CA6140车床831003拨叉加工工艺规程和铣左端面75x40面夹具设计【气动夹具SW三维】

CA6140车床831003拨叉加工工艺规程和铣左端面75x40面夹具设计【气动夹具SW三维】,气动夹具SW三维,CA6140,车床,831003,加工,工艺,规程,端面,75,x40,夹具,设计,气动,SW,三维 沈阳理工大学应用技术学院机械制造装备课程设计说明书 前言 机械制造技术基础是机械设计制造及其自动化（或机械工程及自动化）专业的一门重要的专业基础课。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要因素。由于各产业对机械的性能要求不同而有许多专业性的机械设计。 在机械制造厂的生产过程中,用来安装工件使之固定在正确位置上,完成其切削加工 、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备统称为夹具。如机床夹具、检验夹具、焊接夹具、装配夹具等。 机床夹具的作用可归纳为以下四个方面： 1.保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。 2.提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。 3.减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。 4.扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。 机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。其目的在于： 1.培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。 2.学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。 3.使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。 我国的装备制造业尽管已有一定的基础，规模也不小，实力较其它发展中国家雄厚。但毕竟技术基础薄弱，滞后于制造业发展的需要。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成为一个制造强国，成为世界级制造业基础地之一。 1.产前准备 1.1年生产纲领 工件的年生产量是确定机床夹具总体方案的重要依据之一。如工件的年生产量很大，可采用多工件加工、机动夹紧或自动化程度较高的设计方案，采用此方案时，机床夹具的结构较复杂，制造成本较高；如工件的年生产量不大，可采用单件加工，手动夹紧的设计方案，以减小机床夹具的结构复杂程度及夹具的制作成本。如5万件以上夹具复杂用全自动化的设备，5000件小批量生产用手动设备。 1.2生产条件 1、卧式铣床：X6012、X60（6H80Γ）、X60W（6H80）、X602、X61（6H81Γ）、X6H81、X6030、X6130、X2、（6H82Γ）、X62W（6H82）、X6232、X6232A、X63、（6H83Γ）X63W、6H83Y、6H83、B1-169A、6H81A、FU2A、4FWA、FA5H、FA5U、IAE、X3810。 2、立式铣床：X50、X51（6H11）、X52、X52k（6H12）、X53、X53k（6H13）、X53T（FA5V）、X5430A、X50T、X5350、XS5040、X518、6П10、F1-250、F2-250、FA4AV、652、VF222、FSS、FB40V、6H13П，FYA41M、4MK-V、UF/05-135、6A54、ΓФ300、ΓФ173M-12。 3、数控立式铣床：XsK5040Ⅲ。 4、键槽铣床：x920（692A）、4205、XZ9006、ДФ60A。 5、万能工具铣：x8119（678M）、x8126（679）、x8140、680。 一、认真执行《金属切削机床通用操作规程》有关规定。 （1）台式铣床：小型的用于铣削仪器、仪表等小型零件的铣床。 （2）悬臂式铣床：铣头装在悬臂上的铣床，床身水平布置，悬臂通常可沿床身一侧立柱导轨作垂直移动，铣头沿悬臂导轨移动。 （3）滑枕式铣床：主轴装在滑枕上的铣床，床身水平布置，滑枕可沿滑鞍导轨作横向移动，滑鞍可沿立柱导轨作垂直移动。 （4）龙门式铣床：床身水平布置，其两侧的立柱和连接梁构成门架的铣床。铣头装在横梁和立柱上，可沿其导轨移动。通常横梁可沿立柱导轨垂向移动，工作台可沿床身导轨纵向移动。用于大件加工。 （5）平面铣床：用于铣削平面和成型面的铣床，床身水平布置，通常工作台沿床身导轨纵向移动，主轴可轴向移动。它结构简单，生产效率高。 （6）仿形铣床：对工件进行仿形加工的铣床。一般用于加工复杂形状工件。 （7）升降台铣床：具有可沿床身导轨垂直移动的升降台的铣床，通常安装在升降台上的工作台和滑鞍可分别作纵向、横向移动。 （8）摇臂铣床 摇臂装在床身顶部，铣头装在摇臂一端，摇臂可在水平面内回转和移动，铣头能在摇臂的端面上回转一定角度的铣床。 （9）床身式铣床：工作台不能升降，可沿床身导轨作纵向移动，铣头或立柱可作垂直移动的铣床。 1.3零件工艺分析 本次课设是要为此图1-3-1中的铣端面夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成铣面工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。 零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据,本工件放置方法应如图1-3-1所示。工序图给出了零件本工序的工序基准、已加工表面、待加工表面，以及本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。 2.夹具结构设计 2.1定位机构 图2-1-1大平面、挡板和支承钉 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工作定位方案的确定是夹具设计中首先要解决的问题。 根据工序图给出的定位元件方案，按有关标准正确选择定位元件或定位的组合。在机床夹具的使用过程中，工件的批量越大，定位元件的磨损越快，选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性，方便机床夹具的维修和维护。 设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。 由于该零件的加工是铣40X70的端面并以下底面作为定位面，属面定位类型，因此本次设计采用的定位机构为大平面与支承钉相结合。定位的形式很多，大平面限制X，Y方向的转动及Z方向的移动；小平面限制Y方向的移动；在用另一个小平面限制X方向移动和Z轴转动，来实现完全定位。装夹工件时，通过夹紧机构压板将夹紧工件。本次设计的定位平面与平面相结合，分别限制工件的X、Y方向的移动及转动自由度以及Z方向的旋转自由度。心轴定位的特点为结构简单、制造容易、夹紧可靠，自锁性好，夹紧动作慢、效率低。 2.2夹紧机构 图2-2-1工件放置方式 1.夹紧的目的：使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏，同时保证加工精度。 2 .夹紧力的方向的确定： 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。 2）夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。 3）夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。 3 .夹紧力的作用点的选择： 1）夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。 2）夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。 3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。 4）夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。 4. 选择夹紧机构： 设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则： 1)夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。 2)工件和夹具的变形必须在允许的范围内。 3)夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构 4)必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。 5)夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。 6)夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。 图2-2-2夹紧机构 选用压板夹紧机构来对被加工工件进行夹紧。 压板夹紧机构的特点：①结构简单，制造方便加紧可靠施力范围大；②自锁性能好操；③扩力比80以上，行程S不受限制；④加紧工作慢，效力低。 2.3机床夹具的总体形式 机床夹具的总体形式一般应根据工件的形状、大小、加工内容及选用机床等因素来确定。 夹具的组成归纳为： 1）定位元件及定位装置 用于确定工件正确位置的元件或装置。 2）夹紧元件及夹紧装置 用于固定元件已获得的正确位置的元件或装置。 3）导向及对刀元件 用于确定工件与刀具相互位置的元件。 4） 动力装置在成批生产中，为了减轻工人劳动强度，提高生产率，常采用气动、液动等动力装置。 5） 夹具体用于将各种元件装置连接在一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。 6）其他元件及装置 根据加工需要来设置的元件或装置。 2.4.1确定夹具体： 夹具体上一般不设定位和定向装置，特别是台钻、立钻和摇臂钻上使用时，但夹具体底板上一般都设有翻边或留一些平台面，以便夹具在机床工作台上固定。夹具体一般是设计成平板式（有些夹具体铸造成特殊形状），保证具有足够的刚性。它用来固定定位元件、加紧机构和联接体，并于机床可靠联接。 2.4.2确定联接体： 联接体是将导向装置与夹具体联接的工件，设计时主要考虑联接体的刚性，合理布置联接体的位置，给定位元件、夹紧机构留出空间。此夹具体的联接装置通过内六角螺栓和圆柱销来定位，考虑到刚性问题，在相对应的位置上在用一个联接体支承钻套板，同样用内六角螺栓定位。 2.4.3夹具体的总体设计图: 2.5绘制夹具零件图 对装配图中需加工的零件图均应绘制零件图，零件图应按制图标准绘制。视图尽可能与装配图上的位置一致。 1.零件图尽可能按1:1.5绘制。 2.零件图上的尺寸公差、形位公差、技术要求应根据装配图上的配合种类、位置精度、技术要求而定。 3.零件的其他尺寸，如尺寸、形状、位置、表面粗糙度等应标注完整。 4.零件图名称： 零件图1压板 零件图2上盖 2.6 绘制夹具装配图 1.装配图按1:1.5的比例绘制，用局部剖视图完整清楚地表示出夹具的主要结构及夹具的工作原理。 2.视工件为透明体，用双点划线画出主要部分（如轮廓、定位面、夹紧面和加工表面）。画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置。 3.按夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构。 4.画出夹具体及其它联接用的元件（联接体、螺钉等），将夹具各组成元件联成一体。 此机床夹具要用到的零件如下： （1）压板 （2）圆柱销 （3）内六角圆柱头螺钉 （4）六角头头部带槽螺栓A级 （5）轻型弹簧垫圈 （6）精密机械用紧固件十字槽螺钉B型 （7）圆柱销-淬硬钢和马氏体不锈钢 （8）带孔球面圆柱头螺钉C型 （9）弹簧 （10）内六角圆柱头螺钉 （11）标准型弹簧垫圈 （12）六角头螺杆带孔螺栓-A和B级 （13）轴用弹性挡圈A型 （14）支承钉 （15）夹具体 （16）平垫圈 5.标注必要的尺寸、配合、公差等 (1)夹具的外形轮廓尺寸，所设计夹具的最大长、宽、高尺寸。 (2)夹具与机床的联系尺寸，即夹具在机床上的定位尺寸。如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等。 (3)夹具与刀具的联系尺寸，如用对刀块塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸及公差。 (4)夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类。 (5)各定位元件之间，定位元件与导向元件之间，各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差。 6.夹具装备图上应标注的技术要求 (1)定位元件的定位面间相互位置精度。 (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度。 (3)定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度。 (4)各导向元件的工作面间的相互位置精度。 (5)夹具上有检测基准面的话，还应标注定位表面，导向工作面与该基准面间的位置精度。 对于不同的机床夹具，对于夹具的具体结构和使用要求，应进行具体分析，订出具体的技术要求。设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类的夹具图样资料。 7.对零件编号，填写标题栏和零件明细表： 每一个零件都必须有自己的编号，此编号是唯一的。在工厂的生产活动中，生产部件按零件编号生产、查找工作。 完整填写标题栏，如装配图号、名称、单位、设计者、比例等。 完整填写明细表，一般来说，加工工件填写在明细表的下方，标准件、装配件填写在明细表的上方。注意，不能遗漏加工工件和标准件、配套件。 8.机床夹具应满足的基本要求包括下面几方面： 1)保证加工精度 这是必须做到的最基本要求。其关键是正确的定位、夹紧和导向方案，夹具制造的技术要求，定位误差的分析和验算。 2)夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 在大批量生产时，尽量采用快速、高效的定位、夹紧机构和动力装置，提高自动化程度，符合生产节拍要求。在中、小批量生产时，夹具应有一定的可调性，以适应多品种工件的加工。 3)安全、方便、减轻劳动强度 机床夹具要有工作安全性考虑，必要时加保护装置。要符合工人的操作位置和习惯，要有合适的工件装卸位置和空间，使工人操作方便。大批量生产和工件笨重时，更需要减轻工人劳动强度。 4)排屑顺畅 机床夹具中积集切屑会影响到工件的定位精度，切屑的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切屑将增加辅助时间，降低生产率。因此夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。 5)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性 机床夹具设计时，要方便制造、检测、调整和装配，有利于提高夹具的制造精度。 3.定位误差设计 3.1误差分析 3.1.1定位误差 工件的加工误差，是指工件加工后在尺寸，形状和位置三个方面偏离理想工件的大小，它是由三部分因素产生的： 1）工件在夹具中的定位、夹紧误差。 2）夹具带着工件安装在机床上，夹具相对机床主轴（或刀具）或运动导轨的位置误差，也称对定误差。 3）加工过程中误差，如机床几何精度，工艺系统的受力、受热变形、切削振动等原因引起的误差。 其中定位误差是指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起爱的加工误差。 3.1.2产生定位误差的原因 1.基准不重合来带的定位误差： 夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生定位误差称之为基准转换误差。 2.间隙引起的定位误差 在使用心轴、销、定位套定位时，定位面与定位元件间的间隙可使工件定心不准产生定位误差。 3.与夹具有关的因素产生的定位误差 1）定位基准面与定位元件表面的形状误差。 2）导向元件、对刀元件与定位元件间的位置误差，以及其形状误差导致产生的导向误差和对刀误差。 3）夹具在机床上的安装误差，即对定误差导致工件相对刀具主轴或运动方向产生的位置误差。 4）夹紧力使工件与定位元件间的位置误差，以及定位元件、对刀元件、导向元件、定向元件等元件的磨损。 3.2定位误差的计算 1.定位误差，此项主要是定位孔∮8H6与定位销∮8f5的间隙产生，最大间隙为-0.028mm。 2.钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为15.3±0.015mm，误差为0.03mm。 3.钻套与衬套的配合间隙，有∮18H7／h6可知最大间隙为0.024mm。 4.钻套内孔与外圆得同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽 略。 5.钻头与钻套间隙的间隙会引偏刀具，产生中心距误差e，由下式求出： e=( H/2 + h + b )△max/H e----刀具引偏量（mm） H----钻套导向高度（mm） h----钻套下断面与工件间的空间高度（mm） △max----刀具与钻套的最大间隙 刀具与钻套的配合为∮30H7/r6，可知△max=0.028mm；将H=36mm, h=20, B=30mm代入，可求得e=0.05mm。 由于上述各项都是按最大误差计算，实际上各项也不可能同时出现最大值，各误差方向也很可能不一致，因此，其最和误差可按概率法求和： 该项误差大于中心距允差0.1mm的2/3，可用。 结论 在这次历时两个礼拜的课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。让我认识到了仔细认真的重要性。 这次课程设计让我们更能注意到细枝末节。这次课设使我对机床夹具设计有了更深刻的理解，特别使其中的技术要求。同时感觉到了细节的重要性。有时候我们我们错的并不是理论，而是我们很容易忽略的线型和该删掉的线我们没有删掉。作为一个设计者不仅应掌握良好的专业知识，有一个认真仔细的心态，还有有一个冷静的心态，遇到问题不能慌乱，不知所措 首先根据工件的加工要求，我选择了铣床，因此加工方向式垂直与水平面的。然后工件主要定位部分底面和两侧端面，限制6个自由度。满足六个自由度的要求，但是不影响机床夹具的工作。因为被加工件需要铣平面限制6个自由度会增进效率。最后是将定位销和支承板固定在夹具体上，利用销定位、螺柱、螺母和内六角螺钉进行定位、夹紧。这样将工件稳固的夹紧在机床上，能更方便，准确的进行面加工。通过以上这些步骤，此机床夹具可以正常工作，此项设计方案可实施。通过精度验算可知，此项机床夹具可施行。工件的定位、夹紧符合要求。 在设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在长春一汽进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识 我们在这次的学习实践中看到了自己的不足，同时发现到自己的一个不足，意味着我们成长了一点，如果我们每天成长一点点，那么我们会稳扎稳打的走向成功。 致谢 为期两周的课程设计转眼就过去了。通过这两个星期的课程设计，使我综合的运用了几年所学的专业知识。在课程设计中，发现自己在理论与实践中有很多的不足，自己知识中存在着很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论到实践的能力还急需提高。 首先，感谢学校给我们提供这次难得的实习机会，这让我真切的体会到理论与实际相结合的意义，为我今后的机械制造技术设计思路奠定了基础。从次课程设计中能让我们学习到一些课本中不能引起我们注意的细节东西，感谢学校为我们提供的宝贵学习机会！ 我非常感谢我的指导教师张福老师和张海华老师。两周来，我时刻体会着两位老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，不论天气有多么的炎热，都会在我们身边细心指导。在课外时间，我们不明白一些设计的问题和有关画图方面的问题时，每次去老师那里，老师都会在百忙之中给我们足够的时间去问问题，有时还会和我坐下来一起讨论设计的方案。当我的提出的方案不是经济实用的时候老师会细心讲解给予更好的意见。整个过程，两位老师都倾注了大量的心血。正是在老师科学、严谨的指导下，我的课程设计才能顺利进行，这篇论文也才得以顺利完成。两位老师不仅在学习上对我严格要求，在我们的思想行为上都给予了教育与指导。 这次课程设计虽然我完成的不是很成熟，但是通过老师的帮助和自己的努力完成课程设计还是让我有一种自豪感，这是我自己真的去思考，设计，查询资料得来的成果。在这次课程设计结束的时候，我感到有一种轻松感，不是因为课程设计不用再做了，而是因为我从这次课程设计中获得了知识，有所学、有所用。更加知道我们将来能做什么，会做什么，该做什么。让我们对行业有了了解，让我们对自己的未来有了规划。 感谢两位老师的细心指导！老师辛苦了！谢谢！ 参考文献 [1] 作者：吴宗泽，罗圣国，书名《机械设计课程设计手册》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止页：37～46。 [2] 作者：李庆余，书名《机械制造装备设计》，出版者：机械工业出版社，出版年：2008年，版次：2版 [3] 作者：张海华，书名《机械制造装备设计指导书》 ，出版者：机械工程系，引用部分起止页：44～46页。 [4] 作者：薛源顺，书名《机床夹具图册》 ，出版者：机械工业出版社， 出版年2003年，版次：1版 17 序言 机械制造工艺学课程设计是在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对自己末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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。 一、零件的分析 （一）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，主要起换挡，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。 （二）零件的工艺分析 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，因此它们的加工是非常关键和重要的。 （三）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。 其加工有四组加工：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）．以为主要加工面，拉内花键槽，槽数为6个，其粗糙度要求是底边，侧边，内孔粗糙度。 （2）．另一组加工是粗精铣上端面，表面粗糙度要求为。 （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，槽底的表面粗糙度要求是。 （4）．钻并攻丝2-M8。 （四）毛坯的选择 拨叉毛坯选择金属型浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。并且此零件为中批或大批生产。 二、工艺规程设计 （一）工艺加工过程 由以上分析可知。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。因此，对于拨叉来说，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。 （二）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。 1、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。 2、上端面与孔的加工 （1）．查《简明机械加工工艺手册》表5-3《平面加工方案》可以确定，上端面的加工方案为：粗铣——精铣，经济加工精度等级，加工表面粗糙度为6.3~0.8um，适用于一般不淬硬的平面（端铣的粗糙度可以较小）。 （2）．加工内花键前的预制孔加工 查《简明机械加工工艺手册》表5-2《孔加工方案》，由于预制孔的精度为H12，所以确定预制孔的加工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证预制孔表面精度，所以，在加工内花键前预制孔的精度可适当降低。 （3）．内花键的加工 通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面精度，同时也能保证预制孔表面精度。 （4）．2-M8螺纹孔的加工 加工方案为：钻，攻丝。 （三）确定定位基准 1、粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： （1）．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。 （2）．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 （3）．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。 （4）．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5）．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，选择拨叉的后端面作为拨叉加工粗基准。 2、精基准的选择 精基准选择的原则 （1）．基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 （2）．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。 （3）．互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的内花键槽，适于作精基准使用。 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。 （四）工艺路线的拟订 对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是：先加工预制孔，再以预制孔定位粗、精加工拨叉上端面、底槽、M8螺纹孔及锥孔。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 1、工序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： （1）．工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 （2）．工序集中原则 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 2、工序的集中与分散 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 （1）．工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 （2）．工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 3、加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： （1）．粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra=80~100μm。 （2）．半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra=10~1.25μm。 （3）．精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25μm。 （4）．光整加工阶段 对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~0.32μm。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。 4、加工工艺路线方案的比较 在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表： 表1.1加工工艺路线方案比较表 工序号 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序内容 定位基准 工序内容 定位基准 010 前后端面 底面和侧面 前后端面 底面和侧面 020 钻预制孔 底面和侧面 钻预制孔 底面和侧面 030 粗、精铣上端面 已加工预制孔和侧面 拉内花键 25H7 已加工预制孔和侧面 040 粗、精铣18H11底槽 已加工预制孔和侧面 粗、精铣18H11底槽 内花键和侧面 050 钻2-M8、锥孔，通孔，攻丝 已加工预制孔和侧面 粗、精铣上端面 内花键和侧面 060 拉内花键 25H7 已加工预制孔和侧面 钻2-M8、锥孔，通孔，攻丝 内花键和侧面 070 去毛刺，清洗 去毛刺，清洗 080 检验 检验 加工工艺路线方案的论证： 方案Ⅰ、Ⅱ主要区别在于在加工上端面及以下工序时，所选定位基准不同，方案Ⅰ选用预制孔为主要定位基准，方案Ⅱ选用花键作主要定位基准，考虑到花键的加工精度最高，并且防止钻孔时对花键的表面精度有所损坏，所以选择第一种加工方案。 由以上分析：方案Ⅰ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表： 表1.2加工工艺过程表 工序号 工 种 工作内容 说 明 010 铸造 金属型浇铸 铸件毛坯尺寸： 长： 宽： 高： 预制孔、底槽不铸出 020 热处理 退火 去应力退火 030 铣 前后端面 专用夹具装夹； 立式升降台铣床（X5032） 040 钻 钻预制孔 专用夹具装夹；立式钻床（） 050 铣 粗、精铣上端面 专用夹具装夹； 立式升降台铣床（X5032） 060 铣 铣底槽18H11，深35mm 专用夹具装夹； 立式升降台铣床（X5032） 070 钻、铰、攻丝 钻通孔6.7mm 攻M8螺纹 专用夹具装夹； 摇臂钻床 组合攻丝机 080 拉 拉内花键 专用夹具装夹； 卧式拉床（L6120） 090 去毛刺 清洗 100 检验 入库 （五）拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 拨叉的制造采用的是金属型浇铸，其材料是HT200，生产类型为中大批量生产，采用铸造毛坯。 1、毛坯的结构工艺要求 （1）．拨叉为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求： ①、铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。 ②、铸造圆角要适当，不得有尖棱、尖角。 ③、铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度，以减少分型面、型芯。并便于起模。 ④、加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。 ⑤、铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。 （2）．设计毛坯形状、尺寸还应考虑到： ①、各加工面的几何形状应尽量简单。 ②、工艺基准以设计基准相一致。 ③、便于装夹、加工和检查。 ④、结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。 在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。 2、拨叉的偏差计算 （1）预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算 加工预制孔时，由于铸造是没铸出，且为一次钻出，通过拉削后保证花键尺寸，预制孔尺寸，查《机械加工工艺手册》表2.3-54，得花键拉削余量为0.7~0.8mm，取0.8mm，即预制孔加工到，一次拉削到设计要求，查《机械加工工艺手册》表1.12-11，得花键偏差为 （2）．拨叉上端面的偏差及加工余量计算 根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其余量值规定为，现取。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取。 精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3-59，其余量值规定为。 铸造毛坯的基本尺寸为根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 粗铣后最大尺寸为： 粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即保证尺寸72mm，表面与花键轴的平行度公差为0.1mm。 （3）．18H11（）槽偏差及加工余量： 铸造时槽没铸出，参照《机械加工工艺师手册》表21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm，槽深机加工余量为2.0mm，再由参照参考文献[1]表21-5的刀具选择可得其极限偏差：粗加工为，精加工为。 粗铣两边工序尺寸为：； 粗铣后毛坯最大尺寸为：； 粗铣后毛坯最小尺寸为：16+0=16mm； 粗铣槽底工序尺寸为：33mm； 精铣两边工序尺寸为：，已达到其加工要求：。 （4）、2-M8螺纹偏差及加工余量： 参照《机械加工工艺手册》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互换性与技术测量》表1-8，可以查得： 钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是 查《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。确定工序尺寸及加工余量为： 加工该组孔的工艺是：钻——攻丝 钻孔： 攻丝：攻2-M8螺纹孔。 （六）确定切削用量及基本工时（机动时间） 工序1：铣削前后端面 机床：立式升降台铣床（X5032） 刀具：查《金属机械加工工艺人员手册》表10-40，选高速钢镶齿套式面铣刀，加工到前后端面的距离为80mm。 每齿进给量：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-69， 取。 铣削速度：查《金属机械加工工艺人员手册》表14-71得 机床主轴转速： 查《金属机械加工工艺人员手册》，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分钟进给量： 前端面被切削长度：由毛坯尺寸可知： 前端面的刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数:1 机动时间： 后端面被切削长度：由毛坯尺寸可知： 后端面的刀具切入长度： 刀具切出长度： 走刀次数：2 机动时间: 工序2：钻预制孔 机床：立式钻床 刀具：查《机械加工工艺手册》表3.3-9，选高速钢直柄长麻花钻，钻预制孔到。 进给量：查《机械加工工艺手册》表3.1-2，取 切削速度：根据《机械加工工艺手册》表14-36，得 机床主轴转速： 按照《机械加工工艺手册》表3.1-36，取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1 机动时间： 工序3：粗、精铣上端面 机床：立式升降台铣床 刀具：查《金属机械加工工艺人员手册》表10-40，选高速钢镶齿套式面铣刀，加工到前后端面的距离为80mm。，规格为：，齿数为10齿。 （1）、粗铣上端面 铣削深度： 每齿进给量：根据《金属机械加工工艺人员手册》表14-69， 取。 铣削速度：查《金属机械加工工艺人员手册》表14-71得 机床主轴转速： 查《金属机械加工工艺人员手册》，取 实际铣削速度： 进给量： 工作台每分钟进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 2．精铣上端面 切削深度： 根据《实用机械加工工艺师册》表11-91查得：每齿进给量,取，根据《实用机械加工工艺师册》 表11-94 查得切削速度 机床主轴转速： 按照《机械加工工艺手册》表3.1-74取 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间 工序4：粗、精铣18H11底槽 机床：立式升降台铣床 刀具：根据《实用机械加工工艺师手册》表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为18齿。 （1）、粗铣16槽 铣削深度： 每齿进给量：查《机械加工工艺手册》表2.4-75，得，取。 铣削速度：查《机械加工工艺师手册》表30-33，得 机床主轴转速： 查《机械加工工艺手册》表3.1-74取 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： =81mm 刀具切出长度：取 走刀次数1次 机动时间： 2．精铣18槽 切削深度： 根据《机械加工工艺手册》表查得：进给量,查《机械加工工艺手册》表2.4-82得切削速度， 机床主轴转速： ， 查《机械加工工艺手册》表3.1-74取 实际切削速度： 进给量： 工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =81mm 刀具切出长度：取 走刀次数为1 机动时间： 本工序机动时间 工序5：钻孔并攻丝 机床：摇臂钻床 刀具：根据参照《机械加工工艺手册》表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。 1．钻孔 钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。 钻削深度： 进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4-38，取 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取 机床主轴转速，有： ， 按照《机械加工工艺手册》表3.1-31取 所以实际切削速度： 切削工时 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度： 取 走刀次数为1，钻孔数为2个 机动时间： 2．攻2-M8螺纹通孔 刀具：钒钢机动丝锥 进给量：查《机械加工工艺手册》表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量 切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取 机床主轴转速：，取 丝锥回转转速：取 实际切削速度： 被切削层长度： 刀具切入长度： 刀具切出长度：，加工数为2 机动时间： 本工序机动时间：。 工序6：拉内花键 机床：卧式拉床L6120。 刀具：查《复杂刀具设计手册》表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具体刀具设计见拉刀设计）。 拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查《机械加工工艺手册》表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度=0.116~0.08，取。 拉削工件长度：； 拉刀长度：（见拉刀设计）； 拉刀切出长度=5~10mm，取。 走刀次数一次。 根据以上数据代入公式（计算公式由《机械加工工艺手册》表2.5-20获得），得机动时间 15