 另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为。3.2ra （4） 第三组为粗精铣 18h11 底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边 ，槽底的表面粗糙度要求是。3.2ra 3 . 6ra （5） 钻并攻丝 2-m8，保证两螺纹孔中心距为 25mm。 2.4 毛坯的选择 拨叉 c 毛坯选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以

20、可以免去每次造型。 工件尺寸较小单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生1 2mm 产的面积较小。因其年产量是 5000 件，查参考文献5表 2.1-3，生产类型为中 批量生产。 2.5 本章总结 通过对拨叉 c 的工艺分析，为以后工序的设计安排，夹具的设计打下理论 基础，在对拨叉 c 进行工艺分析时，要充分考虑工件的材料、形状尺寸，保证 工件加工时的良好工艺性，通过对拨叉 c 的分析，确定毛坯为铸件，在后续设 计中以此分析为前提，优化夹具方案。 第 3 章 工艺规程设计 3.1 加工工艺过程 由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键和槽系。一 般来说，保证平面的加工精

21、度要比保证内花键的加工精度容易。因此，对于拨 叉 c 来说，加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理 好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。 由上工艺分析知，上端面与槽边均与花键轴有位置度公差，所以，保证内 花键高精度是本次设计的重点、难点。 3.2 确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳 动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计拨叉 c 的加 工工艺来说，应选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备。除了从 加工精度和加工效率两

22、方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要 求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 3.2.1 选择加工方法时，需考虑的因素 （1） 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要 求，选择加工方法及分几次加工。 （2） 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单 件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。 （3） 考虑被加工材料的性质。 （4） 考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法 和设备，推广新技术，提高工艺水平。 （5） 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要 求，工件形状和重量等。 选择加工方法一般先按

23、这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。 再选择前面各工序的加工方法。 3.2.2 面的加工 侧面的加工主要是为后续加工做准备，因此，在选择加工方法上可以选用 一次性铣面，表面粗糙度为 6.3。上端面的查参考文献5表 2.1-12 可以确定， 上端面的加工方案为：粗铣精铣（） ，粗糙度为6.30.8，一 7 9ititra 般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 3.2.3 孔的加工 （1） 加工内花键前的预制孔加工 2212h 查参考文献5表 2.3-47，由于预制孔的精度为 h12，所以确定预制孔的加 工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度，所以，在 加工内花键前预

24、制孔的精度可适当降低。 （2） 内花键的加工 通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面精度， 同时也能保证预制孔表面精度。 （3） 2-m8 螺纹孔的加工 加工方案定为：钻，攻丝。 3.2.4 槽的加工 查参考文献5表 2.1-12 可以确定，槽的加工方案为：粗铣精铣（ ） ，粗糙度为6.30.8，设计要求为 6.3 和 3.2，粗铣时，精度可适 7 9ititra 当降低。 3.3 确定定位基准 3.3.1 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加 工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： （1） 粗

25、基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加 工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应 选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形对称、少装夹等。 （2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导 轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加 工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较 少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够 的加工余量。 （4） 应尽可能选择平整、光洁、面

26、积足够大的表面作为粗基准，以保证 定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要 时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。 多次使用难以保证表面间的位置精度。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉 c 在整 个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉 c 零件图分析可知，选择 作为拨叉 c 加工粗基准。 3.3.2 精基准选择的原则 （1） 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避 免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 （2） 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基

27、准的统一有利于 保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的 夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔 作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大 多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 （3） 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基 准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为 基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择 加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此

28、 外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳 固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉 c 在整 个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉 c 零件图分析可知，它的 内花键槽，适于作精基准使用。 257h 选择精基准的原则时，考虑重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹定 位准确。 3.4 工艺路线的拟订 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉 c 的加工 的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工预制孔，再加工花 键

29、槽，最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及 m8 螺纹孔。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.4.1 工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设 备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： （1） 工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的 机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不 高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 （2） 工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人 数和生产面积，也

30、简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证 这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床， 以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费 事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但 由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1% 80 90 c 苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零 件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留物。 3.4.2 工序

31、的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个 不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序 分散。 （1） 工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人 数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证 这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床， 以 提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修 费事，生产准备工作量大。 （2） 工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的 机床工艺装备。生产准备工

32、作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不 高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具 体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但 由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突 出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量， 从而可取的良好的经济效果。 3.4.3 加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整

33、个加工过程划分为几个阶段： （1） 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条 件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷， 予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提 高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生 的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 it11it12。粗糙度为 ra=80100m。 （2） 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备， 保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为

34、 it9it10。表面粗糙度为 ra=101.25m。 （3） 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工 精度精加工的加工精度一般为 it6it7，表面粗糙度为 ra101.25m。 （4） 光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精 度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为 it5it6, 表面粗糙度为 ra1.250.3

35、2m。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶 段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不 把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就 要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 3.4.4 加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公

36、差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产 可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产 成本，拟订两个加工工艺路线方案，见表 3.1。 表 3.1 加工工艺路线方案比较表 方案方案 工序号 工序内容定位基准工序内容定位基准 010铣左侧面右侧面和上端面铣左侧面 右侧面和上端 面 020钻预制孔底面和侧面钻预制孔底面和侧面 030粗/精铣上端面 已加工预制孔和 侧面 拉内花键 25h7 已加工预制孔 和侧面 040 粗/精铣 18h11 底槽 已加工预制孔和 侧面 粗、精铣 18h11 底槽 内花键和侧面 050 钻 2-m8 通孔， 攻丝 已加工预制孔和 侧面 粗/精铣上

37、端 面 内花键和侧面 060 拉内花键 25h7 已加工预制孔和 侧面 钻 2-m8 通孔， 攻丝 内花键和侧面 070 去毛刺，清洗去毛刺，清洗 080检验检验 加工工艺路线方案的论证： 方案、主要区别在于在加工上端面及以下工序时，所选定位基准不同， 方案选用预制孔为主要定位基准，方案选用花键作主要定位基准，很显然 选用内花键做定位基准更符合设计要求，因为其表面精度更高，且和某些需加 工面有位置精度要求。 由以上分析，方案为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程 见表 3.2。 表 3.2 加工工艺过程表 工序号工 种工作内容说 明 010铸造金属型浇铸铸件毛坯尺寸：长： 宽： 高：8

38、0mm40mm 75mm 预制孔、底槽不铸出 020热处理退火 030铣铣侧面专用铣夹具装夹；卧式铣 床（x52k） 040钻钻预制孔2212h专用夹具装夹；轻型圆柱 立式钻床(5035)zq 050拉拉内花键 257h专用夹具装夹；卧式拉床 （l6120） 060铣铣底槽 18h11，深 35mm专用夹具装夹；卧式铣床 （）52xk 070铣粗、精铣上端面专用夹具装夹；卧式铣床 （）52xk 080钻攻丝钻通孔6.7mm 攻 m8 螺纹 专用夹具装夹；摇臂钻床 ( 3025)z 090去毛刺清 洗 100检验入库 3.5 拨叉 c 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 拨叉 c 其材料

39、是 ht200，采用的是金属型铸造，生产类型为中批量生产。 3.5.1 毛坯的结构工艺要求 （1） 拨叉 c 为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： 铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。 铸造圆角要适当，的得有尖棱、尖角。 铸件的结构要尽量简化。 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。 （2） 设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： 各加工面的几何形状应尽量简单。 工艺基准以设计基准相一致。 便于装夹、加工和检查。 结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减 少加工余量，

40、提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困 难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类 形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛 坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 3.5.2 拨叉 c 的偏差计算 （1） 侧面加工的偏差及加工余量计算 本次加工面用于以后加工中的定位面，一次性铣削到尺寸 80mm，查参考 文献12表 1-25，得侧面加工偏差为。 0.3mm （2） 预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算 加工预制孔时，由于铸造是没铸出，且为一次钻出，通过拉削后保证花键 尺寸，预制孔尺寸，查参考文献5表 2.3-5

41、4，得花键拉 257h mm2212hmm 削余量为 0.7-0.8mm，取 0.8mm，即预制孔加工到，一次拉削到设计 21.2mm 要求，查参考文献5表 1.12-11，得花键偏差为。 0.045 0 mm （3） 拨叉上端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照参考文献5表 3.2-23。其余量值规定为，现取 mm4 . 37 . 2 。表 3.2-27 粗铣平面时厚度偏差取。 mm0 . 3 mm 0 28. 0 精铣：参照参考文献5表 2.3-59，其余量值规定为。 1mm 铸造毛坯的基本尺寸为根据参考文献5表 2.3-11,铸件尺 7

42、23.0 176mm 。 寸公差等级选用 it7，再查表 2.3-9 可得铸件尺寸公差为1.1mm。 毛坯的名义尺寸为：72 3.0 176mm 。 毛坯最小尺寸为：76 0.5575.45mm 毛坯最大尺寸为：76 0.5576.55mm 粗铣后最大尺寸为：72 1 73mm 粗铣后最小尺寸为： 730.2872.72mm 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即保证尺寸 72mm，表面与花键轴的平行 度公差为 0.1mm。 （4） 18h11（）槽偏差及加工余量： 0.018 0 18 铸造时槽没铸出，参照参考文献8表 21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量 2z=2.0mm，槽深机加工余量为 2.0

43、mm，再由参照参考文献3表 21-5 的刀具选 择可得其极限偏差：粗加工为，精加工为。 0.110 0 0.013 0 粗铣两边工序尺寸为：； 18216mm 粗铣后毛坯最大尺寸为：； 160.1116.11mm 粗铣后毛坯最小尺寸为：16+0=16mm； 粗铣槽底工序尺寸为：33mm； 精铣两边工序尺寸为：，已达到其加工要求：。 0.013 0 18 0.018 0 18 （5） 2-m8 螺纹偏差及加工余量： 参照参考文献5表 2.2-2，2.2-25,2.3-13 和参考文献12表 1-8，可以查得： 钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是 12it12.5raum0.15mm 查参考

44、文献5表 2.3-47，表 2.3-48，表 2.3-71。确定工序尺寸及加工余量 为： 加工该组孔的工艺是：钻攻丝 钻孔： 6.7mm 攻丝：攻 2-m8 螺纹孔。 3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 1：铣侧面 机床：卧式铣床 刀具：根据参考文献4表 10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为： ，齿数为 12 齿。160,40,32dmm dmm lmm 铣削深度： p a1 p amm 每齿进给量：查参考文献5表 2.4-75，取 f a0.2 0.3 f mm a z 。0.33.6 f mmmm a zr 铣削速度：查参考文献4表 11-94，得，v15 200.

45、25 0.33 min mm v s 取0.3mv s 机床主轴转速： n 10001000 0.3 60 35.83 /min 3.14 160 v nr d 查参考文献5表 3.1-74 取37.5 /minnr 实际切削速度 ：v 3.14 160 37.5 0.31/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v3.6 12 37.5/6027/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f27/1620/min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l75lmm 刀具切入长度：=82mm 1 l 1 0.5(1 2)ld 刀具切出长度：取 2 l

46、mml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 75822 0.1min 1620 j m lll t f 工序 2：钻预制孔 机床：轻型圆柱立式钻床(5035)zq 刀具：查参考文献4表 10-175，选高速钢直柄麻花钻，钻预制孔到 21.2mm，所以。21.2dmm 进给量：根据参考文献5表 2.4-38，取f0.5/fmm r 切削速度：参照参考文献5表 2.4-41，取v0.45/vm s 机床主轴转速，有：，n 10001000 0.45 60 405.6 /min 3.14 21.2 v nr d 按照参考文献5表 3.1-36，取475 /minnr 所以实际切削速

47、度 ：v 3.14 21.2 475 0.52/ 10001000 60 dn vm s 切削工时 被切削层长度 ：l80lmm 刀具切入长度： 1 l 1 21.2 (1 2)12015.96 22 r d lctgkctgmmmm 刀具切出长度： 取 2 lmml41 2 mml3 2 走刀次数为 1 机动时间： 2j t 2 8063 0.37min 0.5 475 j l t fn 工序 3：拉内花键 257h 机床：卧式拉床 l6120。 刀具：查参考文献9表 1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该 刀具特点：拉削长度大于 30mm，同时加工齿数不小于 5。材料：w18c

48、r4v 做 拉刀材料，柄部采用 40cr 材料（具体刀具设计见拉刀设计） 。 拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设 计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查参考文献5表 2.4-118 和 2.4-119，确 定拉削速度 =0.1160.08，取。 v mm s 0.10mmv s 拉削工件长度 ：； l80lmm 拉刀长度 ：（见拉刀设计） ； 1 l 1 995lmm 拉刀切出长度=510mm，取。 2 l 2 10lmm 走刀次数一次。 根据以上数据代入公式（计算公式由参考文献5表 2.5-20 获得） ，得机动 时间 j t 12 80995 10 10.850

49、.18min 10001000 0.1 j lll tss v 工序 4：粗、精铣 18h11 底槽 机床：立式升降台铣床（） 52xk 刀具：根据参考文献4表 21-5 选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径 160mm，内径 40mm，刀宽粗铣 16mm，精铣 18mm，齿数为 24 齿。 （1） 粗铣 16 槽 铣削深度： p a33 p amm 每齿进给量：查参考文献5表 2.4-75，得，取 f a0.2 0.3/ f amm z 。 0.2/ f amm z 洗雪速度：查参考文献8表 30-33，得 v 14 min m v 机床主轴转速： n 10001000 14 27.9 /min

50、3.14 160 v nr d 查参考文献5表 3.1-74 取 30 /minnr 实际切削速度 ： v 3.14 160 30 0.25/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v0.2 24 30/602.4/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f2.4/144/min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l40lmm 刀具切入长度：=81mm 1 l 1 0.5(1 2)ld 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数 1 次 机动时间： 1j t 12 1 40812 0.85min 144 j m lll t f （2） 精铣

51、 18 槽 切削深度： p a35 p amm 根据参考文献5表查得：进给量,查参考文献5表 2.476 0.05/ f amm z 2.4-82 得切削速度， 23/minvm 机床主轴转速： n ， 10001000 23 45.8 /min 3.14 160 v nr d 查参考文献5表 3.1-74 取 47.5 /minnr 实际切削速度 ： v 3.14 160 47.5 0.40/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v0.05 24 47.5/600.95/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f0.18/57/min mf fvmm smm 被

52、切削层长度 ：由毛坯尺寸可知， l40lmm 刀具切入长度：=81mm 1 l 1 0.5(1 2)ld 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 40812 1.52min 57 j m lll t f 本工序机动时间 12 0.85 1.522.37min jjj ttt 工序 5：粗、精铣上端面 机床：卧式铣床 52xk 刀具：根据参考文献4表 10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为： ，齿数为 12 齿。 160,40,32dmm dmm lmm （1） 粗铣上端面 铣削深度： p a3 p amm 每齿进给量：查参考文献5表 2.4

53、-75，取 f a 0.15 0.25 f mm a z 。 1.8 f mm a r 铣削速度：查参考文献4表 11-94，得， v 15 200.25 0.33 min mm v s 取 0.3mv s 机床主轴转速： n 10001000 0.3 60 35.83 /min 3.14 160 v nr d 查参考文献5表 3.1-74 取 37.5 /minnr 实际切削速度 ： v 3.14 160 37.5 0.31/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v1.8 12 37.5/6013.5/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f13.5/810/

54、min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l80lmm 刀具切入长度：=82mm 1 l 1 0.5(1 2)ld 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 80822 0.3min 810 j m lll t f （2） 精铣上端面 切削深度： p a1 p amm 根据参考文献4表 11-91 查得：每齿进给量,取 0.01 0.02/ f amm z ，根据参考文献4表 11-94 查得切削速度 0.24/ f amm r 30/minvm 机床主轴转速：， n 10001000 30 59.7 /min 3.14 160

55、 v nr d 按照参考文献5表 3.1-74 取 60 /minnr 实际切削速度 ： v 3.14 160 60 0.50/ 10001000 60 dn vm s 进给量： f v0.24 12 60/602.88/ ff va znmm s 工作台每分进给量： m f2.88/172.8/min mf fvmm smm 被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l80lmm 刀具切入长度：=81mm 1 l 1 0.5(1 2)ld 刀具切出长度：取 2 lmml2 2 走刀次数为 1 机动时间： 1j t 12 1 80812 0.95min 172.8 j m lll t f 本工序机动时间

56、 12 0.30.951.25min jjj ttt 工序 6：钻孔并攻丝 8m 机床：摇臂钻床 3025z 刀具：根据参照参考文献5表 4.3-9 硬质合金锥柄麻花钻头。 （1） 钻孔mm 6.7 钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以 6.7mm 。 6.7dmm 钻削深度： p a9.5 p amm 进给量：根据参考文献5表 2.4-38，取 frmmf/33 . 0 切削速度：参照参考文献5表 2.4-41，取 v0.41/vm s 机床主轴转速，有： n ， 10001000 0.41 60 1169.31 /min 3.14 6.7 v nr d 按照参考文献5

57、表 3.1-31 取 1600 /minnr 所以实际切削速度 ： v 3.14 6.7 1600 0.56/ 10001000 60 dn vm s 被切削层长度 ： l42lmm 刀具切入长度： 1 l 1 6.7 (1 2)12012.893 22 r d lctgkctgmmmm 刀具切出长度： 取 2 lmml41 2 2 2lmm 走刀次数为 1，钻孔数为 2 个 机动时间： 1 j t 1 4232 220.5min 0.33 1600 j l t fn （2） 攻 2-m8 螺纹通孔 刀具：钒钢机动丝锥 进给量：查参考文献5表 1.8-1 得所加工螺纹孔螺距,因此进 f1.25

58、pmm 给量 1.25/fmm r 切削速度：参照参考文献5表 2.4-105，取 v0.133/7.98/minvm sm 机床主轴转速：，取 n0 10001000 7.98 317.68 /min 3.14 8 v nr d 350 /minnr 丝锥回转转速：取 n回350 /minnr 回 实际切削速度： v 0 3.14 8 350 0.15/ 10001000 60 d n vm s 被切削层长度 ： l9.5lmm 刀具切入长度： 1 l 1 (1 3)3 1.253.75lfmm 刀具切出长度：，加工数为 2 2 l 2 2 33 1.253.75lfmm （） 机动时间：

59、2j t 1212 2 9.53.753.759.53.753.75 220.13min 1.5 3501.5 350 j llllll t fnfn 回 （）（） 本工序机动时间：。 j t 12 0.50.130.63min jjj ttt 3.7 时间定额计算及生产安排 根据设计任务要求，该拨叉 c 的年产量为 5000 件。一年以 240 个工作日 计算，每天的产量应不低于 21 件。设每天的产量为 21 件。再以每天 8 小时工 作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于 22.8min。 参照参考文献5表 2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额 的计算公式为： （大量

60、生产时） ntkttt zzfjd /%)1)( 0/ntzz 因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： %)1)(kttt fjd 其中： 单件时间定额 d t 基本时间（机动时间） j t 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动 f t 作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 k 3.7.1 铣侧面 加工机动时间： j t0.1min j t 辅助时间：参照参考文献5表 2.5-41，取工步辅助时间为。由 f t 0.41min 于在生产线上装卸工件时间很短，并查参考文献5表 2.5-42，取装卸工件时间 为