车床CA6104拨叉(0407)设计说明书

说明书内页第PAGE４８页GUANGXIPAGE１８PAGE４８机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：设计CA6140车床拨叉（0407）零件的机械加工工艺规程及其工艺装备（年产量4000件）设计者指导老师教研室2011年07月06日广西大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计CA6140车床拨叉零件（0407）的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量4000件）内容：1、零件图1份2、机械加工工艺过程综合卡片1份夹具结构设计装配图1份夹具零件图1份4、课程设计说明书1份院系、专业班级名称机械工程及自动化082班学生姓名指导教师院长车床CA6140拨叉零件（0407）零件图车床CA6140拨叉零件（0407）零件图目录

序言……………3一、设计题目………3二、生产类型………3三、零件分析1、零件的作用……………………32、零件的工艺分析………………4四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状…4五、工艺规程设计…………………41、定位基准的选择………………42、零件表面加工方法的选择…………………53．制订工艺路线………………64、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸…85、确定切削用量及基本工时…………………11六、夹具设计………32七、参考文献………35八、总结……………36序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、设计题目：设计CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。生产类型为该零件年产量为4000件，属于中批量生产。三、零件分析1、零件的作用：题目给定的零件是CA6140车床上直径接近φ55mm的传动轴上的拨叉。主要作用一是传递扭矩，使车床获得运行的动力；二是当车床需要变速时，可经过拨叉变换需要工作的齿轮从而改变了传动路线，零件上的φ55的孔，使拨叉拨动齿轮从而得到所需传动路线，而与φ22mm孔相配合的拨叉轴通过M8的螺纹孔和两个锥销孔φ8传递扭矩。2、零件的工艺分析：CA6140车床拨叉共有五组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：（1）、以φ22mm孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：两个的mm孔，距离尺寸为50mm的与mm孔的轴线相垂直的两个端面，在圆柱面上的两个ø8mm锥孔，及一个M8螺纹孔，其中mm的孔和它的两端平面以为主要加工平面。（2）、以φ55mm孔为中心的加工表面：这组加工表面包括：一个mm的孔，距离尺寸为mm的与孔mm孔的轴线相垂直的两个mm孔及端面。这两组加工两面之间有着一定的位置要求，主要是：第一组加工表面中的两外端平面与孔mm孔中心线的垂直度公差为0.05mm；第二组加工表面中的两外端平面与孔mm中心线垂直度公差为0.07mm；由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，先加工以孔mm孔中心的那组加工表面，再借助夹具加工另一组加工表面，并保证它们的位置精度。四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状考虑到车床拨叉工作条件不差，即无交变载荷，又属间歇工作，零件材料为HT200灰铸铁。由于零件为中批量生产，可采用金属型浇注铸造，以提高生产率并保证毛坯精度。由于零件形状较简单，因此毛坯形状可与零件形状尽量相近，22φ孔、螺纹孔和锥孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定，那时再设计、绘制毛坯图。五、工艺规程设计1、定位基准的选择（1）粗基准的选择根据“保证不加工表面与加工表面相互位置精度”的粗基准选择原则，现选φ40的两小头侧表面与零件底面作粗基准。底面为定位面，限制X、Y轴转动，Z方向移动，三个自由度；两小头侧面用短V块定位，限制X、Y方向位移和Z轴旋转，三个自由度。（2）精基准的选择主要应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，详见后。2、零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面、内孔、内螺纹、锥孔、缺口等，材料HT200。参考《机械制造工艺简明手册》可知：、mm内孔：公差等级IT7，表面粗糙度Ra1.6μm，毛坯为实心，未冲孔。采用钻→扩→粗铰→精铰（表1.4-7）。（2）、mm内孔：公差等级IT12，表毛坯为铸孔，，表面粗糙度Ra1.6μm，采用粗车→半精车（表1.4-7）。（3）、mm孔的外端面：两端面间距为50mm公差等级为自由公差，面粗糙度Ra3.2μm,采用粗车→半精车。表(1.4-8)。（4）、mm孔端面：端面间距为mm，公差等级为IT11至IT12之间，表面粗糙度Ra3.2μm，两端面对mm内孔轴线的垂直度要求IT8至IT9之间，采用粗车→半精车（表1.4-8）。（5）、切断面：断面表面粗糙度Ra6.3μm,公差为自由公差，采用粗铣(表1.4-8)。（6）、锥孔：两个径向孔为自由公差等级，表面粗糙度Ra1.6μm,采用钻铰（表1.4-7）。（7）、M8内螺纹：精度等级为自由公差等级，表面粗糙度Ra6.3μm,采用钻底孔→攻螺纹（表1.4-7，1.4-14，1.4-17）。3．制订工艺路线：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。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用一般机床配以适当夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本昼下降。（1）工艺路线方案一:工序1车Φ40mm端面，车Φ73mm上沉头孔，车Φ55mm内圆，钻，扩铰Φ22mm孔。

工序2车Φ73mm下沉头孔。

工序3中检。

工序4铣断铸件.

工序5钻螺纹底孔φ6.7。

工序6攻螺纹M8mm。工序7钻锥孔

工序8终检（2）工艺路线方案二:工序1粗车半精车Φ40mm端面，工序2钻扩铰Φ22mm孔。

工序3粗车半精车Φ55mm内圆。粗车半精车Φ73mm下沉头孔工序4粗车半精车Φ73mm上沉头孔工序5铣断铸件.

工序6中检。工序7钻M8mm螺纹底孔φ6.7。

工序8攻螺纹M8mm。工序9钻锥孔工序10去毛刺，清洗。工序11终检入库

（3）工艺方案比较分析:上述两方案:方案一二就是前两个工序有区别，虽然方案一可以在一台机床上加工更多的工步，但在加工过程中需要移动工件，Φ22mm的位置精度较难得到保证，再者是夹具的设计较复杂，虽然方案二需要把工件移到钻床上加工，但只要有专用夹具，Φ22mm的位置精度也可以得到很好的保证。因此方案二为合理。

具体工艺过程如下：工序1:粗车、半精车Φ40mm端面；以φ40的两小头侧面和底面作粗基准完全定位，选用C620—1卧式车床专用夹具。

工序2:钻扩铰φ22孔。以上道工序已加工的φ40的端面和φ40的两头侧面作精基准完全定位，选用Z550立式钻床专用夹具。工序3:粗车半精车φ55内孔，粗车、半精车Φ73mm下沉头孔。以上道序已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，选用C620—1卧式车床专用夹具。工序4:粗车、半精车Φ73mm上沉头孔。以已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，选用C620—1卧式车床专用夹具。工序5:铣断铸件.采用X61W普通铣床专用夹具。以已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，工序6：中检，检测各个工艺尺寸，不合格的舍弃或重加工。

工序7：钻攻M8mm螺纹底孔φ6.7。以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面孔作精基准完全定位

工序8：攻螺纹M8mm。以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面作精基准完全定位，采用Z550立式钻床专用夹具。工序9：钻锥孔底孔，以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面作精基准完全定位采用Z550立式钻床专用夹具。工序10:去毛刺，清洗工序11:终检入库4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图（1）确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯图铸件的机械加工余量按（GB6414-86）和（GB/T11351-89）确定，确定时，根据零件重量来初步估算毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由《工艺手册》表2.2-4和2.2-5查得各孔及端面的加工余量。查得单边尺寸公差等级为CT8,加工余量等级为MA-F；双边尺寸公差等级为CT8，加工余量等级为MA-F。本零件“CA6140拨叉”材料为HT200，硬度为151至229HBS，毛坯重量估算约1.2kg,生产类型为大批量生产，采用金属型铸造毛坯。内孔表面（φ55mm）毛坯余量：查《工艺手册》表2.2-5和2.2-4得直径余量2Z=5mm(φ55mm孔需粗车、半精车），另查表2.2-1得：φ55mm孔直径公差为2.0mm，即毛坯尺寸为mm。40mm小头的端面毛坯余量：查《工艺手册》表2.2-5和2.2-4得单边余量Z=2.5mm（该端面需粗车、半精车），另查表2.2-1得长度方向尺寸公差为1.8mm,即长度方向毛坯尺寸为mm。mm两孔毛坯为实心，未冲出孔。（2）、确定工序余量、工序尺寸及其公差：本零件的各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已在前面根据有关资料确定。本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可根据《工艺手册》表2.2-5，2.2-4和2.2-1等确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出确定，而为加工总余量（毛坯余量）减去其余（后续）工序（或工步）各加工余量之和。加工表面工序或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（μm）公差等级公差40mm半精车Z=0.550IT8自由公差50Ra3.2粗车Z=1.550.5IT110．190Ra12.5毛坯Z=2.552.5——1.8——22mm半精铰2Z=0.1Φ22IT70.021Ra1.6粗铰2Z=0.2Φ21.9IT90.033Ra3.2扩孔2Z=1.7Φ21.7IT110.084Ra6.3钻孔2Z=20Φ20IT130.33Ra12.5毛坯实心——————————mm的孔半精车2Z=155IT120.04Ra3.2粗车2Z=354IT130.39Ra6.3毛坯2Z=4512mm孔的下外圆端面半精车Z=125IT8～IT100.10Ra3.2粗车Z=426IT11～IT120.120Ra6.3毛坯Z=530——2.0——mm孔的上外圆端面半精车Z=120IT8～IT100.14Ra3.2粗车Z=421IT11～IT120.25Ra6.3毛坯Z=525IT100.10铣断精铣2Z=4————————Ra6.3毛坯————————————M8螺纹孔攻螺纹——M8自由公差自由公差M8——钻孔2Z=6自由公差自由公差Φ6——毛坯实心——————————锥孔钻孔2Z=6Φ6自由公差自由公差Φ6——毛坯实心——————————本零件各加工表面的各工序（或工步）的经济精度，表面粗糙度的确定，除最后工序（或工步）是按零件图样要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据《工艺手册》表1.4-7，1.4-8和1.4-11并参考表1.4-17等来确定公差等级（即IT）和表面粗糙度。本零件各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度如下表4.1所示。表4.1未注单位:mm表4.1未注单位:mm注：①——查《工艺手册》表2.3-9②——查《工艺手册》表2.3-125、确定切削用量及基本工时在工艺文件中要进一步确定每一步的切削用量背吃刀量（即切削的深度）、进给量f及切削速度V。确定方法是：先确定切削深度（由工序或工步余量确定切削深度精半精加工全部余量在一次加工余量；而粗加工全部余量也最好在一次走刀中去除，在中等机床上一次走刀中去除）和进给量（根据本工序或工步的加工表面粗糙度确定进给量，对于粗加工的工步，根据加工表面粗糙度初选进给量后还还要校验进给机构的强度）再确定切削速度（可用查表法和计算法得出切削速度），再用公式V=3.14dn/1000,换算出所查出所得的n查，根据n查在机床实有的主轴转速表中先取接近的主轴转速n机，再由3.14dn机/1000再算出V机填入工艺文件中。对于粗加工先取实际的切削V机、实际进给量f机和背吃刀量后，还要较检机床的功率是否足够等，才能作为最后的切削量填入工艺文件中。切削用量及基本时间的确定（1）加工条件：工件材料：HT200灰铸铁，=190HBS～210HBS。加工要求：粗车、半精车Φ40mm端面，机床为C620-1工件装夹在车床专用夹具上。（2）确定切削用量及基本工时：切削用量的确定全部采用查表法。工序1粗车半精车Φ40mm端面粗车Φ40mm端面①选择刀具：选择90°焊接式偏头外圆车刀；由于C620-1车床的中心高为200mm（参看C630车床说明书或《切削用量手册》第三版，表1.31）按《切削用量手册》表1.1选取刀杆尺寸为16mmⅹ25mm（宽ⅹ高），刀片厚度为4.5mm；粗车、半精车零件下端面毛坯（HT200）选择YG8硬质合金刀具材料；选择车刀几何形状：前刀面形状为平面带倒菱形，前角r。=10°，后角a。=8°，主偏角k=90°,副偏角k’=10°,刃倾角=-10°，刀尖圆弧半径r=0.8mm。②确定切削用量（a）确定背吃刀量单边毛坯余量Z=2.5mm，粗车时=2mm，一次走；（b）确定进给量根据《切削手册》表，在加工材料为铸铁、刀杆尺寸为16mmⅹ25mm、<=3mm、工件直径为100--400mm时：（由于是断续加工故乘以f=（0.8--1.2）*0.85mm按C620—1车床说明书（参考《切削手册》表1-30）横向进给量取粗车：f机=0.4mm（c）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表3.7，车刀后刀面最大磨损量为1.0T=60min。（d）计算切削速度Vc（采用查表法）根据《切削手册》表1.11，当用YG6硬质合金刀具加工=220HBS～219HBS灰铸铁：粗车时<=4mm、f<=0.42时，切削速度vc1=80m/min；由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表由于实际车削过程使用条件的改变，根据表１.２８，修正系数：＝１.０，＝０.８５＝0.83＝１.24，Ksv=0.8=0.89，故粗车：=80×1.0×0.85×0.83×1.24×0.8×0.89=49.83m/minn=1000×/（π×d）=99.183r/min根据《切削手册》表1.30有（粗车取小）：n1机=90r/min则实际的切削速度为：Vc1=πn机d/1000=45.216m（e）效验机床功率：显然粗车功率大于半精车功率，故只需验算粗车功率。切削的功率Pc可由《切削手册》表1.25当HBS=160—245、粗车<=2.8、f<=0.42、Vc<=59m/min时切削的功率Pc1<1.0KW由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：==0.89，==1.0。故实际切削时功率为：Pc实<1KW根据《切削手册》表1.30.当n1机=90r/min时，车床<=主轴许用功率PE=5.9KW。因Pc实<=PE,故所选择的切削用量可在C620-1车床上进行.（f）.校正机床进给机构强度：粗车比半精车进给力Ff小，故只需校正粗车的机床进给机构强度。进给力Ff=AVERAGE()COUNT(IF())可由《切削手册》表1.22（或表1.23）查出，现用查表法：由《切削手册》表1.23，当HBS=190--210,αp<2.8mm,f1<1.2mm/r，f2<1.2mm/r时，Ff=950N。(=1.0=1.17=0.75)由于实际车削过程使用条件的不变，故实际进给里为：Ff=950×1×1.17×0.75=833.625N。根据C620-1车床说明号（见《切削手册》表1.30），进给机构的横向进给fmax=0.52mm/r，因f实≤=Fmax，故所选择的进给量f1=0.4m最后决定的切削用量为：αp1（粗车）=2mm，f1（粗车）=0.4mmn1机（粗车）=90r/min，Vc1（粗车）机=45.216m/min③计算基本工时：按《工艺手册》表6.2-1公式计算l=（160-80）/2=40mm，l1=2mm，l2=0，l3t粗=（l+l1+l2+l3）/(n1机f1机)=1.16min2）半精车Φ40mm端面①选择刀具：选择90°焊接式偏头外圆车刀；由于C620-1车床的中心高为200mm（参看C620-1车床说明书或《切削用量手册》第三版，表1.31）按《切削用量手册》表1.1选取刀杆尺寸为16mmⅹ25mm（宽ⅹ高），刀片厚度为4.5mm；粗车、半精车零件下端面毛坯（HT200）选择YG6硬质合金刀具材料；选择车刀几何形状：前刀面形状为平面带倒菱形，前角r。=10°，后角a。=8主偏角k=90°,副偏角k’=10°,刃倾角=-10°，刀尖圆弧半径r=1.0mm。②确定切削用量（a）确定背吃刀量半精车时=0.5mm，一次走；（b）确定进给量根据《切削手册》表，在加工材料为铸铁、刀杆尺寸为16mmⅹ25mm、<=3mm、工件直径为100--400mm，刀尖圆弧半径r=1.0mm：f=0.25--0.40mm按C620—1车床说明书（参考《切削手册》表1-30）横向进给量取f机=0.27mm（c）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表3.7，车刀后刀面最大磨损量为1.0mm寿命T=60min。（d）计算切削速度Vc（采用查表法）根据《切削手册》表1.11，当用YG6硬质合金刀具加工=220HBS～219HBS灰铸铁：半精车时<=0.8mm、f<=0.42时，切削速度vc1=101m/min；由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表由于实际车削过程使用条件的改变，根据表１.２８，修正系数：＝１.０，＝０.８５＝1.0＝１.24，Ksv=0.8=0.89，故粗车：=101×1.0×0.85×0.8×1.24×1.0×0.89=75.79m/minn=1000×/（π×d）=150.86r/min根据《切削手册》表1.30有（半精车取大）：n1机=185r/min则实际的切削速度为：Vc1=πn机d/1000=92.9m最后决定的切削用量为：αp1（半精车）=0.5mm，f1（半精车）=0.27n1机（半精车）=185r/min，Vc1（半精车）机=92.9m/min③计算基本工时：按《工艺手册》表6.2-1公式计算l=（160-80）/2=40mm，l1=2mm，l2=0，l3=0；T半精=（l+l1+l2+l3）/(n1机f1机)=0.84min工序2钻扩粗铰精铰Φ22mm孔1）钻孔①选择刀具：选择Φ20mm高速钢锥柄麻花钻（《工艺手册》表31-6）钻Φ20mm的孔②确定进给量f：根据《切削手册》表2.7，当铸铁>=200HBS，d0=Φ20mm的时候f=0.43--0.53mmf=（0.43--0.53）×0.5=0.215--0.265mm根据《切削手册》表2.35有取Z550钻床床进给量f=0.19mm③确定切削速度：根据《切削手册》表2.15，查得切削速度Vc=20m/minn查=1000×Vc查/（π×d0）=318.47/mim根据《切削手册》表2.35有：n机=250r/min，故实际切削速度为Vc=πn机d/1000=15.7m/min④计算基本工时：l=50mm，l1=5mm，l2=3mm，2t=2×（l+l1+l2）/(n机f机)=2.10min2）扩孔①选择刀具：选择ф21.7mm②确定进给量f：根据《切削手册》表2.10规定，查得扩孔钻扩ф21.7mm的进给量f=0.7--08mm/r(乘以系数0.7)，得到f=0.49--0.56并根据机床选取（《切削手册》表2.35：f机=0.4mm③确定切削速度：根据《切削手册》表2.15，查得切削速度Vc钻=13m/minVc扩=（1/31/2）×14=4.67-7（m/min）n查=1000×Vc查/（π×d0）=(68.54—102.7)r/mim根据《切削手册》表2.35有：n机=89/min，故实际切削速度为Vc=πn机d0/1000=6.1m/min④计算基本工时：l=50mm，l1=5mm，l2=3mm2t=2×（l+l1+l2）/(n机f机)=3.26min3）粗铰至①选择刀具：专用铰刀②确定进给量f：得粗铰时进给量：f=1.3~2.6mm/r（见《切削手册》表2.11）得=1.17mm/r（《切削手册》表1-30）③确定切削速度：根据《切削手册》表2.24得Vc查=4--8m/minn查=1000×Vc查/（π×d0）=58.14—116.28r/mim根据《切削手册》表1.30有：n机=89r/min，故实际切削速度为Vc=πn机d0/1000=6.12m/min④计算基本工时：l=50mm，l1=5mm，l2=3mm2t=2×（l+l1+l2）/(n机f机)=1.11min4）精铰至①刀具：铰刀②确定进给量f：由表《切削手册》2.25，f=0.2—0.4量f机=0.4mm③确定切削速度：根据《切削手册》表2.24得Vc查=6--10mn查=1000×Vc查/（π×d0）=86.86—144.76r/mim根据《切削手册》表4.2-12有：n机=125r/min，故实际切削速度为Vc=πn机d0/1000=8.64m/min④计算基本工时：l=50mm，l1=5mm，l2=3mm2t=2×（l+l1+l2）/(n机f机)=2.32min工序3：粗车，半精车Φ55mm内圆：粗车，半精车Φ55mm内圆的下端面。2）粗车、半精车Φ55mm内圆①选择刀具选择YG6内孔车刀，参考《工艺手册》表3.1-1或3.1-2，由于C620-1车床的中心高为200查看C620-1车床说明书或(见《切削手册》表1.30)，按《切削手册》表1.1选取刀杆尺寸为16mm*25mm5mm，选择车刀几何形状：前刀面形状为平面带倒菱形，前角0=12°，后角0=8°，主偏角kr=45°,副偏角kr’=10°，刃倾角s=-10°,刀尖圆弧半径r=0.5mm。②确定切削用量（a）确定背吃刀量单边毛坯余量2Z=4mm，粗车时=1.5mm，一次走；半精车时=0.5mm.（b）确定进给量根据《切削手册》表1.5，取：f=0.3—0.4mm/r按C620—1车床说明书（参考《切削手册》表1-30）纵向进给量取粗车f机=0.40mm/r半精车f机=0.30mm/r（c）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量为1.0mm；刀具使命T=60min。（d）计算切削速度Vc（采用查表法）根据《切削手册》表1.11，当用YG6硬质合金刀具加工=150HBS～219HBS灰铸铁；粗车时<=1.8mm、f<=0.40时，切削速度vc1=90m/min；半精车时<=0.8mm、f<=0.30切削速度Vc2=114m/min。由于实际镗削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表由于实际车削过程使用条件的改变，根据表１.２８，修正系数：KTV＝１.０，KMV=0.85KtV＝１.０KKV＝1.04，KSV＝0.83，故粗车：=90×1.0×0.85×1.0×1.04×0.83=66.03m/minn=1000×/（π×d）=412.15r/min根据《切削手册》表1.30有：n1机=480r/min则实际的切削速度为：Vc1=πn机d/1000=76.91m/min半精车：Vc2查=114×1.0×0.85×1.0×1.04×0.83=83.64m/minn2查=1000×Vc2查/（π×d）=493.03r/mim根据《切削手册》表1.30有：n2机=600r/min则实际的切削速度为：Vc2=πn2机d/1000=101.79m/min③计算基本工时：按《工艺手册》表6.2-1公式计算l=30mm，l1=5mm，l2=4，l3=0；t粗=（l+l1+l2+l3）/(n1机f1机)=0.203mint半精=（l+l1+l2+l3）/(n2机f2机)=0.217min2)粗车，半精车Φ55mm内圆的下端面。(a)选择刀具：选择90°焊接式弯头端面车刀；由于C620-1车床的中心高为200mm（参看C620-1车床说明书或《切削用量手册》第三版，表1.31）按《切削用量手册》表1.1选取刀杆尺寸为16mmⅹ25mm（宽ⅹ高），刀片厚度为4.5mm；粗车、半精车零件下端面毛坯（HT200）选择YG6硬质合金刀具材料；选择车刀几何形状：前刀面形状为平面带倒菱形，前角r。=10°，后角a。=8°，主偏角k=90°,副偏角k’=10°,刃倾角=-10°，刀尖圆弧半径r=0.5mm。(b)确定切削用量确定背吃刀量单边毛坯余量Z=5mm，粗车时=2mm，两次走；半精车时=1mm.（c）确定进给量根据《切削手册》表1.4，在加工材料为铸铁、刀杆尺寸为16mmⅹ25mm、<=3mm、工件直径为60-100mm时：f=0.6—1.2mm/r按C620—1车床说明书（参考《切削手册》表1-30）横向进给量取粗车f机=0.52mm/r半精车f机=0.3mm/r（d）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量粗车时为0.8-1.0取0.9mm粗车时为0.6-0.8取0.7mm刀具使用寿命T=60min。（e）计算切削速度Vc（采用查表法）根据《切削手册》表1.11，当用YG6硬质合金刀具加工=200HBS～219HBS灰铸铁；粗车时<=4mm、f<=0.56时;切削速度vc=71m/min；精车时<=1.8mm、f<=0.42，切削速度Vc2=90m/min。由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表由于实际车削过程使用条件的改变，根据表１.２８，修正系数：＝１.０，＝０.８５＝１.０＝１.18，Ksv=0.85，故粗车：=71×1.0×0.85×1.0×1.18×0.85=60.53m/minn=1000×/（π×d）=350.32r/min根据《切削手册》表1.30有：n1机=380r/min则实际的切削速度为：Vc1=πn机d/1000=65.66m/min精车：Vc2查=90×1.0×0.85×1.0×1.18×0.85=76.73m/minn2查=1000×Vc2查/（π×d）=444.08r/mim根据《切削手册》表1.30有：n2机=480r/min则实际的切削速度为：Vc2=πn2机d/1000=82.89m/min（f）效验机床功率：显然粗车功率大于半精车功率，故只需验算粗车功率。切削的功率Pc可由《切削手册》表1.25当HBS=160—245、粗车<=2.8、f<=0.6、Vc<=59m/min时，切削的功率Pc1=1.4KW由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：=0.92，=0.89，==1.0。故实际切削时功率为：Pc实=1.4×0.92×0.89=1.15KW根据《切削手册》表1.30.当n1机=380r/min时，车床<=主轴许用功率PE=5.9KW。因Pc实<=PE,故所选择的切削用量可在C620-1车床上进行.（g）.校正机床进给机构强度：粗车比半精车进给力Ff大，故只需校正粗车的机床进给机构强度。进给力Ff=AVERAGE()COUNT(IF())可由《切削手册》表1.22（或表1.23）查出，现用查表法：由《切削手册》表1.23，当HBS=170--212,αp<2.8mm,f1<1.2mm/r，f2<1.2mm/r时，k=90°时Ff1=Ff2=950N=1.17，=1.0，=0.75。=950×1.17×1.0×0.75=833.63N由于实际车削过程使用条件的不变，故实际进给里为：Ff=833.63N根据C620-1车床说明号（见《切削手册》表1.30），进给机构的横向进给Fmax=0.52mm/r，因f实≤=Fmax，故所选择的进给量f1=0.最后决定的切削用量为：αp1（粗车）=2mm，αp2（半精车）=1mm，f1（粗车）=0.52mm/rf（半精车）=0.3mm/r，n1机（粗车）=380r/min，n2机（半精车）=480r/minVc1（粗车）机=65.66m/min，Vc2（半精车）=82.89m/min. (h)计算基本工时：按《工艺手册》表6.2-1公式计算l=（73-55）/2=9mm，l1=3mm，l2=3mm，l3=0；t粗=（l+l1+l2+l3）×2/(n1机f1机)=0.152mint半精=（l+l1+l2+l3）×2/(n2机f2机)=0.104min工序4:粗车，半精车Φ55mm内圆的上端面①选择刀具：选择90°焊接式弯头端面车刀；由于C620-1车床的中心高为200mm（参看C620-1车床说明书或《切削用量手册》第三版，表1.31）按《切削用量手册》表1.1选取刀杆尺寸为16mmⅹ25mm（宽ⅹ高），刀片厚度为4.5mm；粗车、半精车零件下端面毛坯（HT200）选择YG6硬质合金刀具材料；选择车刀几何形状：前刀面形状为平面带倒菱形，前角r。=12°，后角a。=8°，主偏角=90°,副偏角=10°,刃倾角=-10°，刀尖圆弧半径=0.5mm。②确定切削用量（a）确定背吃刀量单边毛坯余量Z=5.0mm，粗车时=2mm，一次走；半精车时=1mm.（b）确定进给量根据《切削手册》表，在加工材料为铸铁、刀杆尺寸为16mmⅹ25mm、<=3mm、工件直径为60-100mm时：f=0.6—1.2mm/r按C620—1车床说明书（参考《切削手册》表1-30）横向进给量取粗车f机=0.52mm/r半精车f机=0.3mm/r（c）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表1.9，粗加工：车刀后刀面最大磨损量为0.9mm半精加工：0.7mm，刀具使用寿命T=60min。（d）计算切削速度Vc（采用查表法）根据《切削手册》表1.11，当用YG6硬质合金刀具加工=200HBS～219HBS灰铸铁；粗车时<=4mm、f<=0.56时，切削速度=71m/min；精车时<=1.8mm、f<=0.42，切削速度=90m/min。由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表由于实际车削过程使用条件的改变，根据表１.２８，修正系数：＝１.０，＝０.８５＝１.０=１.18，=0.85，故粗车：=71×1.0×0.85×1.0×1.18×0.85=60.53m/minn=1000×/（π×d）=377.98r/min根据《切削手册》表1.30有：=380r/min则实际的切削速度为：=πd/1000=60.85m/min半精车：=90×1.0×0.85×1.0×1.18×0.85=76.73m/min=1000×/（π×d）=479.14r/min根据《切削手册》表1.30有：=480r/min则实际的切削速度为：=πd/1000=76.87m/min（e）效验机床功率：显然粗车功率大于半精车功率，故只需验算粗车功率。切削的功率Pc可由《切削手册》表1.25当HBS=160—245、粗车<=2.8、f<=0.6、Vc<=59m/min时，切削的功率Pc1=1.4KW由于实际车削过程使用条件的改变，根据《切削手册》表1.29-2，切削功率修正系数为：=0.92，=0.89，==1.0。故实际切削时功率为：=1.4×0.92×0.89=1.15KW根据《切削手册》表1.30.当=380r/min时，车床<=主轴许用功率PE=5.9KW。因<=PE,故所选择的切削用量可在C620-1车床上进行.（f）.校正机床进给机构强度：粗车比半精车进给力大，故只需校正粗车的机床进给机构强度。进给力=AVERAGE()COUNT(IF())可由《切削手册》表1.22（或表1.23）查出，现用查表法：由《切削手册》表1.23，当HBS=200--220,αp<=2.8mm,<1.2mm/r时，=950N。又，则=950×1.17×1.0×0.75=833.63N.由于实际车削过程使用条件的不变，故实际进给力为：=833.63N根据C620-1车床说明号（见《切削手册》表1.30），进给机构的横向进给=0.52mm/r因f实≤=，故所选择的进给量=0.52mm/r。最后决定的切削用量为：）=2mm，=1mm，=0.52mm/r=0.3mm/r，=380r/min=480r/min，=60.85m/min=76.87m/min. （d）计算基本工时：按《工艺手册》表6.2-1公式计算=（73-51）/2=11mm，=3mm，=3，=0；=()×2/()=0.172min=（）×1/()=0.118min工序5铣断铸件切削用量及基本时间的确定（a）确定切削用量及基本工时工序3切削用量及基本时间的确定（铣断铸件）（b）加工条件工件材料：HT200灰铸铁，=190HBS～210HBS。加工要求：铣断铸件。采用X61卧式铣床；工件装夹在铣床专用夹具上。（c）选择锯片铣刀，d=160mm，L=4mm，中齿，Z=100（见《工艺手册》表3.1-41）（d）选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.20mm；根据《切削手册》表3.8，铣刀直径d=160mm的高速刚锯片铣刀的耐用度T=150mim。（e）确定切削用量查《切削手册》表3.4，选择进给量为：每齿进给量f=0.02mm/Z,则每转进给量f=0.02×100=2mm/切削速度为：则：根据《工艺手册》表4.2-39，取，故实际切削速度为：此时工作台每分钟进给量应为：查《工艺手册》表4.2-40，取。计算切削基本工时：工序6：中检。工序7：钻螺纹底孔切削用量及基本时间的确定钻螺纹底孔mm机床：Z550立式钻床（a）选择刀具：mm高速钢麻花钻其中铸铁σb>=200MPa，根据《切削手册》表2.7和《工艺手册》表3.15查得，进给量，修正系数0.5，则机床进给量为f机=（0.22—0.26）×0.5=（0.11—0.13）mm/r。根据Z550的技术资料2.35确定进给量为f机=0.12mm/r（b）确定切削速度查《切削手册》表2.13和表2.14有，v=22m查《简明手册》表2.35，取。所以实际切削速度为：走刀长度L=l+l1+l2=9+3+1=13mm（c）计算切削基本工时：工序8：螺纹M8切削用量及基本时间的确定攻螺纹M8机床：Z550立式钻床（a）选择刀具：选择M8mm高速钢机用丝锥。（b）选择切削用量：进给量f等于工件螺纹的螺距P，即f=1.25mm/r。切削速度按《工艺方法》表1.2-9取V查=7.5mm/min，则n查=1000×Vc查/（π×d）=298.6r/mim按Z550机床说明书（见《工艺手册》表4.2-15）主轴转速为：n机=272r/mim，则实际切削速度V机=（π×d）n查/1000=6.8mm/min走刀长度L=l+l1+l2=9+3+3=15mm计算基本工时：工序9：底孔Ф6mm切削用量及基本时间的确定：钻锥孔底孔Ф6mm：（a）选择刀具选择Ф6mm高速钢锥柄麻花钻（见《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-6）（b）确定进给量f：根据《切削用量简明手册》表2.7，当灰铸铁的σb>200HBS，d0=Ф6mm时，f=0.18～0.22mm/r，孔深大于孔径的3倍，查表2.7知，应乘以修正系数0.8根据f=（0.18～0.22）×0.8=0.144～0.167mm/rZ550机床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-16）,现取fm=0.12mm/r（c）确定切削速度：根据《切削用量简明手册》表2.15，查得切削速度Vc查=22m/min所以根据机床说明书（见《机械制造工艺设计简明手册》表2.35取n机=996r/min，故实际切削速度为：（d）基本工时的确定：,其中l为的直径，为40；是钻孔前的钻头与外圆的距离，设为3；是钻头钻完后出来的离外圆的距离，设为2。从而其工时为0.377min。工序10：去毛刺，清洗。工序11：终检，入库。六、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序9:钻锥孔的夹具。本夹具将用于Z550立式钻床，刀具为硬质合金麻花钻。(一)问题的提出本夹具主要用来钻钻锥孔，该孔为斜孔，跟拨叉的中线有一定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。(二)夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，钻锥孔相对于拨叉中线有的要求，为使定位误差为零，应该选择拨叉中线为定位基准保证该角度。此外，还应以Φ22孔端面为基准，从而保证锥孔在拨叉体上的位置。为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用快换钻套以利于在钻锥孔。上图是夹具设计的爆炸图。2、切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金麻花钻，d=6mm。由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查《切削手册》表2.32，切削力计算公式为：其中：，，，d=6mm，f=0.12mm，与加工材料有关,取0.94；与刀具刃磨形状有关,取1.33；与刀具磨钝标准有关,取1.0，则：F=410×61.2×0.120.75×1.25=897.14N在Φ22孔端面只需要采用开口垫圈和六角螺母适当夹紧后本夹具即可安全工作。3、定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个定位芯轴，定位芯轴的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴的尺寸与公差相同，即。（2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。钻套外径与衬套孔的最大间隙为：衬套外径与钻模板孔的最大间隙为：则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.006-0.005=0.001。（3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。与夹具体孔的定位销轴直径，夹具体孔的直径，其最大间隙为：夹具体孔的长度为14mm，则上述间隙引起的最大平行度误差为：0.006/22，即0.027/100。(4)定位心轴的强度校核夹具定位心轴在竖直方向上受力如下图所示：切削力产生的力矩为M=Ff×L=897.14×0.0155=13..9(NM)危险面的抗弯截面系数为MZ=∏d3/32=3.14×0.0123/32=1.70×10-7受到的最大弯曲正应力为=M/MZ=31.70/1.70×10-7=81.76Mpa查《机械设计手册》知，灰铸铁的许用扭剪力为[σ]=220MPa因为,所以心轴的强度足够。切削力以及夹紧力的计算刀具：90°焊接式偏头外圆车刀，材料为硬质合金。由《切削手册》表1.29主切削力：=FD径向力：轴向力：由表1.29-1和1.29-2得由于加紧时，夹具须抵消由车削时所产生的径向力，故只需要计算径向力的大小就可以得到夹紧力。当切削Φ40的上端面是所用的是90°焊接式偏头外圆车刀，因此所产生的径向力几乎为0，而车削内孔时轴向力几乎为0。粗车Φ40上端面：NN半精车Φ40上端面：NN粗车Φ73上沉头孔：NN半精车Φ73上沉头孔：NN粗车时最大夹紧力为：F=Fp=592.83N半精车时最大夹紧力为：F=Fp=186.57N3.定位误差的分析a)加工时以底面定位加工Φ40上端面，不存在基准不重合误差；加工Φ73上沉头孔时同样以底面定位，亦没有基准不重合误差。b)在一次装夹中加工Φ40上端面以及Φ73上沉头孔端面，其平行度得到了保证，满足加工要求。4、螺杆强度的计算a)当工件以n=480r/min旋转时，设部件（包括滑块，V块，工件）的质量为4Kg,径向力为592.83N时，螺杆的拉力为最大离心力：因此在回转时螺杆所受到的拉力为F=168.271+592.83=761.101N当夹紧时按紧螺栓连接：螺栓的材料为Q235(4.8级)，由《机械设计》表5-8和表5-10安全系数S=1.2—1.5取S=1.5故[]=320/1.5=213.5Mpa故强度足够。b)当旋转时，在工件处于竖直位置是，因为离心力对称，故只有部件（包括滑块，V块，工件）的重力作用于对中销上，同样设部件的全部质量为4Kg。G=4×9.8=39.2N对一根对中销分析：F=G*2=19.6N抗弯截面系数为：而对中销材料为45钢时由《机械设计》表6-2得故强