论文题目：车床变速箱中拔叉及专用夹具设计

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1、毕业论文设计论文题目：车床变速箱中拔叉及专用夹具设计摘要IAbstract n1绪论11.1课题背景11.2夹具的发展史 11.3小结22拨叉80-08的加工工艺规程设计 32.1零件的分析32.1.1零件的作用 32.1.2零件的工艺分析32.2确定生产类型 32.3确定毛坯32.3.1确定毛坯种类32.3.2确定铸件加工余量及形状 32.3.3绘制铸件零件图 42.4工艺规程设计42.4.1选择定位基准 42.4.2制定工艺路线42.4.3选择加工设备和工艺设备 62.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 62.5确定切削用量及基本工时 82.5.1工序1:粗铳25H7的两侧面 82.

2、5.2工序2:粗铳平下端面孔侧面的工艺凸台 92.5.3工序3:钻25H7的通孔 92.5.4工序4:扩25H7的通孔 112.5.5工序5:铰25H7的通孔 122.5.6工序6:粗铳a、b面1822.5.7工序7:粗铳60H12孔的两面 142.5.8工序 & 精铳60H12孔的两面 142.5.9工序9:粗镗下端60H12的孔 152.5.10工序10:半精镗下端孔到 60H12 162.5.11工序11 :粗铳16H11的槽 162.5.12工序12:半精铳16H11的槽 172.5.13工序13:钻20.50的孔182.5.14 工序 14: 攻 M22 X 1.5 的螺纹192.5

3、.15工序15:铳开 60H12的孔 202.6本章小结213专用夹具设计223.1镗孔夹具设计 223.1.1问题的提出 223.1.2夹具的设计223.2铳槽夹具设计 253.2.1问题的提出 253.2.2夹具的设计 253.3钻孔夹具设计 293.3.1问题的提出 293.3.2夹具的设计 303.4本章小结35结论36参考文献37致谢3831 绪论1.1课题背景随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工 艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统 的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的 型面和某些具有

4、特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零 件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的 迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个 新的阶段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造 工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断 的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成 本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重 要的工艺装备。1.2夹具的发展史夹具在其发展的200多年历史中，大致经历了

5、三个阶段：第一阶段，夹具在 工件加工、制造的各工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。 随着军工生产及内燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其 高效率及稳定加工质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具 逐步发展成为机床一工件一工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具 发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今 天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提 高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹 具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化

6、的大 批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高 精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智 能化水平。1.3小结一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的 加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类， 杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模 的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50% 80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于 对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对

7、夹具 的正确使用，维护和调整，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。2无锡职业技术学院毕业设计2拨叉80-08的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件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。2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT20Q灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。但灰铸铁的 铸造性能和切削加工性能优良。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的 位置要求：(1)中心圆孔25oO.O21。 M22 1.5的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为44 00.3。 键槽16oO

8、.11与中心孔有0.08的垂直度，深为8oO.15。 半孔60。0.3与中心孔有127 0.2的位置关系，其宽为12 0.05与中心孔有0.1的垂 直度。由上面分析可知，可以先加工拨叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具 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及机床所能达 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。2.2确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工 过程划分阶段；工序应当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT2

9、O0考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是 太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。2.3.2确定铸件加工余量及形状查机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册125页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为 3mm233绘制铸件零件图图2.1零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准 粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准 精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基 准统一”原则，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精 基准。2.4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸

10、精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能 达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用各种机床配以专用夹 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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:表2.1工艺路线方案一工序号工序内容工序一钻、扩、铰25H7的通孔工序二粗铳a、b面，使粗糙度达到 6.3 , a面到25H7的孔中心距为440.3, b面到25H7的中心距为 36工序三粗铳、半精铳16H11的槽工序四粗铳下端圆孔的两侧面，使两面之间的距离为12d11工序五粗镗下端圆孔的内孔到59半精镗此孔到60H12工序六铳开下端圆孔工序七钻20.5

11、0的孔，垂直于25H7的通孔工序八攻M22X 1.5的螺纹工序九钳工打毛刺工序十检验表22工艺路线方案工序号工序内容工序一粗铳25H7的两侧面，使两面间距为80工序二粗铳平下端孔侧面的工艺凸台工序三钻25H7的通孔工序四扩25H7的通孔工序五铰25H7的通孔工序六粗铳a、b面，使粗糙度达到 6.3 , a面到25H7的孔中心距为44；3, b面到25H7的中心距为 36工序七粗铳60H12孔的两面，使两面的间距为14工序八精铳60H12孔的两面，使两面的间距为12d11，粗糙度3.2工序九粗镗下端孔工序十半精镗下端孔到60H12,粗糙度达到3.2工序十一粗铳16H11的槽续表22工序十二半精铳

12、16H11的槽工序十三钻20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序十四攻M22 1.5的螺纹工序十五铳开60H12的孔工序十六钳工打毛刺工序十七检验工艺立方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案二是加工工序分散，适合流水线生产， 缩短装换刀具的时间。加工完前次的又可成为下次加工的基准，这样使工序非常 清晰易提高加工精度，是对大批量生产是很合适的。方案一把工件加工工序分得 很紊乱并且很集中，基准得不到保证，加工出来的精度低，不符合现代化的生产 要求。两种方案的装夹比较多，但是考虑到加工零件的方便性，及加工精度，且 还是大批生产，所以采用方案二比较合适。2.4.3选择加工设备和工艺设备 机

13、床的选择工序1、7、8、11、12、15采用X6022型卧式铣床工序2、6采用X5028立式铣床工序3、4、5、13、14采用Z535立式钻床工序9、10采用T618卧式镗床 选择夹具该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。 选择刀具在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔25H7，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。 选择量具加工的孔均采用极限量规。 其他对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺 寸采用通用量具即可。2.4.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加 工工序的加工余

14、量如下：表2.3各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度工序号工序内容加工 余 量经济精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗铳25H7的两侧面3IT11806.3-0.10.12粗铳平下端孔侧面的工艺凸台3IT1106.3-0.10.13钻25H7通孔IT12226.3-114扩25H7通孔2.0IT1224.700.053.2-0.050.055铰25H7通孔0.2IT82500.0211.6-0.0060.006粗铳a44 00.3（距中6粗铳面3IT12心孔）6.3-0.10.1a、b面粗铳b面36（距中心孔）7粗铳60H12孔的两面2IT1113 0.56.3-0.10.1

15、8精铳60H12孔的两面1IT90.0512 0.163.2-0.050.059粗镗下端孔2.5IT1359.700.36.3-0.20.210半精镗下端孔0.5IT11“ 0.36003.2-0.020.02续表2.311粗铳16H11的槽IT1114 0.56.3-0.10.112半精铳16H11的槽1IT1016。0.113.2-0.020.0213钻20.50的孔IT1320.50 0.56.3-1114攻M 22 1.5的螺纹15铳开60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序1:粗铣25H7的两侧面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶

16、齿套式面铣刀（间距为80），材料：YT15, D 200mm，齿数 Z 20 ,为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度ap : ap 3mm0.15mm/Z铣削速度V :每齿进给量af :根据参考文献3表2.4-73，取af 参照参考文献3表2.4-81,取V 2.54m/s机床主轴转速n:1000Vnd1000 2.54 603.14 200242.68r / min ,44按照参考文献3表3.1-74 n 245r / min实际铣削速度v: vdn10003.14 200 2451000 602.56m/s进给量 Vf : Vf afZn 0.15 20 245/6012.25

17、mm/s工作台每分进给量 fm : fm Vf 12.25mm/ s 735mm/min a :根据参考文献3表2.4-81,a60mm切削工时被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 42mm,刀具切入长度ll:li 0.5(D D2 a2) (13) 0.5(200、2002一602) (13) 7.6mm刀具切出长度l2 :取l2 2mm走刀次数为1 机动时间tji : tjil li l2427.6 27350.07 min查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.23min2.5.2工序2:粗铣平下端孔侧面的工艺凸台机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）dw 400mm 齿数

18、Z 14粗铣a面铣削深度ap: ap 3mm每齿进给量af :根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取af 0.15mm/Z铣削速度V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取V 6m/s机床主轴转速n: n1000Vdo1000 6 603.14 400287r/min，取 n 300r/min实际铣削速度V : V 卫 3.14 400 300 6.28m/s 1000 1000 60进给量 Vf : Vf afZn 0.15 14 300/6010.5mm/s工作台每分进给量 fm : fm Vf 10.5mm/s630mm/mina :根据机械加工工艺手册表 2.4-81, a240

19、mm被切削层长度l :由毛坯尺寸可知l 16mm刀具切入长度 h : l10.5(D. D2 a2(1 3) 42mm刀具切出长度l2 :取l2 2mm走刀次数为1机动时间 tj1 : tj1 16422 0.095minjfm630查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.3工序3:钻25H7的通孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H7,表面 粗糙度Ra1.6 m。加工机床为Z535立式钻床。钻头为？22mm标准高速钢麻花钻， 磨出双锥和修磨横刃。确定钻削用量 确定进给量f根据参考文献2,表28-10可查出f表0.47 0.57mm/

20、r ,查Z535立式钻床说明书，取f 0.43mm/r。根据参考文献2表28-8，钻头强度所允许是进给量f 1.75mm/ r。由于机床 进给机构允许的轴向力Fmax 15690 N （由机床说明书查出），根据参考文献2， 表28-9，允许的进给量f1.8mm/r。由于所选进给量f远小于f及f，故所选f可用。 确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm根据参考文献2，表28-15，由插入法得v表 17m/min， F表 4732N T表 51.69N M，Pm表 1.25kW由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，kMv 0.88，k

21、lv 0.75，故v表 17m/ min 0.88 0.75 11.22(m/min)型丛1000仁汕/聞162r/min d022mm查Z535机床说明书，取n 195r/min。实际切削速度为v皿100022mm 195r / min100014m/ min由参考文献2，表28-5，kMFkMT 1.06，故F 4732 N 1.065016(N)T 51.69N m 1.06 54.8N m校验机床功率切削功率Pm为PmP表(n / n )kMM1.25kW (195/ 246) 1.061.05kW机床有效功率PePe4.5kW 0.81 3.65kW Pm故选择的钻削用量可用。即d0

22、 22mm， f 0.43mm/r， n 195r/min， v 14m/min 相应地F 5016N，T 54.8N m， Pm 1.05kW切削工时被切削层长度I : I 78mm刀具切入长度l1 :D22lictgkr (1 2) ctg120 1 7.4mm刀具切出长度12: 12 1 4mm取l2 3mm走刀次数为1机动时间 tj2: tj2 78_74 31.08minj nf 0.43 195查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.76min2.5.4工序4:扩25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。扩孔钻为？24.7mm标准高速钢扩孔钻；确定扩孔切削用量 确定进给量f

23、 根据参考文献2，表28-31，有f表(0.7 : 0.8 ) mm/r 0.7=0.49 : 0.56mm/r。根据 Z535 机床说明书，取f =0.57mm/r。 确定切削速度v及n 根据表28-33，取v表 25m/min。修正系数：a 24 7 22kmv 0.88，kapv 1.02(根据上 /1.5 0.9)ap2故v表 25m/min 0.88 1.02 11.22m/minn1000v表/( d0)1000 11.22mm/min/(24.7mm)286r/min查机床说明书，取n 275r / min。实际切削速度为33vd0n 1024.7mm 275r/min 10 3

24、 21.3m/min切削工时被切削层长度l : l 78mm2 2.86mm 3mm刀具切入长度l1，有：刀具切出长度J :走刀次数为1l21 4mm取 l2 3mm机动时间tj2 : tj2L 78 3 30.54 minfn 0.57 275l1 Dctgkr (12)24.7 22 ctg120查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.16min2.5.5工序5:铰25H7的通孔加工机床为Z535立式钻床。铰刀为？25mm标准高速铰刀。确定铰孔切削用量 确定进给量f 根据表28-36, f表1.3 2.6mm ,按该表注4,进给量取 小植。查Z535说明书，取f 1.6mm/r。

25、确定切削速度v及n由表28-39,取v表 8.2m/min。由表28-3,得修正系数a 25 24 7kMv 0.88, ka v 0.99 (根据上 /0.125 1.2)pap2故v表 8.2m/min 0.88 0.99 7.14m/minn 1000v表 /( d0)1000 7.14(m/min)/(25mm)91.5r/min查Z535说明书，取n 100r/min，实际铰孔速度33v d0n 1025mm 100r / min 107.8m/ min切削工时被切削层长度I : I 78mm刀具切入长度l1 ,l1 ctgkr (12) 25 ；4.7砲120 2 2.09mm刀具

26、切出长度l2 :l21 4mm取 l2 3mm走刀次数为1机动时间tj3 : tj3 78 2.09 30.52 minj nf1.6 100查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.51min该工序的加工机动时间的总和是 tj : tj 1.08 0.54 0.522.14 min2.5.6工序6:粗铣a、b面机床：X5028刀具：硬质合金端铣刀(面铣刀)dw 400mm 齿数Z 14粗铣a面铣削深度ap: ap 3mm每齿进给量af :根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取af 0.15mm/Z 铣削速度V ：参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取V 6m/s机床主轴转速 n :

27、 n 1000V1000 6 60 287r/min，取 n 300r/mind03.14 400实际铣削速度V : V 卫 3.14 40 30 6.28m/s1000 1000 60进给量 Vf : Vf afZn 0.15 14 300/6010.5mm/s工作台每分进给量 fm : fm Vf 10.5mm/s630mm/mina :根据机械加工工艺手册表 2.4-81,a 240mm被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 90mm刀具切入长度 I1 : I1 0.5(D - D2a2 (13) 42mm刀具切出长度l2 :取l2 2mm走刀次数为1lh1290422机动时间切:tj1-0

28、.21minjfm630查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：2.03min粗铣b面同样的铣削深度ap 3mm每齿进给量af :根据机械加工工艺手册表 2.4-73，取af 0.15mm/Z铣削速度V :参照机械加工工艺手册表 2.4-81，取V 6m/s士口 l-i- 11 1r 一1000V1000 6 60287r/ min，“卜工十口十乞心 IInd3.14400取 n 300r/min实际铣削速度V:Vdn3.1440030010001000605 厶进给量Vf : Vfaf Zn0.1514 300/6010.5mm/ s工作台每分进给量fm :fmVf10.5mm/s630

29、mm/ mina :根据机械加工工艺手册表 2.4-81,a 240mm被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 32mm刀具切入长度 I1 : I1 0.5(D . D2 a2 (13) 42mm刀具切出长度I2 :取I2 2mm走刀次数为1机动时间 tj1 : tj1 I I1 I232 42 20.12minj fm630查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.52min2.5.7工序7:粗铣60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀（间距为14），材料：YT15，D 200mm，齿数 Z 20，为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm0.15mm/Z铣削速度V

30、:所以铣削深度ap : ap 2mm每齿进给量af :根据参考文献3表2.4-73，取af 参照参考文献3表2.4-81,取V 2.54m/s机床主轴转速n:1000Vnd1000 2.54 603.14 200242.68r / min ，按照参考文献3表3.1-74 n 245r / min实际铣削速度v: vdn10003.14 200 2451000 602.56m/s进给量 Vf : Vf afZn 0.15 20 245/60 12.25mm/s 工作台每分进给量fm : fm Vf 12.25mm/ s a :根据参考文献3表2.4-81,a切削工时被切削层长度I :由毛坯尺寸可

31、知I刀具切入长度11 :l10.5（D、芦刀具切出长度l2 :取l2走刀次数为1 机动时间tj1 :如l l1 l260mm82mm，735mm/mina2) (13)2mm0.5(200、2002 602) (13) 7.6mm82 7.6 2735查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.57min2.5.8工序8:精铣60H12孔的两面机床：X6022型卧式铣床0.125min刀具：两块镶齿套式面铣刀（间距为12 ：05），材料：YT15，D 200mm，齿 数Z=25,为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm铣削深度ap: ap 1.0mm每齿进给量af :根据参考文献3

32、表2.4-73，取af 0.12mm/Z铣削速度V : 参照参考文献3表2.4-81,取V 3.2m/s机床主轴转速n:1000V1000 3.2 60nd 3.14 200305.7r / min，310r / min实际铣削速度v: vdn10003.14 200 3101000 603.24m/s按照参考文献3表3.1-31 n进给量 Vf : Vf afZn 0.12 25 310/6015.5mm/s工作台每分进给量 fm :fm Vf 15.5mm/s 930mm/min被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 82mm刀具切入长度l1 :精铣时h D 200mm刀具切出长度l2 :取l

33、2 2mm走刀次数为1l h S 82 200 2 机动时间 S: tj2 -0.31minj fm930查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.94min2.5.9工序9:粗镗下端60H12的孔机床：卧式镗床T618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5切削深度ap: ap 2.5mm ,毛坯孔径d0 54mm。进给量f :根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm,切削深度为 aF =2.5mm。因此确定进给量f 0.2mm/r。切削速度V :参照参考文献3表2.4-9取V 2.4m/s 144m/min机床主轴转速n:1000V1000 144n849.26r/ min

34、 ,d 3.14 54按照参考文献3表3.1-41取n 1000r/min实际切削速度v : vdn10003.14 54 10001000 60 OO 11 / o工作台每分钟进给量fm :fmfn0.2 1000200mm/被切削层长度l: l12mm刀具切入长度l1: l1aP(23)2526.33mmtgkrtg30刀具切出长度12 : l23 5mm取 l2 4mmmin行程次数i : i 1机动时间切：切 1 11 1212 6.33 4 0.11minfm200查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min2.5.10工序10：半精镗下端孔到60H12机床：卧式镗床T

35、618刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5切削深度ap: ap 0.5mm进给量f :根据参考文献3表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm,切削深度为 aF =0.5mm。因此确定进给量f 0.15mm/r切削速度V :参照参考文献3表2.4-9,取V 3.18m/s 190.8m/min机床主轴转速n:1000Vndo1000 190.83.14 591029.9r/min，取 n 1000r / min实际切削速度v，:dnv10003.14 59 10001000 603.09m/ s工作台每分钟进给量fm :fm fn 0.15 1000 150mm/min被切削层长度I : I 1

36、2mm刀具切入长度l1:L ap (23)0.52 2.87mmtgkrtg30刀具切出长度J :l23 5mm取l24mm行程次数i : i 1机动时间tj1:如l l1 l2122.8740.126 minfm150所以该工序总机动工时tj 0.11 0.1260.236min查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86min 2.5.11工序11:粗铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀切削深度ap: ap 7mm根据参考文献查1表4.4-8有：刀具的直径 D=80mm刀具的齿数 Z=14，刀具的宽度L=14mm查2表 2.4-76 得：进给量af 0.0

37、6mm/z ,根据参考文献3表30 32查得切削速度V 24m/min，机床主轴转速n:95.54r / min，1000V1000 24nd 3.14 80按照参考文献2表3.1-74取n 95r / min实际切削速度v: v卫 3.14 80 95 0.4m/s1000 1000 60进给量 Vf : VfafZn 0.06 14 95/60 1.33mm/s机床工作台每分进给量fm :fm Vf 1.33mm/s79.8mm/ min被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 90mm刀具切入长度l1 :l10.5D(12)=42mm刀具切出长度l2 :取l2 2mm走刀次数为1机动时间 tj

38、1 : tj1 l l1 l2 90 42 2 1.68minfm79.8查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.92min 2.5.12工序12:半精铣16H11的槽机床：X6022型卧式铣床刀具：错齿三面刃铣刀刀具直径D=80,齿数Z=14,宽度L=16。切削深度ap: ap 1mm根据参考文献2表2.4 76查得：进给量af 0.12mm/z,根据参考文献3表 30 32查得切削速度V 23m/min，机床主轴转速n:1000V1000 23n91.56r / min，d 3.14 80按照参考文献3表3.1-74取n 95r / min实际切削速度 V： V -Dn 3.14

39、80 950.4m/s1000 1000 60进给量 Vf : Vf afZn 0.12 14 95/602.66mm/s工作台每分进给量 fm :fm Vf 2.66mm/s 159.6mm/min被切削层长度I :由毛坯尺寸可知I 90mm，刀具切入长度I1 :l10.5D(12)=42mm刀具切出长度l2 :取l2 2mm走刀次数为1机动时间tj1 :如90 42 20.84minjfm159.6查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.41min本工序机动时间 tj tj1 tj2 1.680.842.52 min2.5.13工序13:钻20.50的孔机床：Z535立式钻床刀具：

40、20.50直柄短麻花钻确定钻削用量确定进给量f根据参考文献2，表28-10可查出f表 0.47 0.57mm/r ,查Z535立式钻床说明书，取f 0.43mm/r。根据参考文献2表28-8,钻头强度所允许是进给量f 1.75mm/r。由于机床 进给机构允许的轴向力Fmax 15690N (由机床说明书查出)，根据参考文献2, 表28-9，允许的进给量f1.8mm/r。由于所选进给量f远小于f及f，故所选f可用。确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm根据参考文献2，表28-15，由插入法得v表 17m/min， F表 4732NT表 51.69N M，Pm表 1.25kW由于实际加工条

41、件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。根据参考文献2，由表28-3，kMv 0.88，心0.75，故v表 17m/ min 0.88 0.75 11.22(m/min)1000v 表 1000 11.22mm/ minn表174.3r/mi nd020.5mm查Z535机床说明书，取n 175r/min。实际切削速度为v盘100020.5mm 175r/min100011.26m/min由参考文献2，表28-5，kMFkMT 1.06，故F 4732 N 1.065016( N)51.69N m 1.06 54.8N m校验机床功率 切削功率Pm为PmP表(n / n )kMM1

42、.25kW (195/ 246) 1.061.05kW机床有效功率Pe Pe4.5kW 0.81 3.65kW Pm故选择的钻削用量可用。即d020.5mm， f 0.43mm/ r， n 175r /min， v 11.22m/min相应地F 5016N，T 54.8N m，Pm 1.05kW切削工时被切削层长度I : I 32mmDh ctgkr16.9mm刀具切入长度l1 :刀具切出长度l2 :l21 4mm取 l2 3mm走刀次数为1机动时间tj2 : tj2L 32 6.9 30.56 minnf 0.43 175(12)学呦20查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：1.58m

43、in2.5.14 工序14:攻M22X 1.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（M22 1.5）进给量f :由于其螺距p 1.5mm,因此进给量f 1.5mm/r切削速度V :参照机械加工工艺手册表2.4-105，取V 0.148m/s 8.88m/min机床主轴转速 n : n1000 8.88128.55r/min，取 n 130r/mindo 3.14 22丝锥回转转速n0 :取 nn 130r /min实际切削速度314 22 130 0.15m/s1000 60被切削层长度 刀具切入长度 刀具切出长度 走刀次数为1I : I 32mml1:l2 :11 4.5mm12

44、0机动时间tj: tjL止j fn2fn32 4.51.5 130查参考文献1，表2.5-41工步辅助时间为：2.5.15工序15:铣开60H12的孔机床：X6022型卧式铣床刀具：中齿锯片铣刀刀具直径D=80mm,齿数Z=32，宽度L=4mm。切削深度ap: ap 12mm根据参考文献2表2.4 76查得：进给量af 0.06mm/z,根据参考文献3表30 32查得切削速度V 20m/min ,机床主轴转速n:1000V1000 20n79.62r/min ,d 3.14 80按照参考文献3表3.1-74取n 80r / minl2 l l132 4.50.37 min1.5 1301.33

45、min实际切削速度 v: v3.14 80 80 0.33m/s10001000 60进给量 Vf : VfafZn 0.06工作台每分进给量fm : 被切削层长度l :由毛坯尺寸可知 刀具切入长度l1 :32Vf80/602.56mm/s2.56mm/ s 153.6mm/min82mm，l10.5D(12)=41mml2 :取 l2 2mm刀具切出长度走刀次数为1机动时间tj1 :tj1l l1 l28241153.6-0.81min查参考文献1，表2.5-45工步辅助时间为：1.59min2.6本章小结本章节主要从零件的结构和外型入手分析，从而得出设计毛坯的依据。再查 阅有关资料，设计出

46、零件加工的毛坯。在工艺规程的制定上，将两种方案进行比 较，选取一个最佳方案来。在计算每一步的切削用量时，先选用刀具和机床，再 查阅资料找出进给量，由它算出机床所需的转速，翻阅机床手册选一个最接近它 的一值。算切削速度、机动时间等。3专用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。在加工此拔叉零件时， 需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计镗孔夹具、铣槽夹具及钻顶面螺纹底 孔夹具各一套。3.1镗孔夹具设计3.1.1问题的提出本夹具是用来镗此拔叉下端60H12的孔,零件图中此孔与25H7的孔中心距有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工，因此本工序加工时要考虑如何提高劳动 生

47、产率，降低劳动强度，重点是保证加工精度的问题3.1.2夹具的设计 定位基准的选择因为 25H7的孔与此孔有公差要求，所以应以这个长通孔为主要定位基准。由 于铸件的公差要求较大，利用 60H12的孔的左侧面作为辅助定位基准。在小孔处 采用移动压板对零件进行夹紧。在 60H12的孔旁边有筋板的缘故，有足够的强度， 可以进行直接的镗削，能保证加工精度。 定位元件及夹紧元件的选择据上面所述，查参考文献1，选用固定式定位销(长销)穿过 25H7的孔。 由于此孔两侧面没加工，故用定位块进行支承。这样一销一面就限制了五个自由 度，最后在待加工孔下面加上一个支承钉再限制最后一个自由度，即一面两销定 位。这样就

48、可以完全定位了。图3.1固定式定位销(GB2203-80)夹紧元件选用压板，由于压板种类很多，当选用转动压板时，其行程不够， 选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用移动压板，其夹紧可 靠、操作方便，在很多地方都有用到。125431II1111R7jTLJ11 I图3.2 移动压板（GB2175-80）切削力及夹紧力计算镗刀材料：YT5由参考文献3，k 粗 30o k1）粗镗: 由参考文献12（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：T68 表1-12选择刀具的几何参数为：60oo 10os 15oo 45，查表1 2 3可得：075Kp圆周切削分力公式：Fc 902a pf0.2mm/

49、rap 2.5mmKc K mp Kk pK opK spKrp2 4 得：Kmp (B)np 150/HB、n . 175 0.4()()1.06 1501502 6可得参数：Kk p 1.08 K op1.06 1.08 1.0查表1取HB1750.4由表11.0K mp K k p K op K spK rp902apf.75Kp902径向切削分力公式1.01.0sp1.151.0 Krp 1.0- Fc同理：式中参数：Kk p 1.30二 Kp KmpKk pK opK spK Fp 530ap92.5 0.20.75 1.15 775.56N Fp530a p091.0 K075 K

50、PKop 1.0 K sp 1.71.06 1.30 1.0 1.7op sp rp.75KP 530 2.50.9 0.20.75 2.34Krp 1.01.02.34845.67N轴向切削分力公式：Ff 451apf0.4Kp式中参数：Kk p 0.78 K op 1.0 K sp 0.65 Kp 1.0二 KfKmpKk pK opK spKrp 1.06 0.78 1.0 0.65 1.0 0.54二 Ff 451apf 0.4KP 451 2.5 0.20.4 0.54 319.65N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利 的瞬间状态，按静力平衡原理计算出

51、理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以 安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：WkK F安全系数K可按下式计算，K K0K1K2K3K4K5K6式中：K。心为各种因素的安全系数，见参考文献12表1 2 1可得:KC1.2 1.2 1.0 1.0 1.3 1.0 1.0 1.87Kp 1.2 1.2 1.4 1.0 1.3 1.0 1.02.62Kf 1.2 1.2 1.5 1. 1.3 1.0 1.02.81所以，有：WKKC FC 1.87 775.56 1450.3 NWKKp Fp 2.62 845.67 2215.66 NWKKf Ff 2.81 319.65 898.22N2）半精镗

52、:同理，圆周切削分力公式：Fc 902apf 0.75KpFp 530a pWf O75 KpFf 451apf 0.4KP因为：ap 0.5mm f 0.15mm/ r ，贝U0 750 75Fc 902ap f . Kp 902 0.5 0.15.1.15 124.476NFp 530ap0.9f0.75Kp 530 0.50.9 0.150.75 2.34 159.54NFf 451apf0.4Kp 4510.50.1514 0.5457NKc1.21.01.11.01.3 1.0 1.01.72Kp1.21.151.11.01.3 1.0 1.01.8Kf1.31.01.31.01.3

53、 1.0 1.02.2所以，有：WkKcFc1.72 124.476214.1NWkKpFp1.8159.54287.17 NWkKfFf2.257125.4N当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工 过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构，为了方便操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产二 F Ffmax 319.65N既是F加上转矩M 所以WK319.65N 误差分析与计算该夹具以一长销和一支承钉定位，要求保证孔中心与小通孔中心距的尺寸公 差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等

54、于或小于该工序所规定 的工序公差。由参考文献12可知孔销间隙配合的定位误差为： dw(Dmax dmin)/2 (25.021 24.974)/2 0.0235 夹具体设计夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。3.2铣槽夹具设计3.2.1问题的提出本夹具主要用来粗、精铣此拨叉的槽。粗、精铣槽时，槽宽有尺寸要求0.11016。 rnm，其深度要求为80.150mm，槽的左右两侧面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙 度要求Ra6.3。本道工序仅是对槽进行粗、精铣削加工。同样在本道工序加工时， 还是应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质 量。3.2.2夹具的设计 定位基准的选择在

55、进行铣槽加工工序时，由于25H7和60H12的孔已经加工。因此工件选择25H 7的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在25H7的孔加上此孔的一面就限制了五个自由度，再在 60H12的孔中间加上个削边销，就把自由度限制完 了。即是一面两孔定位。 定位元件及夹紧元件的选择此过程定位元件主要是长圆柱销和削边销，所以对他们进行选取。查参考文 献1，选用的元件如下图：图3.4 长圆柱销（GB2203-80 A型）1 f = 07-1斗I o9图3.5 削边销（GB2203-80 B型）夹紧元件选用压板，考虑到工件装夹的方便，此选用转动压板图3.6 转动压板(GB2176-80) 铣削力与夹紧力计算根

56、据参考文献1，表2.4 97可查得:铣削力计算公式为圆周分力Fz 9.81 30a1.00.650.83 0.83,p af azd。kFz查表可得:d0 80mmZ14a 0.05do 4mmaf 0.06mm/ zap 7mmkFz 1.2代入得1 0Fz 9.81 30 7 .0.650.0640.83 14 80 83 1.2= 462.53N查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力 与圆周分力 的比值为:Fl / Fz 0.3FV / Fz 0.95Fx/Fz0.54 Fl 0.3Fz 0.3 462.53138.76NFV 0.9Fz 0.95 462.53439.4NFx 0.53Fz 0.54 462.53249.77 N查参考文献1，表5.1-4可知，所需的夹紧力为：J FKL /2fl 式中：F Fz 462.53NL=62.53mm f=1.22l=34mm KK1K2K3 1.5 1.2 1 1.8 J FKL /2fl 462.53 1.8 62.53/ 2 1.22 34 627.53N 定位误差分析图3.7转角定位误差示意图Illil.二2丿 121Dimaxd1min D2max d 2min dw arctg (