变速拨叉零件的机械加工工艺与工艺装备范文毕业论文

1、. . . . I / 44毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）题目：题目：变速拨叉零件的机械加工工艺与工艺装备变速拨叉零件的机械加工工艺与工艺装备摘 要本论文设计的是变速拨叉的加工工序、设计方案、计算过程以与钻孔的夹具设计。拨叉表面加工方法的选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的处理、加工阶段的划分、机床和工艺装备的选择、加工余量与工序尺寸与公差的确定等都是编制工艺规程的主要问题。而夹具设计所面临的是设计方案的确定、定位元件的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的计算、夹具体毛坯结构与夹具元件配合的确定。还有拨叉毛坯图、零件图和夹具装配图的绘制，如何保证用拨叉的技术条件是加工过程最为重要的

2、问题，而夹具也起着至关重要的作用。拨叉的合理结构设计、加工工艺性设计，保证拨叉的加工质量，对提高生产效率有着重要意义，它是保证产品质量的关键所在。通过对拨叉加工过程的设计，可以发现一个产品的设计需要各个加工过程很好的配合才能成功。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以与合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资

3、料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。关键词关键词：拨叉，工艺，夹具，夹紧，定位. . . . II / 44ABSTRACTIn this paper, the design of the fork processing speed, design, calculation and design of drilling jig. Fork the surface of the choice of processing methods, processing sequence of the arrangement, process centralization and decentra

4、lization of treatment, the division stage of processing, machine tools and process equipment selection, allowance and processes determine the size and tolerance of the preparation process are the main point of order problem. Fixture Design and facing the program is designed to identify, locate compo

5、nent selection, positioning errors of analysis and calculation, the calculation of clamping force, the specific folder structure and the rough with the determination of fixture elements. There are fork blank map, fixture assembly parts diagram and mapping how to ensure the technical conditions fork

6、is the most important process, and fixture also plays a vital role. Fork reasonable structural design, design process to ensure quality processing fork, to improve the productivity of great significance, it is to ensure that the key to product quality. Fork through the design process can be found in

7、 a product design process requires a good co-ordination to succeed.Through the curriculum design to achieve the following objectives:1, can skillfully use Machinery Manufacturing Technology of the basic theory and knowledge of fixture design principles, the correct solution to apart in the process o

8、f positioning, clamping and reasonable development of process planning and other problems, students analyze and solve problems Ability.2, part of a road through the fixture design process, learn the generalprocess and equipment design methods.Personally designed by the students training in the fixtu

9、re to improve the structural design . . . . III / 44capabilities.3, the curriculum design process is the process of theory with practice,and learn to usethe manual, check-related information, etc., to enhance students to solve engineering problems Ability to work independently.KEYKEY WORDS:WORDS: fo

10、rk,technology, fixture, clamping, positioning. . . . IV / 44目 录摘要 IABSTRACTII目录 III第 1 章零件的分析 21.1 零件的作用 21.2 零件的工艺分析 2第 2 章工艺规程设计 42.1 确定毛坯的制造形式 52.2 基面的选择 82.3 制定工艺路线 92.4 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定 122.5 确立切削用量与基本工时 142.5.1 工序 1：粗镗，半精镗 55 孔 142.5.2 工序 2：铣断 142.5.3 工序 3：钻、扩、粗铰、精铰 25 孔 152.5.4 工序 4：粗铣，精铣

11、55 孔上、下端面 182.5.5 工序 5：铣 40 外圆斜面 192.5.6 工序 6：粗铣、精铣尺寸为 40 的外侧面 202.5.7 工序 7：铣 168 槽 21第 3 章夹具设计 223.1 提出问题 213.2 设计思想 213.3 夹具设计 22总结 25参考文献 26致 27附录 128附录 233. . . . 1 / 44前 言机械制造工业是为现代化建设提供各种机械装备的部门，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一。我国机械制造工业虽然取

12、得了很大的进步，但与工业发达的国家相比，在生产能力、技术水平、管理水平和劳动生产率等方面，还有很大的差距。因此，我国的机械制造工业今后的发展，除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密工艺，为高新技术产品的生产提供新工艺、新装备，加强基础技术研究，强化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。制造自动化与其发展是机械制造行业中的最新技术进步的又一个标志，但随着数控加工的应用的推广，CAD 和 CAM 逐步进入实用阶段，特别是柔性制造系统（FMS）的出现，提高生产效率，降低成本，同时也保证了产品的质量和改善了劳动条件。

13、目前，计算机集成制造系统（CIMS）正在研究和开发，也即将投入使用，它的出现将会更大程度的改变现代世界的机械行业。我研究的课题是拨叉。拨叉应用在变速箱的换档机构中，拨叉头孔套在变速叉轴上。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变换操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位，从而改变速度。该拨叉在改换档位是要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件具有足够的强度和刚度以与韧性，以适应拨叉的工作条件。该拨叉形状特殊，结构简单。为实现换档变速的功能，其叉轴空与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面

14、在工作中需要承受冲击载荷，为增强起耐磨性，该表面要求高频淬火处理。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工。并在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工表面又提高了换档是叉脚端面的接触刚度。该零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。毕业设计是本专业培养我们的最后一个综合性的实践教学环节，通过完成一定的生成设计或科研试制任务，获得运用基本理论的工程技术训练达到综合素质和能力的. . . . 2 / 44提高。其目的的培养我们独立分析和处理专业问题的能力。第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用拨叉应用在变速箱的换档机构中，拨

15、叉头孔套在变速叉轴上。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变换操纵机构就通过拨叉头部的操纵 槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位，从而改变速度。该拨叉在改换档位是要承受弯曲应力和冲击载荷的用，因此该零件具有足够的强度和刚度以与韧性，以适应拨叉的工作条件。该拨叉形状特殊，结构简单。为实现换档变速的功能，其叉轴空与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需要承受冲击载荷，为增强起耐磨性，该表面要求高频淬火处理。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工。并在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工表面又提高了换档

16、是叉脚端面的接触刚度。该零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要；高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求零件的 25 孔与操纵机构相连，55 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与加工表面之间的位置要求：（1）小头孔 25023. 00（2）小头孔轴线侧面端面的距离03 . 023（3）大头半圆孔 4 . 0055与其端面（4）两孔中心距 1 . 02 .

17、 05 .134（5）168 槽. . . . 3 / 44（6）40 外圆斜面（7）工件尺寸为 40 的外侧面（8）大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.08m。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与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。第 2 章 工艺规程设计机械加工工艺规程的制订原则:机械加工工艺规程的制订原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量前提下，能尽量提高劳动生产率

18、和降低成本。在制订工艺规程时应注意以下问题：1技术上的先进性在制订机械加工工艺规程时，应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。2经济上的合理性在规定的生产纲领和生产批量下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，一般要求工艺成本最低。充分利用现有生产条件，少花钱、多办事。3有良好的劳动条件在制订工艺方案上要注意采取机械化或自动化的措施，尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全、创造良好、文明的劳动条件。由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单

19、位、编号都要符合相应标准。必须可靠地保证零件图上技术要求的实现。在制订机械加工工艺规程时，如果发现零件图某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改零件图或不按零件图去做。制订机械加工工艺规程的容和步骤:. . . . 4 / 441计算零件年生产纲领，确定生产类型。2对零件进行工艺分析。 在对零件的加工工艺规程进行制订之前，应首先对零件进行工艺分析。其主要容包括：(1)分析零件的作用与零件图上的技术要求。(2)分析零件主要加工表面的尺寸、形状与位置精度、表面粗糙度以与设计基准等；(3)分析零件的材质、热处理与机械加工的工艺性。3确定毛坯。 毛坯的种类和质量对零件加工质量、生

20、产率、材料消耗以与加工成本都有密切关系。毛坯的选择应以生产批量的大小、零件的复杂程度、加工表面与非加工表面的技术要求等几方面综合考虑。正确选择毛坯的制造方式，可以使整个工艺过程更加经济合理，故应慎重对待。在通常情况下，主要应以生产类型来决定。4制订零件的机械加工工艺路线。 (1)确定各表面的加工方法。在了解各种加工方法特点和掌握其加工经济精度和表面粗糙度的基础上，选择保证加工质量、生产率和经济性的加工方法。(2)选择定位基准。根据粗、精基准选择原则合理选定各工序的定位基准。 (3)制订工艺路线。在对零件进行分析的基础上，划分零件粗、半精、精加工阶段，并确定工序集中与分散的程度，合理安排各表面的

21、加工顺序，从而制订出零件的机械加工工艺路线。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个方案，分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。5.确定各工序的加工余量和工序尺寸与其公差。6.选择机床与工、夹、量、刃具。机械设备的选用应当既保证加工质量、又要经济合理。在成批生产条件下，一般应采用通用机床和专用工夹具。7.确定各主要工序的技术要求与检验方法。8.确定各工序的切削用量和时间定额。单件小批量生产厂，切削用量多由操作者自行决定，机械加工工艺过程卡片中一般不作明确规定。在中批，特别是在大批量生产厂，为了保证生产的合理性和节奏的均衡，则要求必须规定切削用量，并不得随意改动。9.填写工艺文件。. . . .

22、5 / 442.1 确定毛坯的制造形式零件是由毛坯按照其技术要求经过各种加工而最后形成的。毛坏选择的正确与否，不仅影响产品的质量，而且对制造成本也有很大影响，因此，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义。 1.毛坯的种类:毛坯的种类很多，同一种毛坯又有多种制造方法。机械制造中常用的毛坯有以下几种。 零件是由毛坯按照其技术要求经过各种加工而最后形成的。毛坏选择的正确与否，不仅影响产品的质量，而且对制造成本也有很大影响，因此，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义。 毛坯的种类很多，同一种毛坯又有多种制造方法。机械制造中常用的毛坯有以下几种。 （1）铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造技术制造。目前大

23、多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。 （2）锻件 机械强度要求高的钢制作，一般要用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件两种。 自由锻造锻件是在锻锤或压力机上，通过专用锻模而锻制作成形的锻件。它的精度和表面质量均比自由锻造好，可以使毛坯更接近工件接近工作形状，加工余量很小。同时由于模锻件的材料纤维组织分布好，锻制件的机械强度高。模锻的生产效率高，但需要专用的模具，且锻锤的吨位也要比自由锻造大。主要适用于批量较大的中小型零件。 （3）型材 型材按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、槽钢与其他特殊截面的型

24、材。型材有冷拉和热轧的两种。热轧的精度低，价格较冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸较小，精度高，易于实现自动送料，但价格贵，多用于批量较大在自动机床上进行加工的情况。 （4）焊接件 将型钢或钢板，焊接成所需的结构，适于单件小批生产中制造大型毛坯，其优点是制造简便，周期短，毛坯重量轻；缺点是焊接件抗振性差，由于应力重新分布引起的变. . . . 6 / 44形大，因此在进行机械加工前需经时效处理。 （5）冲压件 在冲床上用冲模将板料冲制而成。冲压件的尺寸精度高，可以不再进行加工或只进行精加工，生产效率高。适于批量较大而厚度较小的中小型零件。 （6）冷挤压件 在压力机上通过挤压模挤压面成。

25、生产效率高。冷挤压毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再进行机械加工，但要求材料塑性好，主要为有色金属和塑性好的钢材。适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。如仪表上和航空发动机中的小型零件。 （7）粉末冶金 以金属粉末为原料，在压力机上通过模具压制成型后经高温烧结而成。生产效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再时行精加工，但金属粉末成本较高，适于大批大量生产中压制形状较简单的小型零件。2.毛坯的选择技术选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素：（1） 零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造技术，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸

26、件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造技术。（2） 零件材料的技术性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。（3） 零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造技术制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯，尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。（4）现有的生产条件. .

27、 . . 7 / 44选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以与外协的可能性和经济性等。3.毛坯的形状与尺寸毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸与加工余量等因素确定的，并尽量与零件相接近，以达到减少机械加工的劳动量，力求达到少或无切削加工。但是，由于现有毛坯制造技术与成本的限制，以与产品零件的加工精度和表面质量要求愈来愈来高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工达到零件的技术要求。毛坯尺寸与零件图样上的尺寸之差称为毛坯余量。铸件公称尺寸所允许的最大尺寸和最小尺寸之差称为铸件尺寸公差。毛坯余量与毛坯的尺寸、部位与形状有关。如铸 6 造毛坯的加工余

28、量，是由铸件最大尺寸、公称尺寸（两相对加工表面的最大距离或基准面到加工面的距离） 、毛坯浇注时的位置（顶面、底面、侧面） 、铸孔的尺寸等因素确定的。对于单件小批生产，铸件上直径小 30mm 和铸钢件上直径小于 60mm 的孔可以不铸出。而对于锻件，若用自由锻，当孔径小于 30mm 或长径比大于 3 的孔可以不锻出。对于锻件应考虑锻造圆角和模锻斜度。带孔的模锻件不能直接锻出通孔，应留冲孔连皮等。毛坯的形状和尺寸的确定，除了将毛坯余量附在零件相应的加工表面上之外，有时还要考虑到毛坯的制造、机械加工与热处理等技术因素的影响。在这种情况下，毛坯的形状可能与工件的形状有所不同。例如，为了加工时安装方便，

29、有的铸件毛坯需要铸出必要的技术凸台。技术凸台在零件加工后一般应切去。又如车床开合螺母外壳，它由两个零件合成一个铸件，待加工到一定阶段后再切开，以保证加工质量和加工方便。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。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。查机械制造工艺设计简明手册第 41页表 2.2-5，选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。2.2 基面的选择. . . . 8 / 44基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基

30、面选择的正确与合理，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，甚至还会造成零件大批报废，使生产无常进行。精基准原则：（1）保证相互位置要求的原则（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则（3）便于工件装夹的原则（4）粗基准一般不得重复使用的原则粗基准原则：（1）基准重合（2）统一基准原则（3）互为基准原则（4）自为基准原则（5）便于装夹原则1.粗基准的选择 因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择 40mm 圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度，达到完全定位。2.精基准的选择 主要因该考虑基准重合的问题。当设计基

31、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，此处不在重复。2.3 制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度与位置精度等技术要求，以与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,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。工序顺序的安排原则：（1）先加工基准面，再加工其它表面. . . . 9 / 44（2）一般情况下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序热处理工序与表面处理工序的安排原则：（1）为了改善切削性能而进行的热处理工序（

32、如退火、正火、调质等） ，应安排在切削加工之前。（2）为了消除应力而进行的热处理（如人工时效、退火、正火等） ，最好安排在粗加工之后。（3）为了改善材料的力学物理性能，半精加工之后，精加工之前常安排淬火,淬火-回火，渗碳淬火等热处理工序。（4）对于高精度精密零件，在淬火后安排冷处理（使零件在低温介质中继续冷却到零下 80 度）以稳定零件的尺寸。（5）为了提高零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序以与以装饰为目的而安排的热处理工序和表面处理工序（如镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝处理等）一般都放在工艺过程的最后。1工艺路线方案一工序 1 粗镗，半精镗 55 孔工序 2 粗铣，精铣 55 孔两端面工

33、序 3 铣断，使之为两个零件工序 4 粗铣，精铣尺寸为 40 的外侧面工序 5 铣 40 外圆斜面工序 6 铣 168 槽工序 7 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔工序 8 去毛刺；工序 9 终检。2工艺路线方案二工序 1 铣断，使之为两个零件工序 2 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔工序 3 粗铣，精铣尺寸为 40 的外侧面工序 4 铣 168 槽. . . . 10 / 44工序 5 粗镗，半精镗 55 孔工序 6 粗铣，精铣 55 孔两端面工序 7 铣 40 外圆斜面工序 8 去毛刺；工序 9 终检。3工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工 55 孔，以便于后续加工，并利用了

34、两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案二是先铣断，使之为两个工件，分别加工。先加工小头孔，然后以小头孔为基准，进行其他工序的加工。显然，方案二不如方案一效率高。但由于大头孔端面和槽都与小头孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；大头孔应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工 55 大头孔。可以将工序定为：工序 1 粗镗，半精镗 55 孔，以 40 外圆面为粗基准，选用 T740 型卧式金刚镗床和专用夹具工序 2 铣断，使之为两个零件，选用 X60 卧式铣床和专用夹具。工序 3 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔，以 40 外

35、圆为定位基准，选用 Z5125A 立式钻床和专用夹具。工序 4 粗、精铣 55 孔两端面，以 25 孔定位，选用 XA6132 卧式铣床和专用夹具。工序 5 铣 40 外圆斜面，以 25 孔定位，选用 XA6132 卧式铣床和专用夹具。工序 6 粗铣、精铣尺寸为 40 的外侧面，以 25 孔定位，选用 XA6132 卧式铣床和专用夹具。工序 7 铣 168 槽，以 25 孔定位，选用 x61W 型万能铣床和专用夹具。工序 8 去毛刺；工序 9 终检。见表 2.1表 2.1 工艺过程. . . . 11 / 44工序号工序名称工序容车间工段设备工艺装备1镗孔粗镗至 53 孔半精镗至 55 孔镗床

36、车间2T740 型卧式金刚镗床专用夹具，硬质合金 YT5 镗刀，游标卡尺2铣断铣断，使之为两个零件铣床车间1X60 卧式铣床 专用夹具，中齿锯片铣刀3钻、扩、铰孔1）钻 23 的孔2）扩孔至 24.8 3）粗铰孔至 24.94 4）精铰孔至 25 钻床车间4Z5125A 立式钻床专用夹具，23麻花钻，24.8的扩刀，铰刀，游标卡尺，径千分尺4铣削粗铣 55 孔两端面至 13精铣 55 孔两端面至 12铣床车间2XA6132 卧式铣床专用夹具，硬质合金钢端铣刀，游标卡尺 续表2.15铣削粗铣 40 外圆斜面铣床车间1XA6132 卧式铣床专用夹具，高速钢镶齿三面刃铣刀，游标卡尺，6铣削粗铣尺寸为

37、 40 的外侧面至23.5精铣尺寸为 40 的外侧面至 23铣床车间2XA6132 卧式铣床专用夹具，硬质合金钢端铣刀，游标卡尺7铣槽铣 168 的槽铣床车间1x61W 型万能铣床专用夹具，高速钢直齿三面刃铣刀，游标卡尺8去毛刺专用夹具9终检检验车塞规，卡尺等. . . . 12 / 44间2.4 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定“CA6140 车床拨叉” ；零件材料为 HT200，硬度 190210HB，毛坯重量 1.12kg，生产类型中批量，铸造毛坯。1，毛坯图 如图 2.12.1 毛坯图2、圆柱表面工序尺寸见表 2.2表 2.2 圆柱表面工序尺寸加工表面加工容加工余量精度等级工序尺

38、寸表面粗糙度铸件6.0CT125 . 149粗镗4.0IT12250. 00536.355IT12半精镗2.0IT104 . 00553.2钻孔23IT11110. 002325IT7扩孔1.8IT10084. 008 .246.3. . . . 13 / 44粗铰孔0.14IT8033. 0094.243.2精铰孔0.06IT7023. 00251.63、平面工序尺寸见表 2.3表 2.3 平面工序尺寸加工表面加工容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度铸件5.0CT125 . 117 粗铣4.0IT12025. 0136.355 孔的上下端面精铣1.0IT1006. 018. 0123.2铸件

39、2.0CT125 . 125粗铣1.5IT1223.50- 0.66.3尺寸为40 的外侧面精铣0.5IT10230- 0.33.22.5 确立切削用量与基本工时2.5.1 工序 1：粗镗，半精镗 55 孔机床：T740 型卧式金刚镗床，加专用夹具刀具：选用 90硬质合金 YT5 镗刀，1. 粗镗孔至 53 mm(1)背吃刀量 ap 单边余量 Z2 mm,可一次切除，则 ap2mm。(2)进给量 f 查得 f=0.21 mm/r(3)切削速度 vc 查得 vc=1.28 m/s则，ns=7.69 r/s (461.5 r/min)1000vd1000 1.28 53. . . . 14 / 4

40、4按机床选取 nw=7.16 r/s ( 430 r/min)所以实际切削速度 vc = = =1.19 m/snd10007.16 53 1000(4)切削工时 tt= = =0.22 minLi + Lw + Lonf17 + 2 + 1430 0.212.半精镗孔至 55 mm选用一个刀杆，T60 卧式镗床同时对工件进行粗，半精镗孔，故进给量，切削速度与工时均与前一样即：f=0.21 mm/rnw=7.16 r/s ( 430 r/min)t=0.22 min2.5.2 工序 2： 铣断机床：选用 X60 卧式铣床，专用夹具刀具：中齿锯片铣刀 d=160mm L=4 mm z=40刀具寿

41、命：查表高速钢切断铣刀 d40T=45 min（1）切削用量 apap=17 mm 一次走刀切断（2）进给量 fz查得 fz=0.1 mm/z（3）切削速度 vc查表：vc =54.9 m/min 查得 vc=1.28 m/sns100054.9/(3.14160)=109r/min1000vd根据 x60 卧式铣床说明书设计手册表 按机床选取 nw=100r/min所以实际切削速度 vc = =1601003.14/1000=50.24 m/min（4）计算基本工时nd1000. . . . 15 / 44此时工作台每分钟进给量fm应为：min/400100401 . 0mmnZffwzm查

42、切削手册表 4.2-40，刚好有min/400mmfm。计算切削基本工时：tm=0.5 minl + y + fm160 + 404002.5.3 工序 3： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔1.加工条件工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：钻 25 的孔，其表面粗糙度值为 Rz=1.6 m；先钻 23 的孔在扩 24.8的孔，再粗铰 24.94 孔，再精铰 25 孔。机床：Z5125A 立式钻床，专用夹具。刀具：23 麻花钻，24.8 的扩刀，铰刀。2.计算切削用量（1）钻 23 的孔。进给量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导P47 表 2-23 钻孔进给量 f 为 0.390.47 mm/r

43、，由于零件在加工23mm 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则f=(0.390.47)0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取 f=0.25mm/r。此工序采用23 的麻花钻。所以进给量 f=0.25mm/z 钻削速度切削速度：根据手册表 2.13 与表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。ns1000vdmin)/(24.24923181000r根据手册 ns=300r/min,故切削速度为. . . . 16 / 44vc = nd1000min)/(67.21100030023m 切削工时l=23mm，l1=13.2mm.查工艺手册P9-143 表 9.4

44、-31，切削工时计算公式：(min)55. 125. 03002 .132380211nwfllltm （2）扩 24.8 的孔 扩孔的进给量查切削用量手册表 2.10 规定,查得扩孔钻扩 24.8 的孔时的进给量,并根据机床规格选取 F=0.3 mm/z切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表 28-2 确定为V=0.4V 钻其中 V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度 故V=0.421.67=8.668m/minmin)/(3 .1118 .24668. 810001000rdwvns按机床选取nw=195r/min.切削工时切削工时时切入 L1=1.8mm,切出 L2=1.5m

45、m(min)4 . 13 . 01955 . 18 . 180211nwfllltm（3）粗铰 24.94 的孔粗铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的 1/21/3,故F=1/3f 钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V 钻=1/321.67=7.22m/minmin)/(2 .9294.2422. 710001000rdwvns. . . . 17 / 44切削速度按机床选取 nw=195r/min,所以实际切削速度min)/(27241000mdwnwV切削工时切削工时,切入 l2=0.14mm,切出 l1=1.5mm.(mi

46、n)18. 41 . 01955 . 114. 080211nwfllltm（4）精铰 25 的孔精铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的 1/21/3,故F=1/3f 钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V 钻=1/321.67=7.22m/minmin)/(975.912522. 710001000rdwvns切削速度按机床选取 nw=195r/min,所以实际切削速度min)/(3 .151000195251000mdwnwV切削工时切削工时,切入 l2=0.06mm,切出 l1=0mm.(min)1 . 41 . 0195006. 080211nwf

47、llltm2.5.4 工序 4：粗铣，精铣 55 孔上、下端面1.粗铣 55 孔上下端面。机床：XA6132 卧式铣床，专用夹具。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校验合格。（6）计算基本工时tmL/ Vf=(125+30)/375=0.41min.2. 精铣 55 孔上下端面。（1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需长度。（2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查切削手册选 f=0.5 mm/z。（3） 查后刀面最大磨损与寿命 查切削手册表 3.7，后刀面最大磨损为 1.0

48、1.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min（4） 计算切削速度 按切削手册 ，将 f 降一级为 f=0.5 mm/z。查得 Vc110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s据 XA6132 铣床参数，选择 nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度 V c=600.4,实际进给量为 fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。（5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为 Pcm=56.3kwPcc=2.7kw。故校验合格。. . . . 19 / 44（6）计算基本工时tmL/ Vf=(125+30)/375=0.41min.2.5.5

49、工序 5：铣 40 外圆斜面机床：XA6132 卧式铣床，专用夹具。刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀(1)进给量 f 查表 af=0.15 mm/z (2)切削速度 vc 查得 v=27 m/mind=175mm 齿数 z=16则 ns=49 r/min1000vd1000 273.14 175按机床选取 nw=47.5 r/min所以实际切削速度 vc = =26.1 m/minnd1000 175 47.51000(3)基本工时 tt =2 minLi + Lw + Lonf175 + 5347.5 16 0.152.5.6 工序 6：粗铣、精铣尺寸为 40 的外侧面机床：XA6132 卧式铣床

50、，专用夹具。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=60,深度 apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。（6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。2.精铣（1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需长度。（2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量 f=0.14 mm/z。（3） 查后刀面最大磨损与寿命 查切削手册表

51、3.7，后刀面最大磨损为 1.01.5mm。查切削手册表 3.8，寿命 T=180min（4） 计算切削速度查得 Vc98mm/s，则 n=439r/min,Vf=490mm/s据 XA6132 铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。（5)校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。. . . . 21 / 44最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/m

52、in,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。（6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。2.5.7 工序 7：铣 168 槽机床：x61W 型万能铣床，专用夹具刀具：高速钢直齿三面刃铣刀 do=16mm， 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数 z=24（1）走刀量 f 由表查得 f =0.67 mm/r（2）铣刀磨钝标准和耐用度由表查得 磨钝标准为 0.20.3 耐用度为 T=150min （3）切削速度 v 由式vPuwYfXpmqVkzaaaTdCVVVVv0v 查表得其中： 修正系

53、数0 . 1vk40VC2 . 0vq1 . 0vX4 . 0vY5 . 0vu1 . 0vp m=0.5 mmzfaf028. 02467. 06wa8pa代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s 则 min/5 .390/5 . 61000rsrdwvns按机床选取主轴转速为 6.33 r/s所以，实际切削速度为 min/2 .196/27. 31000msmdnvww（4）.计算切削工时=0.55misznaylvLTffm77.32. . . . 19 / 44第 3 章 夹具设计零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生

54、产时还要用机床夹具。他们时机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛

55、地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用围必不可少重要手段。机床夹具的功能在机床上应用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。1.机床夹具的主要功能:机床夹具的主要功能是装夹工件，使工件装夹中的定位和夹紧。（1）定位 确定工件在夹具中占有正确的位置的过程，定位是通过工件定位基准而与夹具定位元件的定位面接触成配合实现的正的定位可以保证加工面的尺寸和位置的精度要求。（2）夹紧

56、工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不错的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用若不将其固定，则工件会松动、脱离，因此夹紧为工件提高了安全和可靠的加工条件。2机床夹具的特殊功能:机床夹具的特殊功能主要是对刀与导向。. . . . 20 / 44（1）对刀 调整刀具切削相对工件或夹具的正确位置如铣床夹具中饿对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。（2）导向 如铣床夹具中的钻模板与钻套，能迅速的确定钻头的位置，并引导其进行钻削，导向元件制成模板形成故钻床夹具长称为钻模、镗床夹具（镗模）也是具有导向的功能的。机床夹具组成和分类: （1）系统元件 （2）夹紧元件 （3）夹具体 （

57、4）连接元件 （5）对刀与导向装置 （6）其他元件或装置机床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容。1.定位元件 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。2.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。3.夹具体 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。机床夹具的设计特点：用夹具装夹工件的优点如下： （1）所保证加工精度 用夹具

58、装夹工件时工件相对刀具与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. . . . 21 / 44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与废品率下降等原因，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

59、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。当采用气动、液动等夹紧装置时可减少工人的劳动强度，保证安全生产延长工人的操作寿命，提高企业整体的技术水平3.1 提出问题（1）怎样限制零件的自由度；V 形块限制 4 个自由度，定位块限制 1 个自由度，限位销限制 1 个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合 V 形块夹紧工件，定位块起支撑工件的作用。（3）设计的夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和扩刀、铰刀，排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。（4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。3.2 设计思想设计必须保证零件的加工精度，

60、保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。夹具设计的基本要求：（1）工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。（2）夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。 （3）夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。对于夹具体上用来安装定位元. . . . 22 / 44件、对刀（或导向元件）的工作表面，应提出相应的尺寸、几何公差以与粗糙度的具体要求，并作相应的热处