1、I编号： 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计(论文)说明书题 目： CA6140 拔叉零件的加工艺及夹具设计 系 别： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 应用研究2013 年 5 月 27 日桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 II摘 要本文是对拔叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对拔叉零件的两道工序的加工设计了专用夹具.机床夹具的
2、种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。本论文夹具设计的主要内容是设计 2 套夹具。关键词：加工工艺；加工方法；工艺文件；夹具3AbstractThis paper is the analysis of process of the fork parts processing application and processing, including the parts of the analysis, the choice of blank, the
3、 clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition also two processes of fork parts design special fixture.Many types of machine tool fixture, wherein, the use scope broades
4、t general jig, sizes have been standardized, and has a professional production plant. But widely uses in the volume production, special fixture designed for a workpiece processing services, requires the factory according to the workpiece processing technology to design and manufacture. The main cont
5、ent of this thesis is to design 2 sets of fixture design fixture.Key words: processing; processing method; process documents; fixture桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 4目 录摘 要 .IIABSTRACT3序言 11 前言 .12 机械加工工艺及夹具设计的发展 .12.1 发展历史 .12.2 发展现状 .12.3 发展趋势 .22.3.1 夹具的发展趋势 22.3.2 机械加工制造技术的发展趋势 33 零件的分析 43.1 零件的作用 .43
6、.2 零件的工艺分析 44 工艺规程设计 .64.1 加工工艺过程 64.2 确定各表面加工方案 64.3 确定定位基准 74.3.1 粗基准的选择 74.3.2 精基准选择的原则 7桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 54.4 制定工艺路线 74.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 .104.6 确立切削用量及基本工时 125 铣拔叉叉口侧面铣床夹具设计 185.1 问题的提出 .185.2 夹具设计 .185.2.1 定位基准的选择 .185.2.2 切削力和夹紧力计算 .185.2.3 定位误差分析 205.2.4 夹具设计及操作的简要说明 206 铣 M22X1
7、.5 端面夹具设计 216.1 研究原始质料 216.2 定位基准的选择 216.3 切削力及夹紧分析计算 .226.4 误差分析与计算 236.5 零、部件的设计与选用 .236.5.3 定向键与对刀装置设计 246.6 夹具设计及操作的简要说明 25总 结 .27谢 辞 .28参考文献 .291序言1 前言机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用训练。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、工艺水平的高低以及
8、解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。2 机械加工工艺及夹具设计的发展2.1 发展历史从 1949 年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理
9、想。2.2 发展现状现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操
10、作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 2据，难以进行合理的经济核算。机床夹具最早出现在 18 世纪后期。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。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；
11、另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。2.3 发展趋势长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果
12、由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。CAPP 将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。2.3.1 夹具的发展趋势现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。（1）标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和通用化，而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991 以及各类通用夹
13、具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 3缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。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
14、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。（3）精密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1“；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5m。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具
15、、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。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。2.3.2 机械加工制造技术的发展趋势（1）特种加工 它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。（2）快速成形 利用离散、堆积成形
16、概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 4（4）传统加工工艺的改造和革新 这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。3
17、 零件的分析3.1 零件的作用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，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是 ，所以都要6.1Ra求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。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。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
18、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。零件上方的 25 孔与操纵机构相连，二下方的 60 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。3.2 零件的工艺分析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。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 5CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置
19、要求。分述如下：1. 以 25mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H7mm 的孔，以及 42mm 的圆柱两端面，其中主要加工表面为 25H7mm 通孔。2. 以 60mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12 的孔，以及 60H12 的两个端面。主要是60H12 的孔。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 62. 铣槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm 的槽的底面，16H11mm 的槽两侧面。3. 以 M221.5 螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M221.5 的螺纹孔，长 32mm 的端面。主要加工表面为 M221.5 螺纹孔。这
20、两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：60 孔端面与 25H7 孔垂直度公差为 0.1mm.。16H11mm 的槽与 25H7 的孔垂直度公差为 0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为模锻和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。4 工艺规程设计4.1 加工工艺过程该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。4.2 确定各表面加工方案影响加工方法的因素 要考虑工厂或车间的实际情
21、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。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 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。 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，桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 7选择加工方法及分几次加工。 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。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在
22、大批量生产时采用拉削加工。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车半精车淬火粗磨。4.3 确定定位基准4.3.1 粗基准的选择从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。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。4.3.2 精基准选择的原则要从保证孔与孔、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
23、基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用大头孔为加工基准。4.4 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 粗、精铣 25 孔上端面。桂林电子科技大学信息
24、科技学院毕业设计（论文）说明书 8工序二 粗、精铣 25 孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰 25 孔。工序四 钻、扩、铰、精铰 60 孔。工序五 粗、精铣 60 孔上端面工序六 粗、精铣 60 孔下端面。工序七 切断。工序八 铣螺纹孔端面。工序九 钻 22 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序十 攻 M221.5 螺纹。工序十一 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十二 粗、半精铣 精铣 16H11 的槽。工序十三 检查。（2）. 工艺路线方案二工序一 粗、钻、扩、铰、精铰 25、60 孔工序二 粗、精铣 60、25 孔下端面。工序三 粗、精铣 25 孔上端面工序四 粗、精铣 60 孔上端面工序五 切
25、断。工序六 铣螺纹孔端面。工序七 钻 22 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序八 攻 M221.5 螺纹。工序九 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十 粗铣 半精铣 精铣 16H11 的槽。工序十一 检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铣平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工要求，效率不高，但同时钻两个孔，对设桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 9备有一定要求。且看另一个方案。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。（4）. 工艺路线方案三工序一 以 42 外圆
26、为粗基准，粗铣 25 孔下端面。工序二 精铣 25 孔上下端面。工序三 以 25 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 25 孔,孔的精度达到 IT7。工序四 以 25 孔为精基准，粗铣 60 孔上下端面。工序五 以 25 孔为精基准，精铣 60 孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.1。工序六 以 25 孔为精基准，钻、镗、铰 60 孔，保证空的精度达到IT8。工序七 以 25 孔为精基准，铣螺纹孔端面。工序八 以 25 孔为精基准，钻 20 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序九 以 25 孔为精基准，钻一个 20 孔，攻 M221.5 螺纹。工序十 以 25 孔为精基准，铣槽端面。工序
27、十一 以 25 孔为精基准，铣 16H11 的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是 0.08。工序十二 两件铣断工序十三 检查。（3）. 工艺路线方案四工序一 粗、精铣 25 孔上端面。工序二 粗、精铣 25 孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰 25 孔。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 10工序四 钻、扩、铰、精铰 60 孔。工序五 粗、精铣 60 孔上端面工序六 粗、精铣 60 孔下端面。工序七 铣螺纹孔端面。工序八 钻 22 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序九 攻 M221.5 螺纹。工序十 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面。工序十一 粗、半精铣 精铣 16H11 的槽。工序十
28、二 切断。工序十三 检查。此方案仍有先钻孔再铣平面的不足，所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整） 。多次加工60、25 孔是精度要求所致。4.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140 车床拨叉” ；零件材料为 HT200，硬度 190210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，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）.外圆表面（42）考虑其零件外
29、圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。（2）. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（25，60 端面） 。查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2.126，取桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 1125，60 端面长度余量均为 2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 2mm半精铣 0.7mm（3）. 内孔（60 已铸成 50 的孔）查工艺手册表 2.22.5，为了节省材料，取 60 孔已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔半径为 50mm。工序尺寸加工余量：钻孔 5mm扩孔 0.5mm铰孔 0.1mm精铰 0mm同上，
30、零件 25 的孔也已铸出 15 的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至 23 余量为 8mm扩孔钻 1.8 mm粗铰孔 0.14 mm精铰孔 0.06 mm（4）. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线 47mm 的距离，余量为 3mm。工序尺寸加工余量：粗铣端面 2.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm（5）. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至 25 孔轴线且垂直轴线方向 40mm 的距离，余量为 4 mm桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 12工序尺寸加工余量：粗铣顶面 2.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm （6）. 其他尺寸直接铸造
31、得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。4.6 确立切削用量及基本工时工序一 以 42 外圆为粗基准，粗铣 25 孔上下端面。（1）. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铣 25 孔上下端面。机床：X6132 卧式铣床。刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=60,深度 ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角 o0后角 o15，副后角 o=10，刀齿斜角 s=15,主刃
32、 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽 b=1.5mm。（2）. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为 10kw。查切削手册f=0.080.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械切削用量手册表 8，寿命 T=180min桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 134）计算切削速度 按2表 14，V=1.84n=7.32=6.44fV5）计算基本工时tmL/ V f=(90+36)/6.44=6.99min。工序二 精铣 25
33、孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铣 25 上下端面。机床： X6132 卧式铣床。刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 ae=60,深度 ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角 o5后角 o8，副后角 o=8，刀齿斜角 s=10,主刃 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副刃 Kr=5过渡刃宽b=1mm。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 每齿进给量 机床功
34、率为 7.5kw。查切削手册表 5 f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量 f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 8，寿命 T=180min4） 计算切削速度 按切削手册表 14，查得 V f6.44mm/s， 5） 计算基本工时桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 14tmL+18 2/ Vf=(2+18 2)/6.44=4.9min。工序三 以 25 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 25 孔，孔的精度达到IT7。1. 选择钻床及钻头 选择 Z5125A 钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=23mm，钻头采用双头刃磨法，2.
35、选择切削用量（1）决定进给量由 do=23mm,查2表 5 按钻头 rmf/7.04.按机床强度查1表 10.1-2 选择 rmf/8.1056.最终决定选择机床已有的进给量 rf/48.（2）耐用度查2表 9T=4500s=75min（3）切削速度查1表 10.1-2n=50-2000r/min 取 n=1000r/min. .计算工时 min19.048.021nfLtm由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻：选高速钢扩孔钻 in/10rnrmf/8.07md8.240m2.75.082nfLtm铰孔：选高速钢铰刀 i/rrf/6.2
36、319.0n.13.3ftm桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 15精铰：选高速钢铰刀 min/10rnrmf/6.2317250Hd7.3.12804nfLtmi45mttT工序四 以 25 孔为精基准，钻、粗镗、 精镗 60 孔，保证孔的精度达到IT7。1. 选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=55mm，钻头采用双头刃磨法。选择 Z5163A 钻床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r. 2.选择切削用量（1）决定进给量查2表 5 钻头进给量 rmf/2.10按钻头强度选择 按机床强度选择rf/.1 rmf/9.0最终决定选择 Z5163A
37、 机床已有的进给量 f/8.（2）计算工时选择 n=600r/min 所以 in07.6/)231(mt.选择镗刀选择高速钢镗刀， 粗镗时 do=59.9mm选择卧式镗床 T68,粗镗时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r精镗时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 粗铣 半精铣 精铣槽 16H11 的端面1. 选择机床刀具选择立式铣床 X53K 硬质合金钢 Yab 端铣刀 60pa2. 切削用量查 2 表 5 f=0.140.24mm/rT=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min min/4.6
38、Vf2. 计算工时桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 16s19.4.6231nfLtm半精铣02ft23s8tTm1工序六 精铣槽 16H11本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽 16H11，槽深 8H12，槽两侧面粗糙度为 2.2，槽底面粗糙度为 6.3。1. 选择机床及刀具机床 x61W 型万能铣床刀具 错齿三面刃铣刀铣槽 do=16mm 查1表 8国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数 z=242. 计算切削用量由1表 9.41 和3查得 走刀量 f=0.67 mm/r铣刀磨钝标准和耐用度由
39、1表 9.46 查得 磨钝标准为 0.20.3表 9.47 查得 耐用度为 T=150min 切削速度由1 式 2.2vPuwYfXpmqVkzaTdCVv0v查表 9.48 得其中：修正系数 .1v40V2q.0vXm=0.5.vY5u1pmzfaf 8267.6wa8代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （1） 确定机床主轴速度桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 17min/5.390/.610rsrdwvns 由3 按机床选取主轴转速为 6.33 r/s所以 实际切削速度为 in/2.196/27.310sdnvw3. 计算切削工时zaylLTffm.工
40、序七 铣螺纹孔顶面1. 选择机床及刀具机床：X53K 立式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2） 刀具耐用度查2表 寿命 T=180min。 3） 计算切削速度查2得 V c0.38mm/s，n=1.53r/min,V f=1.42mm/ss16.20.85nfLtm桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 185 铣拔叉叉口侧面铣床夹具设计设计工序：铣拔叉叉口侧面铣床夹具5.1 问题的提出本夹具要用于铣拔叉叉口侧面铣床夹具精度等级为 IT12 级，粗糙度为6.3。本道工序
41、只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证槽的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。5.2 夹具设计5.2.1 定位基准的选择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。25
42、 的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 25 孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 25 孔的端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 195.2.2 切削力和夹紧力计算（1）刀具： 高速钢错齿三面刃铣刀 160mm z=24机床： x61W 型万能铣床由3 所列公式 得FVzwqueyXpFndafC0查表 9.48 得其中： 修正系数 0.1vk3F83.FFXz=24 65.0yuPa0Fw代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须
43、把安全系数考虑在内。安全系数 K= 4321K其中： 为基本安全系数 1.5为加工性质系数 1.12为刀具钝化系数 1.13为断续切削系数 1.14K所以 NF7.15（2）夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKf21其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 25.01fF= +G G 为工件自重zPNfN4.3521夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级MPaB06MPaBs801螺钉疲劳极限： B9263.2.1极限应力幅： kma751li桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 20许用应力幅： MPaSa3.17lim螺钉的强度校核：螺钉的许
44、用切应力为 ss=2.54 取s=4得 Pa120满足要求8.24cHdFMNc53.1经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力5.2.3 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一定位销，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
45、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。5.2.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 21构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精镗切削余量小，切削力小，所以一般
46、的手动夹紧就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。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。6 铣 M22X1.5 端面夹具设计6.1 研究原始质料利用本夹具主要用来粗、精铣 M22X1.5 端面夹具设计 ，在铣时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。6.2 定位基准的选择由零件图可知：在对槽进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工， 25 孔209H进行了钻、扩、铰加工， 60 进行了粗、精镗加工。因此，定位、夹紧方案有：209H方案：选底平面、工艺孔和大头孔定位，即一面、心轴和棱形销定位，夹紧方式选
47、用螺母在心轴上夹紧。桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计（论文）说明书 22方案：选一面两销定位方式， 25 工艺孔用短圆柱销， 60 棱形销定位，209H209H夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。分析比较上面二种方案：方案中的心轴夹紧、定位是不正确的， 25 孔端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。通过比较分析只有方案满足要求，孔 60 其加工与孔 25 的轴线间有尺209209寸公差，选择小头孔和大头孔来定位，从而保证其尺寸公差要求。铣时其对孔 25 的中心线有对称度以及槽两边的平行度要求。为了使定位209H误差达到要求的范围之内，采用一面两销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即为拨叉底平面；两销为 25 的短圆柱销和 60 的棱形销。209H209H6.3 切削力及夹紧分析计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 01501顶 刃 0n侧 刃 601530rK4Dm6d2.5Lm2Z.8/famzap.2由参考文献55 表 129 可得铣削切削力的计算公式：0.8.10.5pzFafBzn有： 8.1.10.13254836.2()N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理论夹紧力。最
