CA6140车床拨叉(831004)加工工艺规程及夹具设计说明书

3零件的分析

3.1 零件的作用

零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作，获得所需的速度和扭矩的作用。宽度为30+0.0120mm的面尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为30+0.0120mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。

3.2 零件的工艺分析：

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，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。拨叉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。其底槽侧边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由以上分析可知。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。

1 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。 2 在选择各表面、内花键及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素

（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。

3.3零件的工艺要求

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。

零件有四组加工表面：25H7内花键孔；粗精铣上端面；粗精铣18H11底槽；钻、铰2-M8通孔，并攻丝。 （1）．以22H12为主要加工面，拉内花键槽25H7，槽数为6个，其粗糙度要求是底边Ra1.6，侧边Ra3.2，22H12内孔粗糙度Ra6.3。 （2）．另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为Ra3.2。 （3）．第三组为粗精铣18H11底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边Ra3.2，槽底的表面粗糙度要求是Ra6.3。 （4）钻并攻丝2-M8。

4. 工艺规程设计

4.1 确定毛坯的制造形式。

零件材料HT200、根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为中批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。

4.2 基准的选择

1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。

4.3 制定工艺路线

工艺路线方案一：

工序一：铸造毛坯；

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角； 工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗、半精铣底面D面； 工序六：钻配作孔、螺纹孔； 工序七：粗、半精铣槽； 工序八：去毛刺； 工序九：终检，入库。

工艺路线方案二：

工序一：铸造毛坯；

工序二：粗、半精铣左端面C面，

工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75° 工序四：拉花键Φ25H7

工序五：粗铣底面D面及18H11槽； 工序六：半精铣底面D面及18H11槽； 工序七：钻配作孔、螺纹孔； 工序八：去毛刺；

工序九：倒角；终检，入库。

比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。

4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。

选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。

求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm

求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F，取为E级

求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。

求毛坯尺寸 2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；C、Ｄ面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：

R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm

为了简化铸件的形状取R＝75mm

铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：

项目 C面 公差等级CT 加工面基本尺寸 铸件尺寸公差 机械加工余量等级 RAM 毛坯基本尺寸 10 80 3.2 E 0.7 82.3 D面 10 72 3.2 E 0.7 75 1、C面的单边总加工余量为Z＝2.3mm。查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量故粗加工余量为Z＝1.3m

2、D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm 3、花键孔

要求以花键外径定心，故采用拉削加工

内空尺寸为22H12。由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42却定孔的加工余量分配：

钻孔：20mm 扩孔：22mm

拉花键孔(6-25H7*22H12*6H9)

4、铣18H11槽

由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）

4.5确定切削用量及基本工时

工序一：铸造毛坯

工序二：粗、半精铣左端面75×40面即C面。 一、 粗铣面75×40面 1、 背吃刀量的确定

因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。 2、 进给量的确定。

选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选

3、

用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z 铣削速度的确定。

由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁的硬度为150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。则主轴转速为n＝1000Vc/D＝238.8～437.9r/min 。Vf＝fzZn＝477.6～875.6r/mm。故取n＝300r/min ，Vf＝480mm/min。 切削工时：

由《切削用量简明手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故

LY t＝

Vf7512 480 ＝0.18mim。 二、 精铣75×40面 1、 背吃刀量的确定

由《实用机械加工工艺手册》表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm ，即ap＝1mm。 2、 进给量的确定

选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由《实用机械加工工艺手册》表11-92要求表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.5～1.0故取0.5mm/r 3、 铣削速度的确定

由《实用机械加工工艺手册》查得铣削速度为60～110m/min则机床主轴转速n＝1000Vc/D=238.8~437.9r/mim取n＝300r/min，则Vf＝150mm/min。 4、 计算切削工时

由《切削用量简明手册》表3.26查得入切量和超切量Y+＝12mm。则

＝

LY t＝

Vf8012 150 ＝0.61mim

＝

工序三 钻Φ22花键底孔，扩花键底孔Φ22倒2×75o倒角 一 钻Φ20的孔。 1） 决定进给量

由《切削用量简明手册》表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do＝20mm。 铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f=0.43~0.53mm/r由于Yd＝80/20＝4查得修正系数Ktf＝0.95则f＝0.41～0.50mm/r。

由《切削用量简明手册》表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f＝1.75mm/r。

由《切削用量简明手册》表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。 选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.48由《切削用量简明手册》表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F＝5510N小于Fmax，故可用。 2） 确定钻头的磨钝标准及寿命。

由《切削用量简明手册》表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。 3） 确定切削速度 n 100v0 do1000*18

3.14*20 ＝286.6r/min

由《切削用量简明手册》表2.35取n＝272r/min则实际切削速度

Dn272*20*3.14Vc＝＝＝17.1 m/min。

100010004）检验机床扭矩及功率

由《切削用量简明手册》表2.20可查得f0.5 mm/r时，Mc＝76.81Nm。当nc＝272r/min时由《切削用量简明手册》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。

由《切削用量简明手册》表2.23查得Pc＝1.1 kw。Pe＝2.6×0.81＝7.76 kw。 因为McMm，PcPe，故所选切削用量可用。 f＝0.48mm/r ，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。 计算基本工时：

tm＝

L nf由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故： tm＝二、扩20孔。

1、确定背吃刀量

由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为2mm。 2、确定进给量 由《切削用量简明手册》查的f＝0.6～0.7mm/r。根据机床说明书取f＝0.62mm/r 3、计算切削速度

1111V~Vn~*17.1

2323L8010＝＝0.69 mim。 nf272*0.48 ＝5.7～8.5 m/min

由此可知主轴的的转速为：

n＝82.5r/min

根据机床说明书取n＝140r/min，则实际切削速度

140Vv＝＝9.67 m/min

1000 4、计算切削工时

由《切削用量简明手册》表2.5可查得Kv＝30～60，取Kv＝45。 由《机械加工工艺手册》表3.5.1查得tm＝

LL1L2，式中各参数：L=80mm，fnL1＝1.707～2.107，取L1＝2mm。 故

tm＝0.8min

工序四 拉花键孔

由《机械加工工艺手册》表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为0.04～0.1mm，取齿开量为0.06mm。拉削速度由《机械加工工艺手册》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度为级的花键拉削速度为

Vc＝4.5～3.5 m/min 取Vc＝3 m/min 拉削级别由《机械加工工艺手册》表4.1－66查得。 拉削加工工时 t＝

ZbLk

1000vfzz式中Zb为单面余量Zb ＝

2522＝1.5 mm 2L为拉削表明长度 L＝80 mm

为拉削系数，取＝1.2

K 考虑机床返回行程系数取 k＝1.4 v为拉削速度

fz为拉刀单面齿开量

z为拉刀同时工作齿数z＝L/P

P为拉刀齿距 P＝（1.25~1.5）80＝1.3580 ＝12 mm 所以拉刀同时工作齿数为

z＝L/P=80/127 所以

1.5*80*1.2*1.4 t＝

1000*3*0.06*7 ＝0.16 min

工序五 粗、精铣80×30面 一、粗铣80×30面 1、加工余量的确定

由前面可知粗加工加工余量为2 mm，加工余量较小故采用一次切削故ap＝2 mm。

2、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1－20选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm齿数为3。

由《机械加工工艺手册》表2.1－96查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为aw＝do/4，铣刀的铣削速度为v＝18.29m/min，每齿进给量为0.063～0.102 mm/z 则主轴转速为

1000v n＝=358.3~577.2 r/min

nD 取n＝460r/min，由此可得Vf＝fzzn＝0.09×3×460 ＝124.2 mm/min 3、铣削加工工时的计算

由《机械加工工艺手册》表2.1－94可查得 t＝ 式中

i为次给次数i＝

Lwl1l2i vf30 8 do4 l1＝0.5do+（0.5～1.0）＝9 mm l2＝1～2 mm取l2＝2 mm 则

8092＝5.86 min

124.2精铣 80×30面

1、加工背吃刀量ap的确定

由前面可知道精铣的加工余量为1 mm，故ap＝1 mm 2、进给量的确定

由《精铣加工工艺手册》表2.1－72查得高速钢立铣刀直径为16 mm，选用与粗铣时同一铣刀和机床。

铣削宽度为aw＝3 mm是的每齿进给量为0.08～0.05 mm/z，因为表精度要求较高故fz＝0.06 mm/z 3、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1－75查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.2～0.25 mm。

由《机械加工工艺手册》表2.1－76限度寿命查得限度寿命T=60min。由《机械加工工艺手册》表2.1-92查得Vc＝22 m/min，则铣床的主轴转速：

t＝

n＝n1000v＝437.9 r/min do取n＝460 r/min。

则Vf＝fz*z*n＝0.06*3*460 =82.8 mm/min 4、计算铣削加工工时

由上面可知

t＝式中

lw、l1、l2与上述所相同。

i＝30/3＝10

将各参数代入上式可得：

8092 t＝×10

82.8 ＝11 min 工序六 钻两M8底孔及攻螺纹 1、选择切削用量

选择高速钢直柄麻花钻直径为Φ7，钻头形状为双锥修磨横刃。由《切削用量简明手册》表2.7查得进给量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量简明手册》表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f＝0.86mm/r。由《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f＝1.6mm/r。故由Z525型立式钻创说明书取f＝0.36mm/r。

2、确定钻头磨钝标准及寿命

由《切削用量简明手册》表2.12查得磨钝标准为0.5～0.8寿命为T＝35min。 3、确定切削速度

由《切削用量简明手册》表2.15查得切削速度为V＝18m/min。则主轴转速为

1000v n＝＝818.9 r/min。

D由Z525钻床说明书由就近原则取n＝680 r/min。故实际切削速度为v＝14.9 m/min

4、校核机床扭矩及功率

由《切削用量简明手册》表2.20查得

Lwl1l2i vfFfCFdoZFfyFkF

McCMdo PcZMfyMKM

McVc 30d CF=420, ZF=1 yF＝0.8，CM=0.206, ZM2.0, yM=0.8

Ff＝420×7×0.36×1

＝1298.3 N

Mc＝0.206×72×0.360.8×1＝4.5 Nm

415*14.9 Pc＝＝0.32 KW

30*7根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。 5、计算钻削加工工时

由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量和超切量y＋的值为6 mm。故 t＝

Ly106＝ nf0.36*68020.8

＝0.07 min

因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t＝0.14 min。 二、攻M8螺纹

由《机械加工工艺手册》表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在普通钻床上攻丝。 由《机械加工工艺手册》表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc＝11～12 m/min。故钻床主轴的转速为：

1000Vc 我n＝＝437.9 ～477.7 r/min

D 由Z525的说明书的参数可取n＝392 r/min。故实际切削速度为 Vc＝9.8 mm/min 攻螺纹机动实际的计算 我tm＝

l1l11 pnn1 其中：l：工件螺纹的长度l＝10 mm。 l1：丝锥切削长度l1＝22 mm。

：攻螺纹是的超切量＝（2～3）P取＝3。

n：攻螺纹是的转速n＝392 r/min。 n1：丝锥退出时的转速n1＝680 r/min。

P:螺距。

工序七 铣18H11的槽 一、粗铣18H11槽

1、选择与加工80×30平面同一规格的铣刀，同一铣床。

因为槽深为35 mm 故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量，精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap＝30 mm 2、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-96查得切削速度为 V＝18～29 m/min

每齿进给量为fz＝0.063～0.102 mm/z取fz＝0.09 mm/z。则铣床主轴转速为

1000V=358.3～577.2 r/min D根据机床说明书可取n＝460 r/min。则实际转速为 Vf＝fznz＝0.09×3×460 ＝124.2 mm/min

n＝

3、切削加工工时

由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得 tm

lwl1l2i Vf＝

4092

124.2 ＝0.82 min 二、半精铣18H11槽

1、选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀，背吃刀量ap＝5 mm。 2、确定进给量

由《机械加工工艺手册》表2.1-72查得每齿进给量为fz＝0.05～0.08 mm/z取fz＝0.06 mm/z。

由《机械加工工艺手册》表2.1-75查得后刀面最大磨损限度为0.22～0.25 mm。由表2.1-76查得铣刀寿命为T＝60 min 3、切削用量的确定

由《机械加工工艺手册》表2.1-92查得V＝22 m/min，则主轴转速

1000V n＝=437.9 r/min

D根据机床的说明书确定主轴转速为n＝460 r/min。 则Vf＝fznz＝82.8 mm/min 4、计算切削工时

由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得

tm lwl1l2i Vf4092*2

82.8 ＝1.2 min

5. 箱体的技术要求

（1） 孔径精度

孔径的尺寸误差和形状误差会造成轴承与孔的配合不良，因此，对的的孔精度要求较高。主轴孔的尺寸精度为IT6，其与空为IT7～IT6。孔的形状精度未作规定，一般控制在尺寸精度范围内即可 （2） 孔的位置精度

同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，会使轴与轴承装配到箱体内后出现歪斜，从而造成主轴径向圆跳动和轴向圆跳动，也加剧了轴承磨损。为此，一般同轴上各孔的同轴度约为最小孔尺寸公差的一半。孔系之间的平行度误差，会影响齿轮的啮合质量,也须规定相应的位置精度。 (3) 孔和平面的位置公差

孔和主轴箱安装基面年的平行度要求,决定了主轴与床身导轨的位置关系。这项精度是在总装中通过刮研达到的,为了减少刮研量,一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差,在垂直和水平两个平面上,只允许主轴前端面上和向前偏。 (4) 主要平面的精度

装配基面的平面度影响主轴箱与床身连接时的接触刚度,并且加工过程中常作为定位基面,会影响孔的加工精度,因此许规定底面和导向面必须平直。顶面的平面度要求是为了保证箱盖的密封,防止工作时润滑油的泻出。当大量生产将其顶面作为定位基面加工孔时,对它的平面度要求还要提高。 (5) 表面粗糙度

重要孔和主要平面的表面粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度,一般要求主轴孔表面粗糙度Ra值为0.4X10-3㎜,其于个纵向孔的表面粗糙度表面粗糙度Ra值为1.6 X10-3㎜,孔的内端面表面粗糙度Ra值为3.2X10-3㎜,装 配基准面和定位基准面表面粗糙度Ra值为2.5～0.63X10-3㎜，其他平面的表面粗糙度Ra值为10～2.5X10-3㎜。

6. 夹具设计

6.1 夹具的作用

(1) 保证加工质量 (2) 提高生产率 (3) 减轻劳动强度 (4) 扩大机床的工艺范围

6.2 问题的提出

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。

6.3 夹具设计

1. 定位基准的选择

由零件图知，L面相对于花键孔中心线有平行度要求，其设计基准花键孔中心线，为了使定位误差为零，故选择以花键孔中心线为主要定位基准，所以由定位其准不重合引起的误差为零。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ22的孔和其它三个端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的φ22孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以一销和两已加工好的φ22孔的端面及H18端面作为定位夹具。

2. 夹紧机构

根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋夹紧机构，通过拧紧夹紧螺母使工件夹紧，有效提高了工作效率。4. 7.3.3定位误差分析

1）定位元件尺寸及公差确定。

夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。

2）工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin

本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。

3. 切削力和夹紧力计算

（1）刀具： 高速钢错齿三面刃铣刀 φ160mm z=24

机床： x61W型万能铣床 由[3] 所列公式 得

FCFapXFqfzzaeFzyud0VnwF

kv1.0查表 9.4—8 得其中： 修正系数

CF30 qF0.83 XF1.0

yF0.65 uF0.83 aP8 z=24 wF0

代入上式，可得 F=8.4N

因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=

K1K2K3K4

其中：K1为基本安全系数1.5

K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1

K4为断续切削系数1.1

所以 FKF1775.7N

（2）力的计算

由Nf1f2KF

其中f为夹紧面上的摩擦系数，取f1f20.25 F=Pz+G G为工件自重

NF3551.4Nf1f2

圆柱销： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级

B6100MPa

s8B10480MPa

销疲劳极限：10.32B0.32600192MPa

极限应力幅：

alimkmkk151.76MPa

aalimSa许用应力幅：

17.3MPa

s销的强度校核：销的许用切应力为

[s]=3.5~4 取[s]=4 得 120MPa

s

4FH2dc22.8 满足要求

1.34N15MPadc2

经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，

4 . 夹具与机床连接元件

夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。

5 . 使用说明

安装工件时，将工件花键孔装入定位心轴，用已加工面贴紧夹具。采用直角对刀块对刀，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）.如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本工序为精镗切削余量小，切削力小，所以能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑，操作方便，容易铸成，加工定位方便。

零件图见附图（一） 手工绘图见附图（二） 夹具体零件图见附图（三） 夹具装配总图见附图（四）

小 结

课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，取得了一定的收获，课程设计作为《机械制造工艺学》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制及程序的编制。通过夹具设计的训练，掌握了专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！

机械加工工艺过程卡片

机械加工工艺过程卡片 材料牌号 HT200 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序 名称 铣削 铸 铁 毛坯 种类 工 序 内 容 1.粗铣左端面 2. 精铣左端面 1.钻孔φ20 2.扩孔至φ22 铸 件 毛坯 尺寸 车间 铣床车间 钻床车间 车床车间 拉床车间 铣床车间 铣床车间 钻床车间 钳工车间 检验车间 产品型号 产品名称 CA6140 换挡器 毛坯件数 产品型号 零件名称 1 831003 拨叉 每台 1 件数 共 1 页 第 1 页 备注 工 时 准结 单件 60s 100s ￠80 工段 设备 2 2 1 1 2 2 1 1 铣床 钻床 车床 拉床 铣床 铣床 钻床 锥丝 工 艺 装 备 专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀， 游标卡尺 专用夹具、直柄麻花钻，卡尺，塞规 标记 钻孔 扩孔 倒角 1. 倒角15° 拉花键 1. 拉花键 1.粗铣沟槽 铣削 2.粗铣上平面 1.精铣沟槽 铣削 2.精铣上平面 钻孔 1. 钻孔2×φ8 攻螺纹 1.攻螺纹2×M8 检验 设计（日期） 20XX.12.20 处数 更改文件 签字 日期 标记 处数 更改文件号 普通车刀，游标卡尺 专用夹具、拉刀 专用夹具、盘铣刀深度， 200s 游标卡尺 专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀， 游标卡尺 专用夹具、麻花钻，内径千分尺 锥丝 塞规，卡尺等。 审核（日期） 会签（日期） 签字 日期

机 械 加 工 工 序 卡 片

河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 I 零件名称 拨 叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 HT200 名 称 HB170~241 型 号 铸 件 夹具和辅助工具 设 备 工 序 工 步 1 工步说明 铸造毛坯 刀 具 量 走刀 走刀 切削 进给量主轴转速 切削 基本工时 长度 次数 深度(mm/n) （r/min） 速度 具 （mm） (mm) (mm/min) 游标卡尺 游标卡尺 I

河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 零件名称 中批生产 拨 叉 工序号 II 零件号 零件重量 材 料 牌 号 硬 度 HT200 名 称 HB170~241 型 号 设 备 同时加工零件数 1 毛 坯 型 式 重 量 铸 件 夹具辅助工具 立式铣床 X5032 专用 夹具 工 序 工 步 1 2 刀 具 YG6 YG6 工步说明 量 具 游标卡尺 游标卡尺 走刀 长度 （mm） 87 87 走刀 切削 次数 深度 (mm) 1 1 1.3 1.0 进给量主轴转速 切削 基本工(mm/r) （r/min） 速度时min (mm/s) 0.2 0.5 II

粗铣表面75×40 精铣表面75×40 300 300 0.18 0.61 河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 Ⅲ 零件名称 拨 叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~241 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 钻床 Z525 工 序 工 步 1 2 3 III 工步说明 钻φ20孔 扩φ22孔 倒角 刀 具 麻花钻do=20m 铰刀 D=22 mm 高速钢钻do=24.8mm 量 具 走刀 长度 （mm） 走刀 切削 进给量主轴转速 切削 次数 深度(mm/r) （r/min） 速度 (mm) (m/min) 20 2 1.75 0.62 272 140 17.1 9.67 基本工时min 0.69 0.8 游标卡尺 河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 IV 零件名称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 HT200 HB170~241 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 拉床 工 序 IV 工 步 1 工步说明 刀 具 立 铣 刀 量 具 游 标 卡 尺 走刀 长度 （mm） 走刀 齿升进给量主轴转速 次数 量(mm/z) （r/min） (mm) 0.06 300 切削 速度(m/min) 3.0 基本工时min 0.16 拉花键 河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 零件名称 中批生产 拨叉 工序号 零件号 V 零件重量 材 料 牌 号 硬 度 HT200 HB170~241 设 备 名 称 型 号 同时加工零件数 1 毛 坯 型 式 重 量 铸 件 夹 具 辅助工具 立式铣床 X5032 专用 夹具 工 序 V

工 步 1 2 工步说明 粗铣80×30表面 精铣80×30表面 刀 具 立 铣 刀 量 具 游 标 卡 尺 走刀 长度 （mm） 91 91 走刀 切削 进给量主轴转速 切削 基本次数 深度(mm/z) （r/min） 速度工时 (mm) (mm/min) min 1 1 2 1 0.102 0.06 460 460 124 82.8 5.86 11 河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 零件名称 中批生产 拨叉 工序号 零件号 VI 零件重量 材 料 牌 号 硬 度 HT200 HB170~241 设 备 名 称 钻床 Z525 同时加工零件数 1 毛 坯 型 式 重 量 铸 件 夹 具 辅助工具 型 号 专用 夹具 工 序 VI 工 步 1 2 钻M8底孔 攻M8螺纹 刀 具 高速钢麻花钻 丝锥 量 具 游 标 卡 尺 走刀 长度 （mm） 走刀 切削 进给量主轴转速 切削 基本次数 深度(mm/r) （r/min） 速度工时 (mm) (mm/min) min 1.6 680 392 14.9 9.8 0.14 工步说明 河南科技大学 机械设计制造及自动化 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 VII 零件名称 拨叉 零件号 零件重量 材 料 牌 号 硬 度 HT200 HB170~241 设 备 名 称 型 号 同时加工零件数 1 毛 坯 型 式 重 量 铸 件 夹 具 辅助工具 铣床 X5032 专用 夹具 工 序 VII 工 步 1 2 工步说明 粗铣18H11槽 半精铣18H11槽 刀 具 立 铣 刀 量 具 游 标 卡 尺 走刀 长度 （mm） 51 51 走刀 切削 进给量主轴转速 切削 基本次数 深度(mm/z) （r/min） 速度工时 (mm) (mm/min) min 1 1 30 5 0.09 0.06 460 460 124.2 82.8 0.82 1.2

检 验 卡

检 验 卡 编号：001 序号 图号 1 2 A001 A001 名称 ￠22 RA ￠25 RA 2-M8通孔 ￠5锥孔 RA H75 操作人员 图纸尺寸及要求 检验尺寸及记录 检验人 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 操作工 H12(0～+0.21) 6.3 H7（0～+0.021) 1.6 自由公差 自由公差 3.2 自由公差 自由公差 自由公差 自由公差 自由公差 自由公差 自由公差 H9(0～+0.03) 3.2 自由公差 H11(0～+0.11) 自由公差 自由公差 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 检查员 备 注 3 A001 4 A001 H72 H15 H80 5 A001 H22 H50 H25 6 7 8 9 A001 A001 A001 A001 H6 RA H8 H18 H10 H35 <15 10 A001 ⊥ ∥ 操作工 自由公差 0.08A 0.1A 合格 合格 合格 检查员 检查员 检查员