拨叉加工工艺规程及钻φ14孔夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u225摘要 328336Abstract 316107绪论 4111881.1课题的目的及意义 434861.2国内外发展动态 4279001.3主要研究内容 514721.4研究现状 511011.5设计思路与创新思路 69670第2章工艺规程设计 8171272.1CA6140车床拨叉生产类型 871862.2零件分析 980242.3确定毛坯制定形式 9183992.4基准选择 10233462.4.1精基准选择 11201462.4.2粗基准选择 11120852.5工艺规程设计 11210792.5.1表面加工方案选择 11311992.5.2加工阶段划分 12296112.5.3工序的集中与分散 1329592.6工序内容 13288622.6.1加工设备选择 13175552.6.2工序尺寸及公差 14248582.7制定工艺路线 167392第3章切削工时计算 1726930第4章钻Ф14H11孔夹具 34108154.1设计任务 34179834.2夹具方案分析 3485034.2.1夹具的作用 34240904.2.2工件的定位方案分析 34281594.2.3定位误差分析 3768674.2.4夹紧方案分析 38118334.2.5夹具体设计及与机床的连接 38228514.3钻模 406300第5章铣断夹具 4352215.1设计任务 43113195.2夹具方案分析 43228285.2.1夹具的作用 43295045.2.2工件的定位方案分析 4319495.2.3定位误差分析 4547165.2.4夹紧方案分析 4628735.2.5夹具体设计及与机床的连接 4612514结论 4961参考文献 5032034致谢 52全套图纸加V信153893706或扣3346389411摘要此次毕业设计分配任务的为：CA6140车床拨叉零件机械加工工艺过程及钻φ14孔的夹具设计。从CA6140车床拨叉的零件图结构可以看出，Φ14H11孔粗糙度Ra3.2、Φ52端面粗糙度Ra3.2，这两处为拨叉I精度最高的地方。分配的任务为拨叉I钻孔夹具。拨叉I钻孔夹具，钻床有立式和卧式之分，而钻φ14孔常用钻床为立式，故设计的夹具所应用的机床也为立式钻床Z525。关键词：CA6140车床拨叉；钻床夹具；一面两销AbstractThegraduationdesignIassignedthetopicis:multi-functionalclothingmachineforkIpartsmachiningprocessandmillingfixturedesign.ItcanbeseenfromthepartdrawingstructureoftheforkIofthemulti-functionalclothingmachinethattheΦ14h11holeroughnessRa3.2andΦ52endsurfaceroughnessRa3.2aretheplaceswiththehighestprecisionoftheForkI.IassignedthetaskfortheforkImillingfixture。TheForkImillingfixture,millingmachinehasverticalandhorizontaldivision,andmillingmachineisusuallyusedforhorizontal,soIdesignedthefixtureusedforhorizontalmillingmachineX61,positioningΦ25frontfaceandΦ14h11hole,thepositioningschemeadopts“Onesideandtwopins”,theclampingschemeisaclampingstructureofmovingpressingplate,andthetoolsettingdeviceisacirculartoolsettingblockandaplugruler。KeyWords:Multi-functionalclothesmachineforki;millingjig;onesidetwopins

绪论1.1课题的目的及意义随着我国经济的不断高速发展，我国已经成为世界第二大经济体，在人民日益富足的生活中，人们对于各种的新式商品产生浓厚的兴趣。在当下的环境中，人们在进行商品购买时已经不是很注重商品价格是否昂贵。若商品有很好的性能，足以满足消费者对商品的渴望。消费者可以花费高昂的价格进行购买。在此背景下，用于生产各种商品的夹具就显得十分重要了。只有在各式各样的夹具被生产出来后，才能高效率地进行商品的生产，从而赢得市场。现如今在我国各行各业中都有着对夹具的应用。但是各种高端夹具，在我国是十分匮乏的，其中很多高端夹具，我国甚至都生产不出，只能从发达国家进口。我国因此每年在夹具上花费高额的外汇。如何能够扭转此现象，就需要我们新一代机械行业的从业者对其进行设计以及改良，因此，本论文所研究内容对于即将步入社会的我们是一个很好的考验。以CA6140车床拨叉为研究对象，拨叉IФ14H11孔是与操纵轴配合，通过拨动齿轮实现变速。零件工艺规程又分为零件分析、毛坯选择、机床刀具确定及切削工时计算。零件分析主要介绍主轴作用及加工表面、孔；因拨叉I材料ZG310~570且拨叉零件结构简单，拨叉毛坯为铸件；加工采用机床为立式铣床X51，卧式车床CA6140、立式钻床Z525和卧式铣床X62，刀具为立铣刀、车刀、麻花钻和锯片铣刀；切削工时的计算就有些复杂，需要参考机床参数，刀具参数、切削深度和主轴转速等。专用夹具设计在这里我选择加工铣断，夹具设计分为定位机构、夹紧机构和导向机构。拨叉铣断夹具定位采用Ф25前端面和Ф14H11孔定位，对应的定位元件为A型固定式定位销和B型固定式定位销；夹紧则是采用移动压板夹紧机构；导向则是由直角对刀块、平塞尺来保证铣刀位置。1.2国内外发展动态据以往机床中的工装夹具中，传统的而且使用的比较多的夹具夹装方法有压板夹持法、螺栓夹持构件、凸轮夹持法。而现如今常用的是型架工具，在设计此类型时要遵从以下几点：设计的这些夹具首先要可以确保工件的定位能够精准，且可以牢牢固定在目标位置；但不能施加过度的力以避免将工件损坏；夹紧工件时要在接触面处添加保护装置，也是为了避免使零件损坏；加工时因为夹具也会承受作用力，所以其本身的强度要满足要求；为避免被加工工件安装错误，要设置保护装置；同时夹具也要有可以被操作人员验证其位置是否到位的客观条件；夹具的关键部位如果易磨损易腐蚀，则其也要满足互换的条件，易磨损的工装夹具部位，要采用硬度较高的材料，也可以采取其它手段，如使用热处理；设计的成本不可以过高。1.3主要研究内容机床夹具的设计在工艺装备设计中是一个十分重要的环节，它是确保产品的质量和生产率的一个特别关键的技术指标[22]。设计时要贴合实际，综合实际情况并参考国内外的技术，去其糟粕取其精华，再完善设计方案。具体可以参考下列的一些要素资料：1.需要先对整个零件有非常深入的了解，包括其自身的成型相关理论以及夹具相关的知识，对其进行梳理汇总，完成上述绪论；2.对加工要求的工件进行相关工艺的分析，之后完成夹具的结构确定和整个相关方案确定；3.考虑到毛坯自身的问题，完成工艺部分的设计，然后还需要根据毛坯的余量问题，完成整个工艺的评估过程，这个加工过程中的相关力以及相关参数都需要进行计算；4.对整个加工中的核心部分进行专门设计，这部分主要是定位元件、夹紧机构的问题，之后就是相关其他部件的设计了，完整整体结构设计；5.设计完成之后，对其进行装配，夹具装配完成后，还需要对采用的设备进行校核。6.将上述内容进行汇总梳理，完成说明书撰写。1.4研究现状在我国商品市场的带领下，我国的夹具行业已经进入高速发展期，尤其是在近十年之内，我国夹具行业飞速发展，在不断对夹具进行高端化生产的过程中，我国与发达国家之间的差距在不断缩小。目前的差距主要体现在夹具设计和制造方面，以及夹具在生产过程中的生产效率和效益。根据目前现有资料显示，我国的夹具生产总量已经处于世界第三，但是高端夹具需要大量进口，所以如何能够提高现有设计水平就显得十分重要。在对多篇参考文献进行分析之后得到了如下几点方法：第一点：首先我们国家在夹具的设计方面，与其他国家是有差距的，但这还不是最主要的。因为我国机械制造业的发展起步很晚，这就造成我国的制造基础很不扎实，很多高精度机床我国是无法生产的，进而就造成了我国的夹具行业在对夹具生产过程中，虽然能够设计出很多优良的夹具，但是由于没有相应的制造技术对其进行加工，最终我国夹具企业所生产出的夹具精度较差，进而导致生产出的商品质量较差。我国目前已经认识到此问题，开始大力发展设备制造。但是与国外进口设备相比，目前还是存在很大的差距。第二点：我国的工程软件，尤其应用于夹具生产的工业软件都依赖于进口，没有我国自主生产的工程软件。而且，我国目前很多工厂不指导员工利用工程软件对夹具进行分析，这就使得夹具企业在夹具生产过程中会耗费大量的时间对设计的夹具进行试验。不仅造成了资源的大量的浪费，而且使公司生产效率大大降低，不能够满足当下瞬息万变的市场环境。第三：虽然我国目前有大量的夹具生产企业，但是愿意进行高端夹具研发的企业少之又少，所以我国目前高端夹具供不应求。第四：在机械制造的过程中，尤其是在夹具制造过程中，如果使用了大量的标准件，那么该夹具的生产效率会大大提高，从而使得该夹具的经济效益大大提高。但是由于我国标准件厂商少，所以在夹具设计过程中对标准件的利用程度就很低，在发达国家中，往往一套夹具可以有80%以上的标准件，这就使得夹具生产效率很高，从而使夹具价格降低，进而获得大量的市场。第五：我国企业之所以无法追赶上外国夹具企业的制造水平，除了在很多硬件设施上有很大差距，我国夹具企业的整体管理与发达国家相比，其水平很低。从而造成大量人才转向其他行业。根据目前的形势来看，我国能够快速追赶上发达国家的可能性不高。如何才能尽快弥补此差距，只有通过我们今后的从业人员辛苦工作。1.5设计思路与创新思路在进行毕业设计之前，仔细阅读任务书，分析此次设计主要完成的任务。在此基础上，在网络上进行相关知识的搜索，以及对在本科学习过程中所接触到的知识进行复习，对夹具所要加工的零件进行分析，首先确定此次进行工件的原材料，选择市场上能够购买到的普通金属。该金属可以满足本次设计的要求，进而继续对零件的工艺进行分析，该零件为拨叉，该拨叉的结构十分简单，而且在进行加工过程中，只需要铣、钻、车即可。在对零件的工艺性进行充分的了解之后，对零件的生产过程中所需要的夹具设计方案进行拟定。因为该零件的生产工艺很简单，所以只需要选择铣断夹具，就能够满足生产要求。对零件的厚度进行分析，进一步确定哪种夹紧方式最为合适。目前在夹紧方式方面，有刚性和弹性两种方式，刚性夹紧这种夹紧方式利用外加的移动压板夹紧机构，在工件在经过粗加工之后，就可以进行半精加工。与刚性夹紧机构所对应的移动压板夹紧机构，目前多采用可调支承钉、六角螺母、弹簧和移动压板等进行组合起来，从而实现弹性夹紧。弹性夹紧机构与刚性夹紧机构进行比较可以发现弹性夹紧机构是要优于刚性夹紧机构的，这是因为在弹性夹紧的过程中。可以多出一个缓冲过程。这个过程使得工件更加平整。根据以往经验，在零件的整体厚度小于临界值（四毫米）时，则可以采用弹性夹紧。在对整个工件加工过程进行分析之后，铣断夹具设计所需要的零件首先在标准件中进行选取。在此之后可以利用工程制图软件对夹具整体进行二维平面的绘制。在本次毕业设计结束之后，我发现自己在各个方面的能力有了长足的进步。无论是在对零件整体把控方面，还是在各个部件进行设计的过程中，都能对各种问题进行细致的考虑，针对设计过程中所遇到的问题，可以快速进行资料的查阅，从而使得问题得到解决。通过此次锻炼，我相信我可以更好地胜任以后的工作。第2章工艺规程设计2.1CA6140车床拨叉生产类型根据不同类型的生产纲领对生产类型进行划分，得到如下的三个结果：（1）单件生产：设计生产的产品数量在三种生产类型中最少，并且定制性和专业化产品很高，比如制造新的产品，专用的零件或者定制化程度高的产品和零件。（2）批量生产：产品数量较多，同一种产品在一年中批量生产，并以循环重复的方式进行生产。而小批量生产则向单件生产靠拢，大批量生产则向批量生产靠拢。（3）大量生产：设计生产的产品数量在三种生产类型中最少，因此需要引入流水线工作重复的进行生产，达到巨大的出货量。生产类型的判断要根据不同的特性和各种，具体情况见表2-1。表2-1生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000生产纲领：年生产纲领是在一整个年度计划时间内生产的合格品，废品以及备用产品的总数量，有如下公式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台机器在年度计划内可以生产的产品数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率零件在重量和体积上确定为轻型小体积来那个键，根据表2-1将生产类型确定为大批生产。2.2零件分析图2-1CA6140车床拨叉零件图CA6140车床拨叉Φ14H11孔为基准A，粗糙度Ra3.2，Φ25端面粗糙度Ra6.3；Φ52端面粗糙度Ra3.2；Φ40孔粗糙度Ra12.5；其中Φ52端面与基准A的垂直度公差0.15。2.3确定毛坯制定形式CA6140车床拨叉零件材料为ZG310-570，由文献[1]表2.2-4知，CA6140车床拨叉各加工表面余量如下所述：表2-2毛坯余量加工面加工余量等级加工余量Φ25端面CT82.0mmΦ52端面CT82.0mmΦ40孔CT81.5mmΦ4锥销孔CT8实心图2-2CA6140车床拨叉毛坯图2.4基准选择在工艺规程的制定中，要严格的选择工艺基准，对于加工质量的控制有着重要的意义，可以直接的影响到生产效率，对于基准的选择，如果正确，那么可以极大的降低生产的难度，提高产品的良品率。反之，如果选择了不合适的工艺基准则有可能提高生产的加工难度，增加废品率，甚至导致零件无法加工。2.4.1精基准选择1.CA6140车床拨叉零件图采用Ф25前端面和Ф14H11孔作为定位精基准，精基准选择时既要方便工件加工，也要方便工件夹紧，同时也要保证工件加工时不会变形，震动。2.精基准选择应尽量把CA6140车床拨叉零件的设计基准和定位基准统一，避免因为基准的反复变换产生误差，从而使产品不达标。3.自为基准。4.利用“互为基准”使加工余量均匀，比如CA6140车床拨叉Ф25前端面加工时采用Ф25后端面作为定位基准，反过来加工Ф25后端面则是以Ф25前端面作为定位基准。2.4.2粗基准选择1.由CA6140车床拨叉零件图知，其不加工面为Ф25外圆及肋板，对于此类拨叉零件采用Ф25外圆作为定位粗基准。2.CA6140车床拨叉Ф14H11孔、Ф52前端面、Ф52后端面和Ф4锥销孔为工件精度最高的地方，为了保证其质量，首先需要加工出精基准，即Ф25前端面和Ф14H11孔。3.CA6140车床拨叉几处精度较高地方需要多次加工，故要在其二次加工或者多次加工时，采用精加工，而首次加工时采用粗基准的时候，选择Ф25外圆。4.粗基准在选择时尽量不要重复使用，粗基准选择时也尽量选择不加工表面作为定位粗基准。由CA6140车床拨叉零件图以及粗基准选择，选用Φ25外圆作为定位粗基准。2.5工艺规程设计2.5.1表面加工方案选择表2-3加工方案加工表面粗糙度加工方案现有条件最终加工方法Φ25前端面Ra6.3粗铣—半精铣粗车—半精车卧式铣床粗铣—半精铣Φ25后端面Ra6.3粗铣—半精铣粗车—半精车卧式铣床粗铣—半精铣Φ14H11孔Ra3.2钻—扩—铰粗铣—半精铣—精铣立式钻床钻—扩—铰Φ52前端面Ra3.2粗铣—半精铣—精铣粗车—半精车—精车卧式车床粗车—半精车—精车Φ52后端面Ra3.2粗铣—半精铣—精铣粗车—半精车—精车卧式车床粗车—半精车—精车Φ40孔Ra12.5粗车粗镗卧式车床粗车Φ4锥销孔Ra6.3钻——铰立式钻床钻—铰2.5.2加工阶段划分由CA6140车床拨叉零件图知，其精度最高为Φ14H11孔粗糙度Ra3.2；Φ52端面粗糙度Ra3.2；定位粗基准应选用Φ25外圆作为不加工表面的粗基准。表2-4加工阶段划分加工方法加工内容粗加工粗铣Φ25前端面粗铣Φ25后端面钻孔至Φ13；扩Φ13孔至Φ13.8；铰Φ13.8孔至Φ14H11；倒角C1粗车Φ52后端面；粗车Φ40孔粗车Φ52前端面钻孔至Φ3.8；铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔铣断半精加工半精铣Φ25前端面半精铣Φ25后端面半精车Φ52后端面半精车Φ52前端面精加工精车Φ52前端面精车Φ52后端面2.5.3工序的集中与分散CA6140车床拨叉Ф14H11孔、Ф52前端面和Ф52后端面粗糙度均为Ra3.2，这三处精度较高，均需要粗、半精、精加工，至于CA6140车床拨叉加工步骤的设计依据如下所述：1.工序集中就是指将粗精加工混合排序在少量的工序对零件进行加工，例如Ф14H11孔加工需经钻、扩、铰，将其放到一道工序里加工就属于工序集中，而将其分开成三道工序加工就属于工序分散。工序集中由以下几特点：①Ф14H11孔、Ф4锥销孔这两处均采用工序集中，这样做的好处可以保证每次加工时都能同轴心，工件也不需要反复装夹。②工序集中如果用在流水线上，就相当于减少了设备和工人的数量。③Ф14H11孔和Ф4锥销孔采用工序集中，减少重复定位的次数，节约工件反复装夹定位工时。④CA6140车床拨叉结构简单、容易维修调整、工作量小的设备。2.工序分散就是将粗加工、半精加工、精加工等分开在不同工序中加工完成，每个工序都是整个工艺路线中的一部分。主要有以下几个特点：①CA6140车床拨叉Ф52前端面和Ф52后端面采用分散加工，采用卧式车床CA6140，工艺装备结构简单。②操作工具有较低的学习成本。③采用工序分散所采用设备比较多，操作工人也相对较多，设备占地面积大。依据CA6140车床拨叉生产类型、结构特点等，采用工序集中与分散相结合的原则。2.6工序内容2.6.1加工设备选择表2-5加工设备选择加工面选择原则设备选择粗铣Φ25前端面生产上适用立式铣床X51粗铣Φ25后端面经济上合理立式铣床X51钻孔至Φ13；扩Φ13孔至Φ13.8；铰Φ13.8孔至Φ14H11；倒角C1经济上合理立式钻床Z525粗车Φ52后端面；粗车Φ40孔经济上合理卧式车床CA6140粗车Φ52前端面生产上适用卧式车床CA6140半精铣Φ25前端面生产上适用立式铣床X51半精铣Φ25后端面经济上合理立式铣床X51半精车Φ52后端面经济上合理卧式车床CA6140半精车Φ52前端面生产上适用卧式车床CA6140精车Φ52前端面生产上适用卧式车床CA6140精车Φ52后端面生产上适用卧式车床CA6140钻孔至Φ3.8；铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔经济上合理立式钻床Z525铣断经济上合理卧式铣床X612.6.2工序尺寸及公差表2-6Φ25前端面工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/半精车0.5IT96.32929粗车1.5IT1112.529.529.5毛坯2.0IT143131表2-7Φ25后端面工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/半精车0.5IT96.32929粗车1.5IT1112.529.529.5毛坯2.0IT143131表2-8Φ14H11孔工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/铰0.1IT113.2Φ14Φ14扩0.4IT126.3Φ13.8Φ13.8钻6.5IT1312.5Φ13Φ13毛坯7.0IT1400表2-9Φ52前端面工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/精车0.1IT93.21616半精车0.4IT106.316.116.1粗车1.5IT1112.516.516.5毛坯2.0IT141818表2-10Φ52后端面工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/精车0.1IT93.21616半精车0.4IT106.316.116.1粗车1.5IT1112.516.516.5毛坯2.0IT141818表2-11Φ40孔工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/粗车1.5IT1112.5Φ40Φ40毛坯1.5IT14Φ37Φ37表2-12Φ4孔工序尺寸及公差加工面工序间余量/mm工序工序基本尺寸标注工序尺寸公差/mm经济精度表面粗糙度Ra/铰0.1IT116.3Φ4Φ4钻1.9IT1312.5Φ3.8Φ3.8毛坯2.0IT14002.7制定工艺路线工序01：机械砂型铸造工序02：人工时效处理工序03：粗铣Φ25前端面工序04：粗铣Φ25后端面工序05：钻孔至Φ13；扩Φ13孔至Φ13.8；铰Φ13.8孔至Φ14H11；倒角C1工序06：粗车Φ52后端面；粗车Φ40孔工序07：粗车Φ52前端面工序08：半精铣Φ25前端面工序09：半精铣Φ25后端面工序10：半精车Φ52后端面工序11：半精车Φ52前端面工序12：精车Φ52前端面工序13：精车Φ52后端面工序14：钻孔至Φ3.8；铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔工序15：铣断工序16：去毛刺工序17：检验至图纸求工序18：包装、入库第3章切削工时计算工序03：粗铣Φ25前端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ25前端面；加工方案为粗铣、半精铣；刀具为立铣刀Ф25，2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ25前端面粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表1知，粗铣切削速度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表6.28和表6.30，粗铣进给量=0.20mm/r，切削速度，粗铣多功能制衣机拨叉Φ25前端面切削速度4.确定主轴转速≈255r/min（3.1）由文献[1]表4.2-36知，X52K主轴转速=235r/min5.粗铣Φ25前端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗铣CA6140车床拨叉机动工时计算公式：（3.2）（3.3）CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工序04：粗铣Φ25后端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ25后端面；加工方案为粗铣、半精铣；刀具为立铣刀Ф25，2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ25后端面粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表2知，粗铣切削速度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表6.28和表6.30，粗铣进给量=0.20mm/r，切削速度，粗铣多功能制衣机拨叉Φ25后端面切削速度4.确定主轴转速≈255r/min由文献[1]表4.2-36知，X52K主轴转速=235r/min5.粗铣Φ25后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗铣CA6140车床拨叉机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工序05：钻孔至Φ13；扩Φ13孔至Φ13.8；铰Φ13.8孔至Φ14H11；倒角C1工步一：钻孔至Φ131.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Ф14H11孔；加工方案为钻、扩、铰；刀具为GB/T6135.3-1996直柄麻花钻Ф132.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ14H11孔粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=7.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表3知，钻削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表8.5，钻削进给量=0.12～0.4mm/r，切削速度再依据文献[1]表4.2-22，钻削CA6140车床拨叉进给量=0.36mm/r，切削速度4.确定主轴转速≈612r/min由文献[1]表4.2-15知，钻床Z525主轴转速=545r/min5.钻孔至Φ13的基本时间根据文献[1]表6.2-1知钻削CA6140车床拨叉Φ13孔机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故钻削CA6140车床拨叉加工长度工步二：扩Φ13孔至Φ13.81.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Ф14H11孔；加工方案为钻、扩、铰；刀具为GB/T6135.3-1996直柄扩孔钻Ф13.82.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ14H11孔粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=7.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表3知，扩削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表8.5，扩削进给量=0.12～0.4mm/r，切削速度再依据文献[1]表4.2-22，扩削CA6140车床拨叉进给量=0.28mm/r，切削速度4.确定主轴转速≈692r/min由文献[1]表4.2-15知，钻床Z525主轴转速=680r/min5.扩Φ13孔至Φ13.8的基本时间根据文献[1]表6.2-1知扩削CA6140车床拨叉Φ13孔至Φ13.8机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工步三：铰Φ13.8孔至Φ14H111.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Ф14H11孔；加工方案为钻、扩、铰；刀具为GB/T6135.3-1996直柄铰刀Ф142.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ14H11孔粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=7.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表3知，铰削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表8.5，铰削进给量=0.12～0.4mm/r，切削速度再依据文献[1]表4.2-22，铰削CA6140车床拨叉进给量=0.22mm/r，切削速度4.确定主轴转速≈796r/min由文献[1]表4.2-15知，钻床Z525主轴转速=680r/min5.铰Φ13.8孔至Φ14H11的基本时间根据文献[1]表6.2-1知铰削CA6140车床拨叉Φ13.8孔至Φ14H11机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工步四：倒角C1工序06：粗车Φ52后端面；粗车Φ40孔工步一：粗车Φ52后端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52后端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52后端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，粗车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，粗车CA6140车床拨叉进给量=0.8mm/r，切削速度，粗车切削速度4.确定主轴转速≈122r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=125r/min5.粗车Φ52后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗车CA6140车床拨叉Φ52后端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工步二：粗车Φ40孔1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ40孔；加工方案为粗车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ40孔粗糙度Ra12.5，单边加工余量Z=1.5mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表6知，粗车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，粗车CA6140车床拨叉进给量=0.8mm/r，切削速度，粗车切削速度4.确定主轴转速≈159r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=160r/min5.粗车Φ40孔的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗车CA6140车床拨叉Φ40孔机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序07：粗车Φ52前端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52前端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52后端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，粗车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，粗车CA6140车床拨叉进给量=0.8mm/r，切削速度，粗车切削速度4.确定主轴转速≈122r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=125r/min5.粗车Φ52后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗车CA6140车床拨叉Φ52前端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序08：半精铣Φ25前端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ25前端面；加工方案为粗铣、半精铣；刀具为立铣刀Ф25，2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ25前端面粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表1知，半精铣切削速度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表6.28和表6.30，半精铣CA6140车床拨叉Φ25前端面进给量=0.16mm/r，切削速度，半精铣切削速度4.确定主轴转速≈318r/min由文献[1]表4.2-36知，X52K主轴转速=300r/min5.半精铣Φ25前端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知半精铣CA6140车床拨叉机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工序09：半精铣Φ25后端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ25后端面；加工方案为粗铣、半精铣；刀具为立铣刀Ф25，2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ25后端面粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表1知，半精铣切削速度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表6.28和表6.30，半精铣CA6140车床拨叉Φ25后端面进给量=0.16mm/r，切削速度，半精铣切削速度4.确定主轴转速≈318r/min由文献[1]表4.2-36知，X52K主轴转速=300r/min5.半精铣Φ25后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知半精铣CA6140车床拨叉机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工序10：半精车Φ52后端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52后端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52后端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，半精车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，半精车CA6140车床拨叉Φ52后端面进给量=0.4mm/r，切削速度，半精车切削速度4.确定主轴转速≈184r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=200r/min5.半精车Φ52后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知半精车CA6140车床拨叉Φ52后端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序11：半精车Φ52前端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52前端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52前端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，半精车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，半精车CA6140车床拨叉Φ52前端面进给量=0.4mm/r，切削速度，半精车切削速度4.确定主轴转速≈184r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=200r/min5.半精车Φ52前端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知半精车CA6140车床拨叉Φ52前端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序12：精车Φ52前端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52前端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52前端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，精车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，精车CA6140车床拨叉Φ52前端面进给量=0.2mm/r，切削速度，精车切削速度4.确定主轴转速≈245r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=250r/min5.精车Φ52前端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知精车CA6140车床拨叉Φ52前端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序13：精车Φ52后端面1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Φ52后端面；加工方案为粗车、半精车、精车；刀具为YG8/K30/220090.0车刀2.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ52后端面粗糙度Ra3.2，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表5知，精车切削深度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表5.21，精车CA6140车床拨叉Φ52后端面进给量=0.2mm/r，切削速度，精车切削速度4.确定主轴转速≈245r/min由文献[1]表4.2-8知，CA6140主轴转速=250r/min5.精车Φ52后端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知精车CA6140车床拨叉Φ52后端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故工序14：钻孔至Φ3.8；铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔工步一：钻孔至Φ3.81.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Ф4锥销孔；加工方案为钻、铰；刀具为GB/T6135.3-1996直柄麻花钻Ф3.82.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ4孔粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表7知，钻削深度3.确定进给量根据文献[1]表4.2-16，钻削CA6140车床拨叉Ф4锥销孔进给量=0.10～0.81mm/r，取钻削进给量=0.28mm/r4.确定主轴转速依据文献[1]表4.2-15，主轴转速，现钻孔至Φ3.8CA6140车床拨叉Ф4锥销孔主轴转速定为5.切削速度钻孔至Φ3.8CA6140车床拨叉Ф4锥销孔切削速度6.钻孔至Φ3.8的基本时间根据文献[1]表6.2-1知钻削CA6140车床拨叉Φ3.8孔机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工步二：铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉Ф4锥销孔；加工方案为钻、铰；刀具为GB/T6135.3-1996直柄铰刀Ф42.确定切削深度CA6140车床拨叉Φ4孔粗糙度Ra6.3，单边加工余量Z=2.0mm，再由第2章2.6.2工序尺寸及公差表7知，铰削深度3.确定进给量根据文献[1]表4.2-16，铰削CA6140车床拨叉Ф4锥销孔进给量=0.10～0.81mm/r，取钻削进给量=017mm/r4.确定主轴转速依据文献[1]表4.2-15，主轴转速，现铰削CA6140车床拨叉Ф4锥销孔主轴转速定位5.切削速度铰削CA6140车床拨叉Ф4锥销孔切削速度6.铰Φ3.8孔至Φ4锥销孔的基本时间根据文献[1]表6.2-1知铰削CA6140车床拨叉Φ3.8孔至Φ4锥销孔机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度工序15：铣断1.刀具选择加工位置为CA6140车床拨叉大头端面；加工方案为粗铣；刀具为锯片铣刀Ф63，，宽度B=42.确定切削深度CA6140车床拨叉拨叉I大头端面粗糙度Ra12.5，单边加工余量Z=4.0mm，再由文献[1]表8知，铣削切削速度3.确定进给量、切削速度根据文献[2]表6.28和表6.30，铣削进给量=0.20mm/r，切削速度，粗铣CA6140车床拨叉大头端面切削速度4.确定主轴转速≈101r/min由文献[1]表4.2-36知，X62主轴转速=95r/min5.粗铣CA6140车床拨叉大头端面的基本时间根据文献[1]表6.2-1知粗铣CA6140车床拨叉大头端面机动工时计算公式：CA6140车床拨叉生产批量为大批量，故切削加工长度

第4章钻Ф14H11孔夹具4.1设计任务设计任务：CA6140车床拨叉钻Ф14H11孔夹具，粗糙度控制在Ra3.2。4.2夹具方案分析4.2.1夹具的作用（1）维持产品生产精度：专用夹具保证生产出来的产品精度，所加工的产品和刀具的位置都是正确的。（2）减少辅助工时，提升效率：小批量生产加工的产品，钳工对加工面、孔中心线划线找正。但专用夹具去除了划线找正这一个步骤，降低加工时间，提高加工效率。（3）确保生产精度：产品安装在专用夹具上，确保夹具与机床、刀具的正确位置，对于操作工人的技术水平要求不高，产品精度可以得到保证，且合格率高。（4）提高生产率、降低成本：CA6140车床拨叉在夹具上定位、装夹应快速便捷，而定位夹紧时不需要专门找正，这样节约了工件拆装时间。CA6140车床拨叉装夹在夹具上加工时，夹具应具有足够的刚性，这样在切削加工时的切削用量就可以适当增加。CA6140车床拨叉在不同的工序加工时，可以采用不同的夹具，而夹具设计时尽量采用标准件，这样的夹具更具有通用性，生产效率更高。CA6140车床拨叉专用夹具加工工件时，保证CA6140车床拨叉质量，废品率低，对操作者的技术要求也不高，投资也减少许多。（5）扩大机床的工艺范围：CA6140车床拨叉在生产中使用专用夹具，这样可以使夹具结构简化，而设备功能增加。（6）降低工作者的工作强度：产品通过夹具来装夹，更加便利，速度更快，一旦夹紧装置使用气动或者液压的方式来实现，对于操作者来说，工作变得更加轻松。4.2.2工件的定位方案分析CA6140车床拨叉钻Ф14H11孔夹具设计，选择CA6140车床拨叉Φ25后端面和两个Φ25外圆定位，对应的定位元件为定位套、固定V型块和B型活动V型块。定位分析如下：（1）CA6140车床拨叉Φ25后端面与定位套端面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。（2）CA6140车床拨叉Φ25外圆与固定V型块配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。（3）CA6140车床拨叉另一Φ25外圆与B型活动V型块配合定位，限制一个自由度，即Z轴转动。图4-1定位套零件图图4-2定位套Slidworks图4-3固定V型块Slidworks图4-4活动V型块Slidworks4.2.3定位误差分析以CA6140车床拨叉Φ25外圆在V形块上定位，当采用两V形块时，限制了工件四个自由度了，一批工件中心在垂直方向的偏移为,外圆上母线点的偏移为,下母线点的偏移为=====1.210.62≈0.75同样可得===0.210.62≈0.13=0.70.62≈0.43外圆以不同V形角和以平面定位时（a=90°）的K、、值见表5-1表5-1计算、、时的系数K、、的值系数V形角a60°90°120°180°（平面）K1.00.70.550.51.51.211.071.00.50.210.0804.2.4夹紧方案分析查文献[3]表3-3得切削力计算公式：由钻铰Φ14H11孔的工时计算知，，=0.36mm由文献[3]表3-3知即≈425×13×0.442×0.75N≈1832N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查表得夹紧力为2059N==5147.5N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的4.2.5夹具体设计及与机床的连接1确定夹具体CA6140车床拨叉钻Ф14H11孔夹具中最重要的一个零件夹具体，此夹具一次加工三件，定位元件和夹紧元件合理排布在夹具体上，夹具体总体尺寸360mm×200mm×25mm，为了减少接触面积，尽量减少配合面尺寸，比如固定V型块配合的表面整出35mm×34mm凸台，减少夹具体与机床工作台配合面，底部挖出一部分。对夹具体的要求：①为了保证CA6140车床拨叉钻Ф14H11孔时产生变形或者震动，故夹具体要有足够的强度，也就是加工时，夹具体不能变形或者震动。②夹具体尺寸360mm×200mm，材料选用HT200，铸造之后进行时效处理，为了保证Ф14H11孔精度，故夹具体上定位元件位置也需要保证，夹具体加工时得重点保证。③夹具体为了移动和安装方便，其重量设计时不能太重。有时工件比较大时，设计的夹具重量比较大时，要设计吊重环，便于吊装。（2）机床的连接夹具体与机床工作台之间通过T型螺钉与T型槽连接在一起。图4-5夹具体零件图图4-6夹具体Slidworks4.3钻模钻套是安装在钻模板或夹具体中起确定加工孔位置、引导钻头、提高刚性、防止振动作用的零件。图4-7快换钻套Slidworks图4-8钻套Slidworks图4-9钻套螺钉钻套Slidworks图4-10钻模板钻套Slidworks

第5章铣断夹具5.1设计任务设计任务：CA6140车床拨叉铣断夹具，粗糙度控制在Ra12.5。5.2夹具方案分析5.2.1夹具的作用（1）维持产品生产精度：专用夹具保证生产出来的产品精度，所加工的产品和刀具的位置都是正确的。（2）减少辅助工时，提升效率：小批量生产加工的产品，钳工对加工面、孔中心线划线找正。但专用夹具去除了划线找正这一个步骤，降低加工时间，提高加工效率。（3）确保生产精度：产品安装在专用夹具上，确保夹具与机床、刀具的正确位置，对于操作工人的技术水平要求不高，产品精度可以得到保证，且合格率高。（4）提高生产率、降低成本：CA6140车床拨叉在夹具上定位、装夹应快速便捷，而定位夹紧时不需要专门找正，这样节约了工件拆装时间。CA6140车床拨叉装夹在夹具上加工时，夹具应具有足够的刚性，这样在切削加工时的切削用量就可以适当增加。CA6140车床拨叉在不同的工序加工时，可以采用不同的夹具，而夹具设计时尽量采用标准件，这样的夹具更具有通用性，生产效率更高。CA6140车床拨叉专用夹具加工工件时，保证CA6140车床拨叉质量，废品率低，对操作者的技术要求也不高，投资也减少许多。（5）扩大机床的工艺范围：CA6140车床拨叉在生产中使用专用夹具，这样可以使夹具结构简化，而设备功能增加。（6）降低工作者的工作强度：产品通过夹具来装夹，更加便利，速度更快，一旦夹紧装置使用气动或者液压的方式来实现，对于操作者来说，工作变得更加轻松。5.2.2工件的定位方案分析CA6140车床拨叉铣断夹具设计，由精基准选择中“基准统一”原则，选择CA6140车床拨叉Φ25前端面和两个Φ14H11孔定位，对应的定位元件为A型固定式定位销和B型固定式定位销。定位分析如下：（1）CA6140车床拨叉Φ25前端面与定位销端面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。（2）CA6140车床拨叉Φ14H11孔与A型固定式定位销配合定位，限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。（3）CA6140车床拨叉另一Φ14H11孔与B型固定式定位销配合定位，限制一个自由度，即Z轴转动。图5-1A型固定式定位销Slidworks图5-2B型固定式定位销Slidworks5.2.3定位误差分析（1）移动时基准位移误差（式5-1）式中：——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最大偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最小偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔与A型固定式定位销Φ14a11外圆最小配合间隙代入（式5-1）得：=0.11mm+0+0.29mm=0.4mm（2）转角误差（式5-2）式中：——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最大偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最小偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔与A型固定式定位销Φ14a11最小配合间隙——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最大偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔的最小偏差——CA6140车床拨叉Φ14H11孔与B型固定式定位销Φ14a11最小配合间隙其中：则代入（式5-2）得：则：≈0.19099°5.2.4夹紧方案分析查文献[3]表4得切削力计算公式：式中，f=0.2mm/r,查表得=736MPa,即=≈296N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M8螺母锁紧，查表得夹紧力为2059N==5147.5N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的5.2.5夹具体设计及与机床的连接1确定夹具体CA6140车床拨叉铣断夹具中最重要的一个零件夹具体，此夹具一次加工三件，定位元件和夹紧元件合理排布在夹具体上，夹具体总体尺寸400mm×280mm×30mm，为了减少接触面积，尽量减少配合面尺寸，比如定位销配合的表面整出Ф22mm凸台，减少夹具体与机床工作台配合面，底部挖出一部分。对夹具体的要求：①为了保证CA6140车床拨叉铣断时产生变形或者震动，故夹具体要有足够的强度，也就是加工时，夹具体不能变形或者震动。②夹具体尺寸400mm×280mm，材料选用HT200，铸造之后进行时效处理，为了保证断面精度，故夹具体上定位元件固定孔之间的距离120mm，夹具体加工时得重点保证。③夹具体为了移动和安装方便，其重量设计时不能太重。有时工件比较大时，设计的夹具重量比较大时，要设计吊重环，便于吊装。（2）机床的连接夹具体与机床工作台之间通过T型螺钉与T型槽连接在一起，而夹具体与机床工作台之间的位置通过定位键保证。图5-3夹具体图5-4夹具体Slidworks

结论在设计中体会到前面所学课程的新菜性，给论主要有以下几点!1.在设计以机械加工工艺路线为主线，进一步拟定加工方法，通过分析零件图纸、选用机械加工设备等，初步拟定加工面法。加工路线确定后，切削用量和加工工时的计算要熟悉和使用有关手册查看工艺参数。将计算出来的资料和加工方法，刀具，机床设备，填入过程档案。2.在夹具设计中，我需要根据零件的形状、尺寸和加工要求，制定出正确的夹具结构，以确保零件的加工精度和稳定性。3.这次设计，夹具采用可拆卸结构，可根据不同的加工要求进行拆卸，更换和更新，提高加工效率。通过这一设计，基本掌握了零件的加工工艺分析，工艺文件的编写，设计专用夹具的方法步骤等，并能熟练掌握其中的各个环节。学习了相关的手册，工艺装备的选用和使用方法等。这个设计还是有不少不足的地方。由于知识掌握得不够扎实，在设计过程中考虑问题不够周全，没有做到面面俱到、融会贯通。还有待于进一步的学习与实践。参考文献[1]李益民．机械制造工艺设计手册[M]．北京：高等教育出版社，2020．[2]尹成湖、周湛学．机械加工工艺简明速查手册[M]．北京：华学工业出版社，2020.12[3]陈宏钧．实用机械加工工艺手册[M]．北京：机械工业出版社，2021.5[4]田兴林．机械切削工人实用手册[M]．北京：华学工业出版社，2020.10[5]朱正心等.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社,2021.[6]吴拓．简明机床夹具设计手册[M]．北京：华学工业出版社，2020．[7]全国数控培训网络天津分中心编．数控编程．北京：机械工业出版社，2019.[8]王启平等.机