1、I摘 要随着科技的发展，机械制造行业已经是我国技术进步和社会发展的支柱产业之一。无论是传统产业，还是新兴的机械制造产业，都离不开形式各样的机械制造设备。本次毕业设计的内容主要内容就是对 CA6140 机床拨叉的工艺规程制定和对其中孔及若干平面加工工序的夹具设计进行研究和探讨。在工艺规程编制方面，主要通过仔细分析拨叉零件图和相关技术要求，查阅零件相关资料，考虑了零件的工艺结构要求、批量生产要求、经济性、可行性等多方面因素，最终安排工序，并完成加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定，并将其编入工序卡片，清晰明了的表达出了整个加工过程
2、。另外，在专用夹具设计方面，主要对一孔、一平面的加工工序进行了夹具方案的分析，计算和最终完成设计任务。关键词：拨叉；工艺路线；定位与夹紧；专用夹具设计IIAbstractWith the development of science and technology, machinery manufacturing industry of China has been technological progress and social development of pillar industries. Whether in traditional industries or new industr
3、ies, it is inseparable from a wide range of machinery and equipment. This graduation of content which is the study about the protocol development process and the fixture design of the hole and some plane processing procedure. In terms of process rules, primarily through a careful analysis of the pro
4、duct parts and related technical requirements, check the parts relevant information considered part of the process of structural requirements, batch, and economics, feasibility, and more factors. The final arrangements for the operations to finish processing, including the operations of processing m
5、ethod, machine tools, tooling, fixtures, assistive devices, measurement apparatus selection, select datum, positioning and clamp authoring, and process card, clarity of expression out the whole processing procedure. In addition, in fixture design, the main design about a hole, a flat and a groove ma
6、chining process has been analysised, computation and finally to complete the design task.Key words: Plectrum; process route; positioning and clamping; dedicated fixture designIII目 录摘 要 IAbstractII第 1 章 绪论 .11.1 夹具设计的意义 .11.2 夹具设计研究概述 .21.2.1 夹具的定义 .21.2.2 夹具发展概况 .21.2.3 夹具设计要解决的主要问题 .31.3 夹具的功能 .41.
7、4 夹具组成 .41.4.1 夹具的基本组成部分 .41.4.2 夹具的其他组成部分 .51.5 夹具的分类 .51.5.1 按夹具的通用特性分类 .51.5.2 按夹具使用的机床分类 .51.6 夹具使用优点 .71.7 夹具设计要求 .71.7.1 夹具设计基本要求 .71.7.2 生产对其提出的新要求 .81.8 夹具设计特点 .81.9 现代夹具的发展发向 .9第 2 章 工艺规程的编制 .102.1 零件的分析 .102.1.1 零件的作用 .102.1.2 零件的工艺分析 .112.2 确定毛坯的制造形式 .122.3 基面的选择 .13IV2.4 制定工艺路 .142.5 选择加
8、工设备及刀具、夹具、量具 .152.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .162.7 确立切削用量及基本工时 .19第 3 章 夹具设计 .373.1 工序 30 的夹具设计 .373.1.1 问题的提出 .373.1.2 夹具设计 .373.1.3 定位误差的分析 .403.1.4 夹具设计及操作的简要说明 .403.2 工序 50 的夹具设计 .403.2.1 问题的提出 .403.2.2 夹具设计 .413.2.3 定位误差的分析 .433.2.4 夹具设计及操作的简要说明 .433.3 工序 70 的夹具设计 .443.3.1 问题的提出 .443.3.2 夹具设计 .443.
9、3.3 定位误差的分析 .473.3.4 夹具设计及操作的简要说明 .47第 4 章 机床夹具优化设计及经济效益 .484.1 优化设计分析 .484.1.1 成组夹具成本 484.1.2 优化设计的现实意义 .494.2 机床夹具柔性化 .494.3 机床夹具经济效益分析 .50结 论 .52致 谢 .53参考文献 .54VContentsAbstractChapter 1 Introduction 11.1 The significance of the fixture design.11.2 Fixture design research overview .21.2.1 The def
10、inition of a fixture 21.2.2 Fixture development 21.2.3 Design of jigs and fixtures to solve the main problems 31.3 Functions of fixtures .31.4 Fixture composition 41.4.1 The basic components of fixtures 41.4.2 The other component of the fixtures41.5 Fixture of classification 51.5.1 According to the
11、common characteristics of classification fixtures.51.5.2 The machine tool used by fixture classification 51.6 Use the advantages of fixtures 61.7 Design of machine-tool fixtures .71.7.1 Basic requirements for the design of fixtures 71.7.2 Production on his proposed new requirements 71.8 Fixture desi
12、gn characteristics81.9 Development of modern fixtures sent to.9Chapter 2 The compilation of procedures102.1 Part of the analysis102.1.1 Part of the role102.1.2 Parts of the Process Analysis.112.2 Determine the form of blank manufacturing 12VI2.3 The choice of base level132.4 Develop route142.5 Selec
13、t the processing equipment and tooling, fixtures, measuring tools.152.6 Allowance, dimensions and fur dimension.162.7 Establishment of cutting and basic work 19Chapter 3 Fixture design363.1 Fixture design of the third working procedure 373.1.1 Problem373.1.2 Fixture design 403.1.3 The analysis of po
14、sitioning error .403.1.4 Fixture design and a brief description of the operation 403.2 Fixture design of the fifth working procedure 403.2.1 Problem403.2.2 Fixture design 413.2.3 The analysis of positioning error .433.2.4 Fixture design and a brief description of the operation.433.3 Fixture design o
15、f the seventh working procedure.443.3.1 Problem443.3.2 Fixture design 443.3.3 The analysis of positioning error .473.3.4 Fixture design and a brief description of the operation 47Chapter 4 Fixture design optimization and economic benefits 484.1 Optimal Design and Analysis .484.1.1 Group fixture cost
16、s.484.1.2 The practical significance of design optimization .494.2 Flexible Machine Tool Fixture .494.3 Economic Analysis of jigs and fixtures 50Conclusion 52Thanks.53References.541第 1 章 绪论随着科学技术的高速发展，机械产品不断更新换代，其产品型号越来越多，质量要求越来越高，更新周期越来越短，使机械制造工程飞速的发展。在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位。它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了
17、劳动的强度。夹具的设计过程中，应深入生产实际，对工件的图纸、工艺文件，生产纲领等分析，精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案 1。机械加工必须保证零件的加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求，同时还应该具有较高的生产率和经济性。因此，机械加工工艺规程设计就是一项重要的工作。它要求设计者必须具有丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。在指定工艺规程时，应根据零件的产量和现有的设备条件，综合考虑加工质量、生产率和经济性的要求，经过反复分析比较，确定最优方案。1.1 夹具设计的意义零件在工艺规程制定之后就要按工艺规程顺序进行加工。加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成
18、批生产时还要用机床夹具。他们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床或刀具获得正确的位置，机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一 2。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率，降低成本。在当今激烈的市场竞争和企业信息化要求下，满足企业对夹具的设计制造的更高要求。CA6140 车床拨叉铣、钻等工序使用的专用夹具设计应针对加工零件，应达到结构紧凑、操作简便、生产率高。所以对 CA6140 车床拨叉加工工艺及夹具
19、设计，不但是我们对大学所学的知识的一个整合，而且是对结构设计和工艺设计方面的一次训练。21.2 夹具设计研究概述1.2.1 夹具的定义夹具是一种装夹工件的一种工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工，热处理装配，焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床工件是使用的夹具称为机床夹具，在现代生产过程中，机床夹具不可缺少。它直接影响着加工的精度，劳动生产率和产品的制造成本等，故机床夹具的设计在企业产品设计和制造以及生产技术装备中占有极其主要的地位。机床夹具设计是一项重要的技术工件 3。1.2.2 夹具发展概况随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。改革开放以来，
20、机械工业充分利用国内外两方面技术资源，有计划的进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场，扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。夹具最早出现在 1787 年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期。机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近
21、代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。我国的机械制造业经过 50 多年，特别是近 20 年的发展，已形成了品种繁多、门类齐、布局合理的机械制造工业体系。许多科研院所、大专院校和企业研制出了一大批成套技术装备和多种高精尖产品，有些已接近或达到国际先进水平。3现代机床夹具的发展为了适应现代机械工业向高、精，尖方向发展的需要和多品种、中小批生产的特点，机床夹具的主要发展方向表现为精密化 4。目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业
22、发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。 目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向，使机械产品不断更新换代，品种型号越来越多质量越来越高，更新周期越来越短 5。1.2.3 夹具设计要解决的主要问题夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。首先得了解影响定位精度的因素，然后采取措
23、施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间 6。1.3 夹具的功能机床夹具的主要功能是定位和加紧。定位是确定工件在夹具中占有正确位置的过程。通过工件定位基准面与夹具定位元件的定位面接触或配合实现的，而夹紧则是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。机床夹具的特殊功能是对刀和导向，通过调整工件切削刃相对工件或夹具的正确位置
24、。而导向则是如钻床夹具中的钻模板和钻套，能迅速的确定钻头的4位置，并引导其进行钻削。机床夹具能够降低对操作工人的技术要求和工人的劳动强度。由于多数专用夹具的夹紧装置只需厂人操纵按钮、手柄即可实现对工件的夹紧，这在很大程度上减少了工人找正和调整工件的时间与难度 7。1.4 夹具组成1.4.1 夹具的基本组成部分虽然各类机床夹具的结构有所不同但按主要功能加以分析。机床夹具的基本组成部分是定位元件，夹紧装置和夹具体三个部分，这也好似夹具体的主要内容。定位元件是夹具的主要功能元件之一 ，通常当工件定位基准面的形状确定后，定位元件的结构也就确定了。夹紧装置也是夹具的主要元件之一，一般铰链压板、螺钉、夹紧
25、装置等。通常夹具作为铸件的结构、锻件结构、焊接结构，形状有回转体形和底座等多种定位元件，夹紧装置等分布在夹具体不同的位置上。1.4.2 夹具的其他组成部分1 连接元件根据机床的工作特点，夹具在机床上的安装。连接常有的两种方式：一种是安装在机床工作台上，另一种是安装在机床主轴上，连接元件用于确定夹具本身在机床上的位置。2 对刀与导向装置对刀装置常见在铣床夹具中，用以对刀块。调铣刀对刀前的位置，对刀时，铣刀不能与对刀块直接相连，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀块工作表面。导向装置钻模板、钻套、镗模的镗模支架。镗套，它们能确定刀具的位置，并引导刀具进行切削。3 其他元件和装置5根据加工的需要，有些夹具分别
26、采用分度装夹，靠模装置上下料加工工艺机器人等 8。1.5 夹具的分类1.5.1 按夹具的通用特性分类这是一种基本的分类方法，主要反应夹具在不同生产类型中的通用特性，故也是选择夹具主要依据。目前，我国常用的夹具有通用夹具、专用夹具和自动化生产夹具等五大类。1.5.2 按夹具使用的机床分类这是专用夹具设计使用的分类方法，如车床、铣床、刨床、钻床、数控车床等夹具，如图 1-1,1-2,1-3 所示：图 1-1 钻床夹具 图 1-2 铣床夹具6图 1-3 工装夹具设计专用夹具时机床的类别、组别、型别主要参数均以确定。它们不同点是机床切削成型运动不同、故夹具与机床的连接方式不同它们的加工精度要求也各不相
27、同 9。1.6 夹具使用优点夹具的使用一般包括两个过程，其一是夹具本身在机床上的安装和调整，其二是被加工工件在夹具中的安装。加工过程中，工件与刀具的相对位置容易得到保证，并且不受各种主观因素的影响，因而工件的加工精度稳定可靠。1 所保证加工精度用夹具装夹工件时工件相对刀具及机床的位置由夹具保证不受工人技术的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。2 提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速工件不需划线找正，可显著的减少辅助工时，提高劳动生产率，工件在夹具装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高劳动生产率，可使用多工位夹具，并可采用高小夹紧机构，进一步提高劳动生产率。73 能扩大机床的使用范
28、围4 能降低成本在批量生产后使用夹具后，由于劳动生产率的提高，使用技术等级较低的工人以及废品率下降等原因，明显的降低了成本夹具制造成本分摊在一批工件上，没个工件制造的成本是极少的，远远小于由于提高劳动生产率而降低的成本，元件批量越大使用夹具所取得的经济效应就越大。5 改善工人的劳动条件 用夹具装夹工件方便、省力、安全 10。1.7 夹具设计要求1.7.1 夹具设计基本要求设计夹具时，应满足下列四项基本要求：1 保证工件的加工精度。2 保证工人的造作安全。3 达到加工的造作生产率要求。4 满足夹具一定的使用寿命和经济效应。1.7.2 生产对其提出的新要求现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代
29、，以适应市场激烈竞争，现代生产对夹具提出了如下新的要求：1 能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期。2 能装夹一组相似性特征的工件。3 用于精密加工的高精度的机床。4 适用于各种现代化制造技术的新型技术。5 采用液压汞站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率 11。81.8 夹具设计特点机床夹具设计与其他装备设计比较有较大的差别，主要表现在以下五个方面：1 要有较短的设计和制造周期，一般没有条件对夹具进行原理性实验和复杂的计算工作。2 夹具的精度一般比工件的精度变了三倍。3 夹具在一般情况下是单体制造的，重复制造的机会通常要求夹具在投产时一次成功。4 夹具和操作工人的关系非常的
30、密切，要求夹具与生产条件和操作密切结合。5 夹具的社会协作制造条件较差，特别是商品化的元件较少，设计者要熟悉夹具的制造方法，以满足设计的工艺要求。1.9 现代夹具的发展发向现代夹具的发展方向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面。随着机械产品精度的日益提高，精密化夹具势必也相应提高。高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时的和辅助时的，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度。夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是通过调组合等方式，以适应工艺可变因素的能力 12。夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制造典型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功
31、能用途相近的夹具元件。舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夹具的标准化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件 13。9第 2 章 工艺规程的编制2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用题目给的是 CA6140 车床主轴箱拨叉的工艺规程编制和夹具设计。CA6140 车床的拨叉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 14。零件图如图 2-1 所示：图 2-1 拨叉零件图10零件上方的 mm 孔与操纵机构相连，而下方的 mm 半孔则是02.5 4.05用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力
32、拨动下方的齿轮实现变速。两件零件铸为一体，加工时分开。2.1.2 零件的工艺分析零件的材料为 HT200，为了满足其性质要求，由参考文献15表 2-3 铸件制造方法选取金属型铸造方法，由参考文献16表 2.2-4 灰铸铁件的硬度分级可知灰铸铁的硬度为 190210HBS，具有较高的强度和耐磨性，适于承受较大应力和耐磨性的要求。CA6140 车床拨叉有多处加工面，其中有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1 以 mm 孔为中心的加工表面02.5这一组加工表面包括： mm 的孔，以及 40mm 的圆柱上表面，其02.5中主要加工表面为 mm 通孔，其粗糙度要求为 1.6。02.2 以 mm
33、 孔为中心的加工表面4.05这一组加工表面包括： mm 的孔，以及 75mm 的两个端面。其中4.05mm 内孔的粗糙度要求为 3.2， 75mm 的两端面有垂直度 0.1 的要求。4.053 将两件铣断这一组加工表面包括：铣断面的粗糙度要求为 6.3。4 铣 mm 的槽12.06这一组加工表面包括：此槽端面的粗糙度要求为 3.2，槽的底面的粗糙度要求为 6.3。5 铣 40mm 外圆柱面上的平台11这一组加工表面包括：粗糙度要求 6.3，其余为尺寸要求，精度不高。该零件加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：mm 孔的中心与 mm 孔的中心有位置要求 mm。02.54.05 1.02534m
34、m 的槽与 mm 的孔内表面有垂直度公差为 0.08。1.062.0C、D 两端面之间相对于的 mm 的孔内表面有垂直度公差为 0.1。02.5由以上分析:对于以上加工表面，根据加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，可先加工其中某一重要表面，然后借助于专用夹具加工其它表面，并保证各种尺寸和位置的精度要求。2.2 确定毛坯的制造形式根据零件的材料和形状确定毛坯为铸件，考虑零件在机床运行过程中可以承受较大载荷和冲击载荷，且零件结构又比较简单，采用金属型铸造的方法来加工，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。这样不但提高生产率，而且可以保证零件的加工精度。毛坯零件图如图 2-2 所示：
35、图 2-2 毛坯图毛坯的铸造方法：选用金属型造型的方法。毛坯的热处理：热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加12工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，根据材料和热处理的目的而定。本次加工中热处理为预备热处理安排在机械加工之前，采用正火、调质处理来改善材料的加工性能。此外，为了消除残余应力，铸造后应安排人工时效。2.3 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，过程中会问题百出，甚至会造成大批废品，使生产无法正常运行。1 粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
36、而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准 17。根据这个基准选择原则，现以拨叉的底面和 40mm 的外圆表面为粗基准，利用 V 型块夹紧达到完全定位,然后进行钻 55mm 孔的加工。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 25mm 圆表面为精基准，并且以“基准重合”和“基准统一”为原则，来保证加工精度和装夹准确方便。2.4 制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此
37、之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1 工艺路线方案一工序一：铸造毛坯13工序二：将两件铣断工序三：钻、扩、铰、精铰 25mm 孔工序四：粗车、半精车、精车 55mm 孔工序五：粗铣、精铣 C、D 面保证垂直度误差不大于 0.1工序六：粗铣 B 面工序七：铣 16mm 的槽，垂直度误差不大于 0.08工序八：铣 40mm 外圆上的平台工序九：检验入库上面的工序加工不太合理，因为如果先将两件铣断，破坏了零件的整体性，这样就达不到两个孔之间的位置要求，影响整个工件的加工要求，从而降低了零件的使用价值。由此得出下面一个方案。2 工艺路线方案二工序一: 铸造毛坯工序二：以底平面 D 面为
38、粗基准，用 V 型块定位，粗车、半精车、精车 mm 孔，使其达到精度要求4.05工序三：以 40mm 圆柱外表面为基准，用 V 型块定位，并以mm 的圆心为基准钻、扩、粗铰、精铰 mm 的4.05 02.5孔，达到精度要求工序四：将两件铣断工序五：以 mm 的内孔为精基准，以定位挡销和一压板实现02.5定位，进行 C、D 两面的粗铣、精铣加工，使 C、D 两面满足垂直度误差不大于 0.1工序六：以 mm 的内孔为精基准，以 D 面和一辅助支撑实现02.5定位，进行 B 面的粗铣加工14工序七：以 mm 的内孔为精基准，铣 mm 的槽,保证槽02.5 12.06的侧面相对于孔的垂直度误差是 0.
39、08工序八：以 mm 的内孔为精基准，铣 40mm 外圆上的平台02. 工序九：去除毛刺工序十：检验入库 比较两种工序加工方案，考虑到加工的合理性及精度的要求，我们选择方案二的设计。2.5 选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中批，故加工机床设备等以通用机床为主，其生产方式以通用机床加专用夹具为主，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均有人工完成。根据加工零件的具体工序，满足加工需求，根据文献15选择以下机床、刀具和量具：1 机床的选择铣面、铣槽、铣平台时均采用立式铣床 X52K；钻、扩、铰孔均采用立式钻床 Z550；车内孔时采用卧式车床 C620-1。2 夹具的选择该拨叉的生产纲领为
40、中批生产，所以采用专用夹具。3 刀具的选择铣上下表面时采用硬质合金端铣刀，可以保证加工零件的精度要求；铣槽时采用直柄立铣刀；铣断时采用铣断铣刀；钻孔时采用高速钢锥柄麻花钻；扩孔时采用高速钢锥柄扩孔钻；铰孔时采用硬质合金锥柄机用铰刀；车孔时采用 YG6 硬质合金车刀。4 量具的选择15极限量规或塞规、对角度尺寸采用专用夹具保证，其它尺寸采用通用量具即可。2.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140 车床拨叉零件材料为 HT200，硬度 190210HBS ，抗拉强度，生产类型为中批量，铸造毛坯。a195MPb由文献18表 217 灰铸铁铸件预计的力学性能及应用举例及以上原始资料及加
41、工工艺，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长 315mm，宽 75mm，高 80mm，故最大轮廓尺寸为 315mm。(2) 选取公差等级 CT由文献15表 5-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按灰铸铁，得公差等级 CT 范围 810 级，取为 10 级。(3) 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，由表 5-3 铸件尺寸公差 15得：公差带相对于基本尺寸对称分布。(4) 求机械加工余量等级由文献15表 5-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级得铸造方法按金属型铸造、铸件材料按
42、灰铸铁，得机械加工余量等级范围 DF 级，取为 F 级。(5) 求 RMA(要求的机械加工余量)对所有加工表面取同一个数值，由文献15表 5-4 要求的铸件机械加工余量（RMA）得最大轮廓尺寸为 315mm、机械加工余量等级为 F 级，得 RMA 数值为 2.5mm。(6) 求毛坯基本尺寸为方便加工，键槽处铸成实心。C 面、 D 面属双侧加工，应由文献15式（5-2）求出，即R=F+2RMA+CT/2=12+2 2.5+2.2/2=18.1mm16B 面为单侧加工，毛坯基本尺寸由文献15式（5-1）求出，即R=F+RMA+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm25mm 孔属内腔加工，
43、应由文献15式（5-3）求出，即R=F-2RMA-CT/2=25-2 2.5-2.6/2=18.7mm55mm 孔属内腔加工，应由文献15式（5-3）求出，即R=F-2RMA-CT/2=55-2 2.5-2.8/2=48.6mm式中 R毛坯基本尺寸；F毛坯的铸件轮廓尺寸；RMA要求的机械加工余量；CT公差等级。拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量见如下表 2-1表 2-1 拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目 C 面 D 面 B 面 25mm 孔55mm 孔键槽公差等级 CT 10 10 10 10 加工面基本尺寸 12 80 25 55 铸件尺寸公差 2.2 3.2 2.6 2.8 机械加工余量等级
44、 F F F F RMA 2.5 2.5 2.5 2.5 毛坯基本尺寸 18.1 84.1 18.7 45 01 C 面、D 面的加工余量为 6.1mm（为双边加工）查文献15表 5-49 平面精加工余量得精加工余量 1mm，故粗加工余量为Z=4.1mm，则单边加工余量为 Z=2.05mm。2 B 面的单边总加工余量为 Z=4.1mm查文献15表 5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z=3.1mm。3 内孔（ 25mm 的孔已铸成 18.7mm 的孔）查文献15表 5-42 基孔制 7、8、9 级（H7、H8、H9 ）孔的加工余量得工序尺寸加工余量：钻孔至 23mm 余量为 4.
45、3mm；17扩孔至 24.8mm 余量为 1.8 mm；粗铰孔至 24.94mm 余量为 0.14 mm；精铰孔至 25mm 余量为 0.06 mm。4 内孔 55mm 孔（ 55mm 的孔已先铸初 45mm 的孔）查文献15表 5-42 基孔制 7、8、9 级（H7、H8、H9 ）孔的加工余量：粗车 45mm 的孔至 51mm 余量为 6mm；半精车 51mm 孔至 53.8mm 余量为 2.8mm；精车至 55mm 余量为 1.2 mm。5 铣 16mm 的槽由文献15表 5-41 凹槽加工余量及偏差得粗铣后半精铣宽度余量Z=3mm,粗铣后公差为+0.18+0.27mm,半精铣后公差为+0
46、.11mm。工序尺寸加工余量：粗铣至 11.5mm；半精铣至 14.5mm 余量为 3mm；精铣至 16mm 余量为 1.5mm。2.7 确立切削用量及基本工时工序一：铸造毛坯。工序二：底平面 B 为粗基准，粗车、半精车、精车 55mm 的孔，使其粗糙度达到 3.2(已铸成 45mm)。1 粗车 45mm 的孔至 51mm18(1) 选择主轴转速选择 C620-1 车床，正转 n=101400r/min，反转 n=141580r/min；纵向 f=0.0286.33mm/r，横向 f=0.0143.16mm/r。(2) 选择进给量决定进给量，由文献15 表 5-57 卧式车床刀架进给量得：f=
47、0.0286.33mm/r，取 f=1.59mm/r(3) 计算切削速度由文献15表 2-8 车削时切削速度的计算公式得： vyxpmvckfaTC式中 使用寿命 T=60min； =158； =0.15； =0.40；m=0.2vvvy由文献15表 2-9 车削过程中使用条件改变时的修正系数得 =1.0vk则: m/min28.40.159.601842. vyxpmvckfaTCm/min331dnc由文献15表 5-56 卧式车床主轴转速得转速 n=305 r/min则实际切削速度 m/min09.41054.Dvc(4) 计算基本工时min7.59.1308nfLTj式中 机动时间，m
48、in；jL刀具或工作台行程长度，mm；n机床主轴转速，r/min；f主轴每转刀具的进给量，mm/r。192半精车 51mm 的孔至 53.8mm，切削余量为 2.8mm(1) 确定背吃刀量 mm。8.pa(2) 确定进给量、计算切削速度由文献15表 5-121 用 YG6 硬质合金车刀车削灰铸铁时的得：v=90m/min, f=0.42mm/r。r/min56214.39010Dvn采用 C620-1 卧式车床，由文献15表 5-56 卧式车床的主轴转速得主轴转速 n=480r/min则实际切削速度 m/min87.610.v(3) 计算基本工时由文献15表 2-24 车削和镗削机动时间计算公式得：车孔切削工时的计算时间为： 123jllLTiinff式中 i走刀次数，i=1；刀具的切入长度，mm；l刀具的切出长度，mm；2单件小批量生产时的试切附加长度， =0。3l 3l则 mm4)2(60tan8.)32(tan1 rpklmm4,522l取所以 min13.42.81jT203精车 53.8mm 的孔至 mm,粗糙度为 3.24.05(1) 确定背吃刀量 mm。2.1pa(2) 确定进给量、计算切削速度由文献15表 5-121 用 YG6 硬质合金车刀车削灰铸铁时的得：v=90m/min, f=0.56mm/r。r/min532
