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1、目 录 1、前言1 2、设计目的1 3、零件分析1 4、零件的工艺规程设计2 5、工艺路线的拟定2 6、工件的加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的计算3 7、确定各工序的切削用量、基本工时及辅助工时48、夹具设计10 9、小结11 10、参考文献 12 11、附图1 13前 言通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中，我小
2、组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点。一、设计的目的：机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备
3、设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。二、零件分析：1、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。2、零件的工艺分析拨叉C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
4、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。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。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
5、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。4、毛坯的选择拨叉C毛坯选择金属行浇铸，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。因其年产量是10000件，查机械加工工艺手册表2.1-3，生产类型为中批量生产（见附图图2）。三、零件的工艺规程设计：（一）基准的选择根据对零件（设计图图1）的分析，以下是所选择的基准：1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以40mm的外圆表面的粗基准。2、精基准的选择：为保证定位基准和工序基
6、准重合，以零件的A面为精基准。（二）确定各表面的加工方案1、零件左端面和内花键孔的加工这里采用C3163-1转塔车床，由于本车床用于各种车削工作，如车削内外圆柱面、端面、钻孔、铰孔、切槽、切断及成形表面的车削，均可在一次装卡中完成全部或大部分工作，有着显著的高效率特点，并可实现零部件的粗车、半精车和精车一次调整加工完毕。因此，可一次性实现切削左端面和内花键孔。（1）加工内花键前的预制孔加工查机械加工工艺手册表2.3-47，由于预制孔的精度为H12，所以确定预制孔的加工方案为：一次性钻孔，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。（2）左端面可同时在车床
7、加工加工方案为：粗车，精车。2、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。3、上端面的加工查机械加工工艺手册表2.1-12可以确定，上端面的加工方案为：粗铣精铣，粗糙度为 6.3-0.8。4、底槽的加工加工方案为：粗、精铣。5、2-M8螺纹孔的加工加工方案为：钻，攻丝。四、工艺路线的拟定：（一）加工工序的合理组合：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。根据工序的分散和集中的原则，以及各自的特点，并结合工件的工序数目少，工件装、夹次数少，因此可以把某些加工采用集中的原则
8、加工（车左端面和钻扩孔），其他分散加工。（二）加工工艺方案比较：工序号方案一方案二工序内容定位基准工序内容定位基准010车左端面右端面和侧面车左端面钻预制孔、倒角40mm的外圆表面020钻预制孔倒角左端面和侧面拉内花键 25H7已加工预制孔和左端面030拉内花键 25H7已加工预制孔和左端面粗、精铣18H11底槽内花键孔040粗、精铣18H11底槽内花键孔粗、精铣上端面内花键孔050粗、精铣上端面内花键孔钻2-M8通孔，攻丝内花键孔060钻2-M8通孔，攻丝内花键孔去毛刺，清洗070去毛刺，清洗检验080检验比较这两种方案，方案一采用了分散的原则，增加了工序，定位基准的较分散，因此在后续的加工
9、中累积的误差比较大。方案二采用的是集中加工原则，定位基准集中，则加工的累积误差较小，因此相比于方案一更好。所以选择方案二。机械加工工艺过程卡参看附表11。五、工件的加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的计算：（一）确定各个加工表面的加工余量：根据方案二的加工工序的顺序，通过相应的手册查询和分析，确定相对应的加工余量如下：1、 左端面的加工余量根据金属机械加工工艺设计手册表3-4毛坯采用金属型铸造，则公差等级为CT9，又有表3-6得出机械加工余量等级F级，从表3-3查得铸件尺寸公差为2.2mm，从表3-2查出铸件机械加工余量为1mm。单边余量计算公式如下：R=F+RMA+CT/2=80+1+2.2/2=
10、82.2mmR毛坯基本尺寸F最终加工后尺寸RMA机械加工余量CT铸件公差 工件毛坯尺寸具体见毛坯图（设计图图2）。2、 花键底孔的加工余量根据金属机械加工工艺设计手册表4-14得出：在实体材料上加工孔，一次性钻孔，孔的公差等级可以达到12级，符合22H12的要求。再根据金属机械加工工艺设计手册表4-22查出拉键槽加工余量为f=0.4mm，即预制孔加工到21.2mm，一次性拉削到设计要求25H7。3、 底槽18H11（）的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，又由刀具选择可得其极限偏差为：粗加工为，精加工
11、为。粗铣两边工序尺寸为：18-2.0=16.0mm；粗铣后毛坯最大尺寸为：16+0.11=16.11mm；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、 螺纹2-M8的加工余量参照金属机械加工工艺设计手册表4-41攻螺纹及装配前的钻孔直径，可以查得：钻孔6.7mm，后攻2-M8螺纹孔。六、确定各工序的切削用量、基本工时及辅助工时工序一：车左端面、一次钻预制孔机床：C3163-1转塔车床（一） 车左端面已知毛坯基本尺寸为82.2mm，加工余量为2.2mm，通过粗、精车足够保证表面质量。(1) 粗加工计算1）进给量的计算根据切
12、削用量简明手册（第三版）表1.4查出车外圆和端面时的进给量，由于要求Ra=3.2,取刀尖圆弧半径R=2.0mm，则进给量f=0.60-0.80mm/。按C3163-1车床说明书(见说明书附图1)：取f=0.6mm/n。由于存在间歇加工,所以进给量乘以k=0.750.85 ,因此实际进给量为： f=0.60.8=0.48 mm/按C3163-1车床说明书,取f0.532）计算切削速度 按切削简明手册表1.27 ，切削速度的计算公式（寿命选T=60min）,以及刀具材料选YG6 ，则： V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 ， xv=0.15 ， yv=0.4 ，ap=2
13、, m=0.2；修正系数Ko见切削手册表1.28有：kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81,则切削速度为：Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.86(m/min)3）确定机床主轴转速 =1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书取：230rmin（2）精车加工的计算已知粗加工余量为0.5mm，因此根据切削用量简明手册表1.6，进给量f=0.15-0.25mm/r；按C3163-1车床说明书取 f=0.16mm/r,则同理有公式一样，系数一样，带入数据有切削速度为：V=83.85m/min；机床主轴转速为：按C3163-1车床说明书，取则实际切削速度为V=57.1m/min(3)基本工时计算粗加工的工时为：；精加工的工时为：同理有，。（二） 一次性钻预制孔刀具：查实用机械加工工艺手册表10-175，选高速钢直柄麻花钻，钻预制孔到21.2mm，所以。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3.1-36，取所以实际切削速度： 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：（三） 辅助工时计算参照机械
