CA6140車床撥叉831002工藝及鉆25孔夾具設計【含CAD圖紙、說明書】
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摘 要
本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。
撥叉加工工藝規(guī)程及其鉆孔的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
ABSTRCT
This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.
Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error
序 言
機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎。
由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導
一、 緒論…………………………………………………………………………7
二、 機床夾具概述 ………………………………………………………………7
2.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求…………………………………………8
2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向…………………………………………………………9
2.3機床夾具及其功用……………………………………………………………10
2.3.1機床夾具……………………………………………………………………10
2.3.2機床夾具的功能…………………………………………………………10
2.4機床夾具在機械加工中的作用………………………………………………11
2.5機床夾具組成和分類…………………………………………………………12
2.6機床夾具的分類………………………………………………………………12
1、按夾具的通用特性分類……………………………………………………………13
2、按夾具使用的機床分類……………………………………………………………14
2．7機床夾具設計特點………………………………………………………………15
2.8機床夾具的設計要求……………………………………………………………16
三、零件分析…………………………………………………………………………16
3、1 零件的作用和裝配關系………………………………………………………16
3、2 的材料、結構特點和主要工藝問題…………………………………………17
四、明確生產類型和工廠條件…………………………………………………… 19
4.1:確定工藝的基本特征…………………………………………………………19
五、工藝方案的擬定…………………………………………………………………19
5、1 制造方法和毛坯余量的確定…………………………………………………19
5、2 基準選擇………………………………………………………………………20
5、3 工藝路線的制定……………………………………………………………20
六、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定………………………………24
七、 夾具設計………………………………………………………………………42
7、1問題的提出……………………………………………………………………42
7、2夾具設計……………………………………………………………………42
7.3:切削力及夾緊力的計算………………………………………………………43
7、4定位誤差分析…………………………………………………………………43
7、5夾具設計及簡要操作說明……………………………………………………40
總結…………………………………………………………………………………46
致謝…………………………………………………………………………………47
參考文獻……………………………………………………………………………48
一、 緒論
畢業(yè)設計在我們學完大學的全部基礎課、技術基礎課之后進行的，這是我們在進行畢業(yè)設計對所學各課程的深入綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們的大學生活中占有重要的地位。另外在做完這次畢業(yè)設計之后，我得到一次在畢業(yè)工作前的綜合性訓練，我在想我能在下面幾方面得到鍛煉：
（1）運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。
（2）提高結構設計能力。通過設計夾具的訓練，獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效，省力，經濟合理而能保證加工質量的夾具的能力。
（3）學會使用手冊以及圖表資料。掌握與本設計有關的各種資料的名稱，出處，能夠做到熟練的運用。
就我個人而言，我希望通過這次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打一個良好的基礎。
由于個人能力有限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教，本人將表示真誠的感謝！
二、 機床夾具概述
夾具最早出現在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現為夾具與機床的緊密結合。
2.1夾具的現狀幾生產對其提出新的要求
現代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新換代，以適應市場激烈競爭，盡管國際生產研究協會的統(tǒng)計表明中不批，多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有只能感等生產的能力工廠中約擁有13000~15000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。
綜上所述，現代生產對夾具提出了如下新的要求；
（1）、能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期；
（2）、能裝夾一組相似性特征的工件；
（3）、適用于精密加工的高精度的機床；
（4）、適用于各種現代化制造技術的新型技術；
（5）、采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率。
2.2現代夾具的發(fā)展發(fā)向
現代夾具的發(fā)展方向表現為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：
（1）精密化
隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高
對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.2~0.5um。
（2）高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。
（3）柔性化
夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。
（4）標準化
夾具的標準化與通用化是相互聯系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB2148~2249-80，GB2262~2269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
2.3機床夾具及其功用
2.3.1機床夾具
夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床工件是使用的夾具稱為機床夾具，在現代生產過程中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動生產率和產品的制造成本等，故機床夾具的設計在企業(yè)產品設計和制造以及生產技術裝備中占有極其主要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工件。
2.3.2機床夾具的功能
在機床上應用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1.機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝夾工件，使工件裝夾中的定位和夾緊。
（1）、定位
確定工件在夾具中占有正確的位置的過程，定位是通過工件定位基準而與夾具定位元件的定位面接觸成配合實現的正的定位可以保證加工面的尺寸和位置的精度要求。
（2）.夾緊
工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不錯的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用若不將其固定，則工件會松動、脫離，因此夾緊為工件提高了安全和可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀與導向。
1）、對刀
調整刀具切削相對工件或夾具的正確位置如銑床夾具中餓對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。
2）、導向
如銑床夾具中的鉆模板與鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削，導向元件制成模板形成故鉆床夾具長稱為鉆模、鏜床夾具（鏜模）也是具有導向的功能的。
2.4機床夾具在機械加工中的作用
在機械加工中，使用機床夾具的目的主要有一些六個方面，然而在不同的生產條件下，應該有不同的側重點。夾具設計時應該綜合考慮加工的技術要求，生產成本個工人操作方面的要求以達到預期的效果。
（1）、保證加工精度
用夾具裝夾工件時，能穩(wěn)定的保證加工精度，并減少對其他工作條件的依賴性，故在精密加工中廣泛的使用該夾具，并且它還是全面質量管理的一個重要環(huán)節(jié)。
（2）、提高勞動生產率
使用夾具是否能使工件迅速的定位很夾緊并能夠顯著的縮短輔助時間和基本時間，提高勞動生產率。
（3）、改善工人的勞動條件
用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當采用氣壓、液壓等裝夾工件時，可家少工人的勞動強度保證生產安全。
（4）、保證工藝紀律
在生產過程中使用夾具可確保生產周期，生產強度等工藝秩序。例如：夾具設計也是工程技術人員解決高難度零件的主要手段之一。
（5）、降低生產成本
在批量生產中使用夾具時，由于勞動生產率的提高和允許使用技術等級較低的工人操作，故可明顯降低生產成本。
（6）、擴大機床工藝范圍
這是生產條件有限的企業(yè)中常用的一種技術改造措施，如車床上的拉削，鉆孔加工等，也可用夾具裝夾的加工較復雜的成型面。
2.5機床夾具組成和分類
（1）、系統(tǒng)元件
（2）、夾緊元件
（3）、夾具體
（4）、連接元件
（5）、對刀與導向裝置
（6）、其他元件或裝置
一．機床夾具的基本組成部分
雖然各類機床夾具的結構有所不同但按主要功能加以分析。機床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個部分，這也好似夾具體的主要內容。
1.定位元件
定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當工件定位基準面的形狀確定后，定位元件的結構也就確定了。
2.夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。
3.夾具體
通常夾具作為鑄件的結構、鍛件結構、焊接結構，形狀有回轉體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。
二、幾夾具的其他組成部分
為滿足夾具的餓其他功能要求，各種夾具好要設計其他的元件個裝置。
1.連接元件
根據機床的工作特點，夾具在機床上的安裝。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機床工作臺上，另一種是安裝在機床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機床上的位置。
2.對刀與導向裝置
對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊調銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作表面。導向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導刀具進行切削。
3.其他元件和裝置
根據加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機器人等。
2.6機床夾具的分類
1、按夾具的通用特性分類
這是一種基本的分類方法，主要反應夾具在不同生產類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產夾具等五大類。
（1）、通用夾具
通用夾具是指結構、尺寸已規(guī)格化，具有一定通用性的夾具、如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤等。其特點是使用性強，不需調整或稍加調整就可以裝夾一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，這類夾具以商品化，且成為機床附件，采用這種夾具可減少生產周期，減少夾具品種從而降低生產成本，其缺點是夾具的精度不高，生產效率也較低，且較難裝夾形狀復雜的工件，故使用與單件小批量生產中。
（2）、專用夾具
專用夾具是針對一個工序的要求而專門設計和制造夾具，其特點是針對性極強，沒有通用性，在產品相對穩(wěn)定批量較大的生產中，常用各種專用夾具，可獲得較長，隨著現代多品種中小批量的發(fā)展專用夾具在專用性和經濟性等方面已多生許多問題。
（3）、可調夾具
可調夾具是針對通用夾具專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的異類新型夾具對不同類型和尺寸的工件，只需調整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又稱為通用可調夾具和成組夾具兩種，前者的通用范圍比通用夾具更大，后者則是一種可調夾具，它按成組原理設計并能加工一組相似零件，故在多品種中，中小批生產中上午有較好的經濟效應。
（4）、組合夾具
組合夾具是一種模塊化的夾具，標準的模塊元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具夾具用具既可拆除，留用組裝新的夾具，由于使用組合夾具可縮短生產準備周期，元件能重復多次使用，并且有可減少專用家句數量的優(yōu)點，因此、組合夾具在單件中小批多品種生產和數控加工中，是一種較經濟的夾具，組合夾具也已商品化。
（5）、自動化生產專用夾具
自動化生產專用夾具主要分為線夾具和數控機床專用夾具兩大類，自動線夾具有兩種：一種是固定完成夾具，一種是隨行夾具，數控機床夾具還包括加工中心夾具和柔性制造系統(tǒng)專用夾具，隨著制造的現代化，在企業(yè)中數控機床的夾具比例正在增加，得以滿足數控機床的加工要求，數控幾傳呼的典型結構是平裝夾具，它是利用標準的模塊組裝的夾具。
2、按夾具使用的機床分類
這是專用夾具設計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數控車床等夾具。設計專用夾具時機床的類別、組別、型別主要參數均以確定。它們不同點是機床切削成型運動不同、故夾具與機床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同。
機床夾具的設計特點和要求
1、用夾具裝夾工件的優(yōu)點如下：
1）、所保證加工精度 用夾具裝夾工件時工件相對刀具及機床的位置由夾具保證不受工人技術的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
2）、提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機構，進一步提高勞動生產率。
3）、能擴大機床的使用范圍
4）、能降低成本 在批量生產后使用夾具后，由于勞動生產率的提高，使用技術等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分攤在一批工件上，沒個工件制造的成本是極少的，遠遠小于由于提高勞動生產率而降低的成本，元件批量越大使用夾具所取得的經濟效應就越大。
5）、改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。
當采用氣動、液動等夾緊裝置時可減少工人的勞動強度，保證安全生產延長工人的操作壽命，提高企業(yè)整體的技術水平。
2．7機床夾具設計特點
機床夾具設計與其他裝備設計比較有較大的差別，主要表現在以下五個方面：
（1）、要有較短的設計和制造周期，一般沒有條件對夾具進行原理性實驗和復雜的計算工作；
（2）、夾具的精度一般比工件的精度變了三倍；
（3）、夾具在一般情況下是單體制造的，重復制造的機會通常要求夾具在投產時一次成功。
（4）、夾具和操作工人的關系非常的密切，要求夾具與生產條件和操作密切結合。
（5）、夾具的社會協作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設計的工藝要求。
2.8機床夾具的設計要求
設計夾具時，應滿足下列四項基本要求
（1）、保證工件的加工精度 即在機械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項要求，工件在夾具中的定位，夾具在機床上的位置，刀具的正確位置。
（2）、保證工人的造作安全；
（3）、達到加工的造作生產率要求
（4）、滿足夾具一定的使用壽命和經濟效應
三、零件分析
3、1 零件的作用和裝配關系
題目所給零件是車床主軸箱內摩擦離合器操縱機構的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔與操縱機構相連，二下方的φ60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。
零件三維模擬圖 （圖1）
3、2 的材料、結構特點和主要工藝問題
零件為HT200鑄鋼件，無熱處理要求。
從結構上看，左部呈圓筒狀，右部為厚12mm的半圓叉爪。兩部分上下都不在同一平面上，工件安裝有一定困難。
零件的主要加工表面和主要的技術要求也分兩個部分
一個是以∮25H7孔為中心的加工表面，這一組加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為φ25H7mm通孔。
一個是以半圓叉爪為中心的加工表面,即以φ60mm孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的兩個端面。主要是φ60H12的孔。
銑16H11的槽
這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側面。
以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
1、φ60孔端面與φ25H7孔垂直度公差為0.1mm.。
2、16H11mm的槽與φ25H7的孔垂直度公差為0.08mm。
零件二維圖（圖2）
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。
這些加工表面和技術要求，用一般的工藝方法都能做到，唯有叉爪的內半圓面較難車和鏜。
結論是，擬定本零件工藝必須解決好安裝和叉爪內半圓面的加工兩個主要問題。
四、明確生產類型和工廠條件
4.1:確定工藝的基本特征
所生產的車床為中型機械，年產800臺屬于大批生產的類型。該廠有各型通用設備，應充分利用，以減少投資、降低成本。故確定工藝的基本特征是：擬訂成套的工藝過程卡片和機械加工工序卡片。
五、工藝方案的擬定
圖紙規(guī)定零件材料是HT200，顯然毛坯只能是鑄鋼件。
零件加工毛坯圖（圖3）
針對零件的兩個主要問題，采取將毛坯兩件合一鑄出的辦法，見圖(3)。兩件合鑄后的毛坯，左右等高，便于安裝。同時叉爪合成了整圓，內半圓及其兩端面就容易加工了。待完成各面加工后，再分切成兩件。具體事項考慮如下：
5、1 制造方法和毛坯余量的確定
本零件形狀不復雜，可大批生產。若選砂型手工造型，生產效率低、鑄件質量差。也不宜采用費用高、生產周期長的鑄造復雜形狀毛坯的熔模鑄造。最后確定采用砂型機器造型，它有較高的生產效率，也能滿足毛坯質量要求。
查機械設計手冊，按二級精度鑄鋼件查得毛坯余量如下：頂面7mm；側面、底面5mm；孔取頂面余量7mm。由此得到圖？？所示的毛坯尺寸。
5、2 基準選擇
精基準選擇：按照一般規(guī)則，定位精基準應是精度較高、粗糙度較小的表面。即應選擇∮25H7孔及其一端面為基準。但用∮25H7孔作精基準，兩零件分切開后可能不對稱，而且2—∮25H7孔的端面橫向尺寸小，定位穩(wěn)定性也差。若選叉爪的及其一端面為精基準，又因∮60H12孔精度太低，用一般圓柱心軸作定位元件，定位誤差太大。最后考慮仍選∮60H12孔為縱向定位基準，目的是希望工件分切開后左右兩件較為對稱。但所設計的夾具，必須采用彈簧心軸或軸向可移式錐心軸作定位元件，以消除精基準尺寸公差大造成的定位誤差。垂直方向則選叉爪上端面為精基準，從尺寸關系看，以它作定位精基準便于加工其余各平面。
粗基準選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取φ25H7孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個φ42作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。既能加工出已選各精基準面，又能保證加工面對不加工毛面的位置和尺寸。
5、3 工藝路線的制定
制定藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。經考慮選擇了三個可行的工藝方案。
方案一
工序I 鑄造（砂型機器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、精銑φ25孔上端面
工序V 粗、精銑φ25孔下端面
工序VI 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔
工序VII 粗、精銑φ60孔上端面
工序VIII 粗、精銑φ60孔下端面
工序IX 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ60孔
工序X 切斷
工序XI 銑螺紋孔端面
工序XII 鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）
工序XIII 攻M22×1.5螺紋
工序XIV 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面
工序XV 粗銑 半精銑 精銑16H11的槽
工序XVI 檢查
上面工序可以適合大多數生產，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導致效率較低。
方案二
工序I 鑄造（砂型機器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25、φ60孔
工序V 粗、精銑φ25孔下端面
工序VI 粗、精銑φ60孔下端面
工序VII 粗、精銑φ25孔上端面
工序VIII 粗、精銑φ60孔上端面
工序IX 切斷
工序X 銑螺紋孔端面
工序XI 鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）
工序XII 攻M22×1.5螺紋
工序XIII 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面
工序XIV 粗銑 半精銑 精銑16H11的槽
工序XV 檢查
上面的工序加工不太合理，因為由經驗告訴我們大多數都應該先銑平面再加工孔，那樣會更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時鉆兩個孔，對設備有一定要求。
方案三
工序I 鑄造（砂型機器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 粗、精銑φ25孔上端面
工序V 粗、精銑φ25孔下端面
工序VI 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔
工序VII 粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ60孔
工序VIII 粗、精銑φ60孔上端面
工序IX 粗、精銑φ60孔下端面
工序X 銑螺紋孔端面
工序XI 鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）
工序XII 攻M22×1.5螺紋
工序XIII 粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面
工序XIV 粗銑 半精銑 精銑16H11的槽
工序XV 切斷
工序XVI 檢查
上面的工序雖然將切斷放到后面，不影響零件加工時的裝夾。但是此方案仍有先鉆孔再銑平面的不足，所以這個方案仍不是最好的工藝路線。
方案四
工序I 鑄造（砂型機器造型）
工序II 清砂
工序III 退火
工序IV 以φ42外圓為粗基準，粗銑φ25孔上、下端面
工序V 精銑φ25孔上、下端面
工序VI 以φ25孔上端面為精基準，粗、鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔，孔的精度達到IT7
工序VII 以φ25孔為精基準，粗銑φ60孔上、下端面
工序VIII 以φ25孔為精基準，精銑φ60孔上、下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過0.1。
工序IX 以φ25孔為精基準，鉆、鏜、鉸φ60孔，保證空的精度達到IT8。
工序X 以φ25孔為精基準，銑螺紋孔端面
工序XI 以φ25孔為精基準，鉆φ22孔（裝配時鉆鉸錐孔）
工序XII 以φ25孔為精基準，攻M22×1.5螺紋
工序XIII 以φ25孔為精基準，粗銑 半精銑 精銑槽所在的端面
工序XIV 以φ25孔為精基準，粗銑 半精銑 精銑16H11的槽
工序XV 切斷
工序XVI 檢查
方案四各工序使加工效率大大提高，多次加工φ25、φ60孔，更能保證孔的加工精度。
六、機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
”CA6140車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生產類型為中批量，鑄造毛坯。
據以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圓表面（φ42）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，
沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。
查《機械制造工藝設計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表3.1～26，取φ25，φ60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）：
粗銑 2mm
半精銑 0.7mm
3. 內孔（φ60已鑄成φ50的孔）
查《工藝手冊》表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取φ60孔已鑄成孔長度余量為3，即鑄成孔直徑為54mm。
工序尺寸加工余量：
鉆孔 4mm
擴孔 1.5mm
鉸孔 0.4mm
精鉸 0.1mm
同上，零件φ25的孔也已鑄出φ15的孔。
工序尺寸加工余量：
鉆孔至φ23 余量為8mm
擴孔鉆 1.8 mm
粗鉸孔 0.14 mm
精鉸孔 0.06 mm
4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量
鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑端面 2.1 mm
半精銑 0.7 mm
精銑 0.2 mm
5. 螺紋孔頂面加工余量
鑄出螺紋孔頂面至φ25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm
工序尺寸加工余量：
粗銑頂面 3.1 mm
半精銑 0.7 mm
精銑 0.2 mm
6. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設計規(guī)定的零件為中批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。
七、確立切削用量及基本工時
工序一 以φ42外圓為粗基準，粗銑φ25孔上下端面。
（1）. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。
加工要求：粗銑φ25孔上下端面。
機床： X53立式銑床。
刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=10,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1.5mm。
（2）： 切削用量
1）銑削深度
因為切削量較小，故可以選擇ap=1.3mm，兩次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進給量
機床功率為10kw。查《切削手冊》f=0.08~0.15mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.08 mm/z。
3）計算切削速度 按《工藝手冊》，確定v=0.45m/s，即27m/min。
所以：
（7-1）
根據（《工藝手冊》表4.2-39）取=120（r/min）
所以，實際切削速度為：
所以，工作臺每分鐘進給量應該為：
=0.08*10*120=96m/min （7-2）
4）計算切削工時=0.20（min） （7-3）
工序二 精銑φ25孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。
加工要求：精銑φ25上下端面。
機床： X6140臥式銑床。
刀具： W18Cr4V硬質合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=10,故據《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度
因為切削量較小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
2）每齒進給量
機床功率為10kw。查《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。由于是對稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3）切削速度 按《工藝手冊》，確定v=0.6m/s，即36m/min。
所以：
（7-4）
根據（《工藝手冊》表4.2-39）取=150（r/min）
所以，實際切削速度為：
所以，工作臺每分鐘進給量應該為：
=0.14*10*150=120m/min （7-5）
4）計算切削工時=0.16（min） （7-6）
工序三 以φ25孔上端面為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ25孔，孔的精度達到IT7。
1. 選擇鉆床及鉆頭
選擇z535型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法.
2.選擇切削用量
（1）決定進給量f 根據表3.4-1可以查出f=0.470.57mm/r由于孔深和孔徑之比/=3.2，所以=0.85，
故=（0.470.57）*0.85=0.400.48mm/r
查z535型立式鉆床說明書，取=0.43mm/r
根據表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量=1.75mm/r。機床進給機構允許的軸向力=15690N（由機床說明書查出），根據表3.4-4，允許的進給量>1.8mm/r
由于所選擇的進給量遠遠小于和，故可以使用。
（2）確定切削速度v、軸向力F、轉矩T以及切削功率
用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10進行計算。根據所給條件，可以直接在表3.4-15中用插入法計算得：
V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kw
由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系數=0.88，=0.75，故：
=17m/min*0.88*0.75=11.22m/min
=162r/min （7-7）
查z535型機床說明書，取n=195r/min，實際切削速度為：
（7-8）
由表3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數=1.06，故：
F=4732N*1.06=5016N
T=51.69N.m*1.06=54.8N.m
3)校驗機床功率 切削功率為
=1.05kw
機床有效功率為：效率=4.5kg*0.81=3.65kg
由于故選擇的切削用量可以使用，即
/min
相應的：F=5016N,T=54.5N.m，=1.05kw
4）計算工時：
（7-9）
2擴孔
（1）選用標準高速鋼擴孔鉆
（2）確定擴孔切削用量
1）確定進給量f
根據表3.4-5，取f=（0.7~0.8）*0.7mm/r=0.49~0.56mm/r。根據z535型機床說明書，取f=0.57mm/r
2)確定切削速度v及n
根據表3.4-34，取v=25m/min
由于切削條件與上表不同，故應該乘以以下修正系數：
故
所以：
根據z535型機床說明書，取n=275r/min。實際擴孔速度：
min （7-10）
3)計算工時:
（7-11）
3鉸、精鉸孔
（1）選用mm標準高速鋼鉸刀。
（2）確定鉸孔切削用量
1）確定進給量f，根據表3.4-6查出，f=1.3~2.6mm，按該表注4，進給量取較小值。按z535型機床說明書，取f=1.6mm/r。
2）切削速度v及n 根據表3.4-40，去v=8.2m/min
切削速度的修正系數由表3.4-9查出
故：
n （7-12）
根據z535型機床說明書，取n=100r/min，實際鉸孔速度
in （7-13）
3)計算工時：
（7-14）
同理，精鉸同上
所以，
工序四： 以φ25孔為精基準，粗銑φ60孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。
加工要求：粗銑φ60上下端面。
取=0.08mm/z （參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s，即27m/min
機床： X63臥式銑床。
刀具： 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀,銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=20,故據《切削用量簡明手冊》取=225mm。
則：
（7-15）
根據（《工藝手冊》表4.2-39）取=37.5（r/min）
所以，實際切削速度為：
所以，工作臺每分鐘進給量應該為：
=0.08*20*37.5=60m/min
4）計算切削工時=0.56（min） （7-16）
工序五 以φ25孔為精基準，精銑φ60孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=200~241,鑄造。
加工要求：精銑φ60上下端面。
取=0.14mm/z （參考《切削手冊》表3-3）
切削速度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s，即27m/min
機床： X63臥式銑床。
刀具： 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀,銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數z=20,故據《切削用量簡明手冊》取=225mm。
則：
（7-17）
根據（《工藝手冊》表4.2-39）取=37.5（r/min）
所以，實際切削速度為：
所以，工作臺每分鐘進給量應該為：
=0.14*20*37.5=105m/min
4）計算切削工時=0.32（min） （7-18）
工序六 以φ25孔為精基準，鉆、擴、鉸、精鉸φ60孔，保證孔的精度達到IT7。
1. 選擇鉆床及鉆頭
選擇z535型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=55mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，
2.選擇切削用量
（1）決定進給量f 根據表3.4-1可以查出f=0.70.8mm/r由于孔深和孔徑之比/=0.2，所以=1.0，
故=（0.70.8）*1=0.70.8mm/r
查z535型立式鉆床說明書，取=0.7mm/r
根據表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量=2.1mm/r。機床進給機構允許的軸向力=69620N（由機床說明書查出），根據表3.4-4，允許的進給量>2.4mm/r
由于所選擇的進給量遠遠小于和，故可以使用。
（2）確定切削速度v、軸向力F、轉矩T以及切削功率
用不同的刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的v、F、T、均可以按照表3.4-8以及表3.4-10進行計算。根據所給條件，可以直接在表3.4-15中用插入法計算得：
V=12m/min,F=27860N,T=686.70N.m, =5.21kw
由于實際條件與上表所給條件不完全相同，故應該對結果進行修正。由表3.4-9可知，切削速度的修正系數=0.88，=0.75，故：
=12m/min*0.88*0.75=7.92m/min
=45.85r/min
查z535型機床說明書，取n=60r/min，實際切削速度為：
由表3.4-11，切削力以及轉矩的修正系數=1.06，故：
F=27860N*1.06=29531.6N
T=686.7N.m*1.06=727.9N.m
3)校驗機床功率 切削功率為
=7.22kw
機床有效功率為：效率=12kg*0.81=9.72kg
由于故選擇的切削用量可以使用，即
/min
相應的：F=29531.6N,T=727.9N.m，=7.22kw
4）計算工時：
（7-19）
2擴孔
（1）選用標準高速鋼擴孔鉆
（2）確定擴孔切削用量
1）確定進給量f
根據表3.4-5，取f=（1.3~1.5）*0.7mm/r=0.91~1.05mm/r。根據z535型機床說明書，取f=0.95mm/r
2)確定切削速度v及n
根據表3.4-34，取v=20.3m/min
由于切削條件與上表不同，故應該乘以以下修正系數：
故
所以：=103.6r/min
根據z535型機床說明書，取n=120r/min。實際擴孔速度：
min
3)計算工時:
（7-20）
3鉸、精鉸孔
（1）選用mm標準高速鋼鉸刀。
（2）確定鉸孔切削用量
1）確定進給量f，根據表3.4-6查出，f=1.25~1.8/mm，按該表注4，進給量取較小值。按z535型機床說明書，取f=1.6mm/r。
2）切削速度v及n 根據表3.4-40，去v=8.5m/min
切削速度的修正系數由表3.4-9查出
故：
n
根據z535型機床說明書，取n=60r/min，實際鉸孔速度
in （7-21）
3)計算工時：
（7-22）
同理，精鉸同上
所以，
工序七 銑螺紋孔頂面
加工條件
工件材料； HT200，鑄造。
機床：X52K。
查參考文獻[工藝師手冊]表30—34
刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[工藝手冊]表2.4—75，取銑削速度：參照參考文獻[工藝師手冊]表30—34，取
機床主軸轉速： 式（4.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
代入式（4.1）得
，
按照參考文獻[工藝手冊]表3.1—74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[工藝手冊]表2—81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
式（7-23）
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
工序八： 以φ25孔為精基準，鉆φ20孔（裝配時鉆鉸錐孔）。
1. 選擇鉆床及鉆頭
選擇z535型立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，
2.選擇切削用量
（1）決定進給量f 根據表3.4-1可以查出f=0.430.53mm/r由于孔深和孔徑之比/=1.8，所以=1.0，
故=（0.430.53）*1=0.0.430.53mm/r
查z535型立式鉆床說明書，取=0.43mm/r
根據表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量=1.6mm/r。機床進給機構允
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