机械制造工艺学课程设计
说明书
题 目：设计CA6140车床拨叉（831005）零件机械加工工艺规程工艺备装（年产量4000件）
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：2013 年 X月 X 日
目 录
零件工艺性分析 1
11零件作 1
12零件工艺分析 1
二机械加工工艺规程设计 2
21确定毛坯制造形成 2
22基准选择 2
221粗基准选择 2
222精基准选择 2
23制定工艺路线 2
231工艺路线方案 3
232工艺路线方案二 3
三机械加工余量工序尺寸毛皮尺寸确定 4
31毛坯余量尺寸确定 4
32确定工序 4
四夹具设计 12
41提出问题 12
42设计思想 13
43夹具设计 13
431定位分析 14
432切削力夹紧力切屑量切屑速度计算 14
433夹具操作说明 15
五体会 15
六．参考文献 16
零件工艺性分析
11零件作
题目定零件CA6140拨叉位车床变速机构中起换档轴回转运动工作者求进行工作宽度18+00120mm槽尺寸精度求高拨叉拔动滑移齿轮时果槽尺寸精度高间隙时滑移齿轮高位置精度宽度18+00120mm槽滑
移齿轮配合精度求高
12零件工艺分析
该拨叉全部技术求列表
项目
公差等级
偏差（mm）
粗糙度
定位基准
Ø25六齿方花键孔
IT12
+020
0
16
花键孔中心线
Ø22花键底孔
IT12
+020
0
63
花键孔中心线
两端2*150倒角
63
花键孔中心线
尺寸8槽
IT9
+003
0
16
花键孔中心线
尺寸18槽
IT6
+0012
0
32
花键孔中心线
Ø6花键槽宽
IT6
+006
+003
32
花键孔中心线
二机械加工工艺规程设计
21确定毛坯制造形成
零件材料HT200考虑零件工作程中变载荷击性载荷选锻件金属纤维量切断保证零件工作生产纲领中批生产零件尺寸采取模锻成型查金属机械加工工艺员手册表55取等级2级精度底面侧面浇注确定加工表面加工余量3±08mm
22基准选择
221 粗基准选择
保证花键中心线垂直右端面Φ40外圆表面粗基准
222精基准选择
保证定位基准工序基准重合零件低面精基准
23制定工艺路线
制定工艺路线出发点应零件形状尺寸精度位置精度等技术求合理保证生产纲领已确定情况考虑采万性机床配专工卡具量工序集中提高生产率外应考虑济效果便生产成量降
231 工艺路线方案
工序：
1 粗精车端面钻扩花键底孔倒两端15°倒角
2 粗精铣削B面
3 铣削8+0030mm槽
4 铣削18+00120mm槽
5 拉花键
232工艺路线方案二
工序：
1 粗精车端面钻扩花键底孔倒两端15°倒角 Ф40mm圆柱面粗基准选C31631转塔式六角车床三爪卡盘夹具
2 拉花键花键中心线右端面基准
3 铣削槽B面花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
4 铣削8+0030mm槽花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
5 铣削18+00120mm槽花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
方案分析：
述两方案中工艺方案拉花键放道工序方案中234工序难工件进行定位加紧方案二中花键放第道工序边样方案二中345道工序容易工件进行定位加紧花键中心线低面作345道工序定位基准方案定位精度高专夹具结构简单采方案二较合理
三机械加工余量工序尺寸毛皮尺寸确定
零件材料HT200毛坯重量10 kgσb 160MPa HBS根机械加工工艺师手册（简称工艺手册机械工业出版出版社杨叔子编）知生产类型批生产采模锻锻模造毛坯
根述原始资料加工工艺分确定加工表面机械加工余量工序尺寸毛坯尺寸：
31毛坯余量尺寸确定
1 端面加工余量：端面3±08mm加工余量足够铸铁硬质表面层切
2 矩形花键底孔
求矩形花键外径定心采拉削加工孔尺寸Φ22 0+028见零件图参金属机械加工工艺员手册 表359确定孔加工余量分配钻孔Φ20mm扩孔Φ21mm拉花键 花键孔求外径定心：拉削时加工余量参金属机械加工工艺员手册取 2Ζ1mm
3 右端面加工余量
工序分2工步1粗铣右端面 2精铣右端面精加工余量02mm粗铣加工余量28mm
32确定工序
工序 Ⅰ ：车削底面
1．加工条件
工件材料：灰口铸铁HT200 σb145 MPa铸造
加工求：粗半精车A面保证28mm工序尺寸Ra32µm
机床C31631转塔式六角卧式车床
刀具：刀片材料 r 12 ao68 b 10 o05 Kr90 n15
2计算切削量
（1）已知长度方加工余量3±08mm 实际端面加工余量38mm 分二次加工（粗车半精车）长度加工公差IT １２级 取046 mm （入 体方）
（2）进量根切削简明手册（第3版）表14 刀杆尺寸16mm×25mmａｅ≤３mm时工件直径Φ60mm时（凸台B面存直径取Φ60mm）
ƒ0608mmｒ
C３１６３－１ 车床说明书 取ƒ06 mmn
存间歇加工进量k075—085 ：实际进量f06×08048 mmｒ
C３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝053ｍｍ／ｒ
（3）计算切削速度切削简明手册表127 切削速度计算公式（寿命选T60min）
刀具材料YG6
VCv(Tm·ap xv·f yv) ·kv
中：Cv158 xv015 yv04 M02修正系数Ko见切削手册表128
kmv115 kkv08 kkrv08 ksv104 kBV081
∴Vc 158( 6002·2015·053 04) ·115·08·08·081·097
469(mmin)
（4）确定机床轴转速 ns1000vcdw2298（rmin）
C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝200 r／min
实际切削速度V408mmin
（5）切削工时工艺手册表621
铸造毛坯表面粗糙存硬皮切硬皮表层道工步做准备
Tm(L+L1+L2+L3)nw x f033（min） L(650)2325 L13L20L30
工序II 精车底面
1) 已知粗加工余量05mm
2) 进量f 根切削量简明手册表16 f015－025mmr C３１６３－１ 车床说明书 ｆ＝016 mmr
计算切削速度 切削量简明手册表127切削速度计算公式（寿命选T60min）
VCv(Tm·ap xv·f yv) ·kv
158( 6002·2015·016 04) ·115·08·08·081·097
8385(mmin)
3) 确定机床轴转速 nw1000vc dw 4108（rmin）C3163－１ 车床说明书 取nw400（rmin）
实际切削速度V571mmin
4) 切削工时查工艺手册表621
Tm(L+L1+L2+L3)nwxf225400x016035（min）
道工序钻孔留Ø20mm台阶L(6520)2225 mm L13L20 L30
工序III 钻花键孔
钻头选择：见切削量简明手册表22
钻头形状（表21表22）：双锥修磨具刃钻头参数：
ｄ＝Ф20ｍｍ β30°2Φ118°2Φ70°bε35mm ao12°
Ψ55°b2mm4mm
根切削量简明手册表29确定f048
ａ机床进强度决定进量：根表29 σb＝210MPa
ｄ0＝205mm 确定f075
C31631 车床说明书 取 f062mmn
ｂ 决定钻头磨钝标准寿命 表221do20mm钻头磨损量取06 寿命T45min
ｃ切削速度 切削量简明手册表215 Ｖ21mmin
n1000VD3344 机床技术资料3344接280nm400nmin 取280nmin
取n280mmin 实际Ｖ17 mmin
ｄ 基工时TmLnf(80+10)280x062032 (min)
入切量超切量表229 查出Ψ+△10mm
TmLnf(80+10)280x062032 (min)
工序IV 扩花键孔
刀具直径do21mm刀具参数
两孔直径相差节省停车调换走刀量等辅助时间nf变Tm Tm032
倒角刀具15°锪钻两孔直径相差表面粗度求高手动进
工序V 车倒角
刀具：专刀具工步专刀具手动进
检验机床功率 切削量简明手册表 12４
查出 σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤28ｍｍ ｆ≤06ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝34kw
C３１６３－１ 车床说明书 电机功率Ｐ＝11ｋｗ
见ＰｃＰ机床功率足够切削量符合求
钻削功率检验切削量简明手册表 221
ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝064 ｍｍ
查转矩Ｍ＝618 NM
切削量简明手册表表232 功率公式
ＰC＝McVc30do618x1730x21167km
C３１６３－１ 车床说明书 电机功率Ｐ＝11ｋｗ
见ＰCＰ机床功率足够切削量符合
工序VI 拉花键孔
单面齿升：根关手册确定拉花键孔时花键拉刀单面齿
006mm
拉削速度 v006ms(36mmin)
切削工时 tZblηk1000vfzZ
式中： Zb 单面余量15mm(Φ21mm拉削Φ25mm)
L 拉削表面长度80mm
η 考虑校准部分长度系数取12
k 考虑机床返回行程系数取14
v 拉削速度（mmin）
fz 拉刀单面齿升
Z 拉刀时工作齿数Zlp
P 拉刀齿距
P(12515)sqrt80135sqrt8012mm
∴拉刀时工作齿数zlp8012≈7
∴工时 Tm15×80×12×141000×36×006×7013(min)
工序VII 粗铣右端面
加工求：粗铣B面精铣B面Ra32ｕｍ
标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm
机床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm
1) 选择刀具
根切削量简明手册表31 铣削宽度ae≤5mm时直径do50mm 齿数Ｚ＝８采标准镶齿圆柱铣刀
铣刀参数（表32）rn10°ao16°
2) 切削量
留精铣加工余量02道工步切削宽度ac＝28±08ｍｍ加工表面精度求Ra32 um根表35转进量ｆ＝05～１mmr满足求考虑Ｘ62W功率75kw机床中等系统刚度Ｘ62W铣床说明书 转进量ｆ＝06mmr
3) 选择刀具磨钝标准刀具寿命根切削量简明手册表37铣刀刀齿刀面磨损量06镶齿铣刀do50mm 刀具寿命 T120min（表38）
4) 决定切削速度Vc根切削量简明手册表39确定
Z8 aP4070mm ac28±08ｍｍ fzfz007501mmz
Vc(Cvdoqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv20qv07Xv03yv02uv05pv03m025Km112
Ksv08KTv082KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)237(mmin) n1000Vd(1000x237)(314x50)151rmin 根X62W型铣床说明书选n160rmin
Vc314nd1000(160x314x50)1000251mmin Vfnf160x0696mmmin
选Vf80mmmin 实际fzVf(nxz)00625mmz
5) 机床功率：根切削量简明手册表320 Vc71mmin ae28mm ap41mm fz008 Kmpc14kw
切削功率修正系数：
Pct＜08
根X62W型铣床说明书机床轴允许功率
Pcm75×075563kw Pcc＜Pcm 决定切削量采 ae28mm Vf80mminn160rmin Vc251mmin fz00625mmmz
6) 基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(28+14)800525（min） L1+△14mm
工序VIII 精铣右端面
1）选择刀具
刀具道工步刀
2）切削量
精铣加工余量02道工步切削宽度
ae＝02mmｆ＝06
3）决定切削速度Vc根切削量简明手册表39确定
ac02mm Vc(Cvdoqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)331mmin
n1000Vd(1000x331)(314x50)211rmin根X62W型铣床说明书选n210rmin
Vfnf210x06126mmminVF125mmmin fzVf(nxz)0074mmZ
4）基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(28+14)1250336（min） L1+△14mm
工序IX 铣削8+0030mm槽
加工工件尺寸：8+0030mm 长度L40mm
加工求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 乳化液冷
机床：X62W
1) 选择刀具：加工尺寸公差003 铣刀精度精密级K8
铣刀参数：L8mm D63 d22 d134 ro15°
ao12°an6°Z16
2) 选择切削量
槽深度8mm 次走完ae8mm ap8mm
切削量简明手册表33 确定f01503mmr 现取f03mmr fz03160018mmz
3) 选择铣刀磨钝标准刀具寿命：根切削量简明手册表37磨损量05 表38确定刀具寿命：T100min中
4) 决定切削速度Vc齿进量Vf切削量简明手册327公式
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv25qv02Xv01yv02uv05pv01m025Km112Ksv08KTv082
KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv 8286mmin
n1000×Vcdo1000×8286314×6341887rmin
根X62W型铣床说明书选nc375rmin
实际速度Vcdonc1000742mmin
选Vfcncf375X031125mmmin 根X62W型铣床说明书选选Vf110mmmin
fzc110375×160018mmz
5) 机床功率：根切削量简明手册表328 公式
圆周力 fc(CFapxffzyFaeVFZdoaFnWF)KFC KTV090 KMFC094
表28 CF30XF10yF065UF083WF0qF083KFC128
Fc(CFapxffzyFaeVFZdoqFnWF)KFC30 X 8 X 0018 X 8 63 X 375 5056 N
MFCdo2×103159N•M
PcFcVc1000118km 根X62W型铣床说明书功率足够
6) 基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(40+14)110049（min） L1+△14mm
工序X 铣宽180+012mm槽
加工求：乳化液冷加工工件尺寸宽180+012mm长L40mm加工余量23mm
工步设计尺寸精度求高铣削加工难达尺寸精度求留道公序磨削加工余量分两步走ae23ap10mm
1) 选择刀具
铣刀参数：L10 D100mm d30mm ro15°
ao12°an6°Z24
2) 选择铣削量
槽宽度18mm 二次走完ae23mm ap10mm
切削量简明手册表33 确定f05mmr 现取f08mmr fz0524002mmz
3）选择铣刀磨钝标准刀具寿命：根切削量简明手册表37磨损量05 表38确定刀具寿命：T100min中
4）确定切削速度Vc齿进量：决定切削速度Vc齿进量Vf切削量简明手册327公式
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv25qv02Xv01yv02uv05pv01m025Km112
Ksv08KTv082
KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv 986mmin
n1000×Vcdo1000×986314×100314rmin
根X62W型铣床说明书选nc300rmin
实际速度Vcdonc1000942mmin
选Vfcncf300X05150mmmin 根X62W型铣床说明书选选Vf150mmmin
fzc150300×240020mmz
5）基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)•iVf(40+20)X215008（min） L1+△20mm i2(走两次)
工序XI 磨18mm槽
保证尺寸18mm
1) 选择砂轮
见切削手册第三章中磨料选择表结果
GZ46KV6P350×40×127含义：磨轮磨料棕刚玉防止粒度磨轮堵塞选粒度46#硬度软2级 型砂轮尺寸16×6×40（D×d×H）
2) 切削量选择砂轮转速n砂3000rmin(见机床说明书)
v砂25ms
进量f50mmmin 双单行程 fr0015mm
3) 切削工时加工1表面时
Tm(L+y+△)••i K5031min
工序切削工时定额计算结果连加工数起填入机械加工工艺卡片中
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
I
粗车端面
卧式车床
车刀
游标卡尺
II
精车端面
卧式车床
车刀
游标卡尺
III
钻花键孔
立式钻床
钻刀
游标卡尺
IV
扩花键孔
立式钻床
钻刀
游标卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
卧室车床
车刀
游标卡尺
VI
拉六齿方型花键
立式拉床
拉刀
游标卡尺
VII
粗铣右端面
立式铣床
铣刀
游标卡尺
VIII
精铣右端面
立式铣床
铣刀
游标卡尺
IX
铣80003mm槽
立式铣床
铣刀
量块
X
铣180012mm槽
立式铣床
铣刀
量块
XI
磨宽180012mm槽
磨床
砂轮
量块
四 夹具设计
夹具种够工件定技术求准确定位牢固夹紧工艺装备广泛运机械加工检测装配等整工艺程中现代化机械仪器制造业中提高加工精度生产率降低制造成直生产厂家追求目标正确设计合理夹具保证加工质量提高生产率降低生产成重技术环节时扩种机床范围必少重手段
41提出问题
（1）样限制零件度V形块加面限制5度定位销限制1度
（2）样夹紧设计夹具螺旋夹紧配合V形块夹紧工件
（3）设计夹具样排削次加工利拉刀拉削通底面排削
（4）样夹具合理便装卸
42设计思想
设计必须保证零件加工精度保证夹具操作方便夹紧安全合理装卸空间注意机构密封防尘作设计夹具完全符合求
夹具φ6孔进行加工孔尺寸精度求H7表面粗糙度Ra32刀具高速钢直齿三面刃铣刀工件进行加工考虑提高劳动生产率降低劳动强度采次拉削完成
43夹具设计
零件半部分圆柱型根特点采V型块面夹具定位
431定位分析
（1）定位基准选择
夹具手册知定位基准应工序基准重合工件道工序中应量采定位基准进行加工宽6 +003+006mm槽设计基准花键孔中心线工件右加工表面定位基准选工件加工右端面花键心轴中心线定位基准
（2）定位误差分析
定位元件尺寸公差确定夹具定位元件V形块定位块该定位元件定位基准孔轴线基准重合△B0存间隙定位基准会发生相位置变化存基准位移误差
△Y0707δd0707×0025mm00177mm
432切削力夹紧力切屑量切屑速度计算
1进量：该工序通次走刀完成花键槽拉削加工加工方法特殊性刀具选择特殊性吃刀量暂选择选择合适切削速度进量根机床刚度刀具尺寸工序需次走刀完成求机械加工求加工总深度Z76mm总走刀次数1次
2切屑速度：
根关手册确定拉花键孔时花键拉刀单面齿006mm拉削速度 v006ms(36mmin)
切削工时 tZblηk1000vfzZ
式中： Zb 单面余量15mm(Φ21mm拉削Φ25mm)
L 拉削表面长度80mm
η 考虑校准部分长度系数取12
k 考虑机床返回行程系数取14
v 拉削速度（mmin）
fz 拉刀单面齿升
Z 拉刀时工作齿数Zlp
P 拉刀齿距
P(12515)sqrt80135sqrt8012mm
∴拉刀时工作齿数zlp8012≈7
∴工时 Tm15×80×12×141000×36×006×7013(min)
3 切削力夹紧力计算
刀具：花键拉刀
切削力：工序拉刀垂直拉切削力方底面三支承钉够保证强度刚度精确加工保证加工精度支承钉够保证处算切削力
切削力夹紧力方垂直面定位
FjKFL＼(H+L)25*250*2446+24214N
夹紧力计算：切削力夹紧力方致夹紧力定位较夹紧力防止工件加工程中产生振动转动
433夹具操作说明
前述设计夹具时应该注意提高劳动率螺母夹紧时采开口垫圈便装卸
五体会展
期两周夹具课程设计已接尾声回顾整程组五名学老师指导取喜成绩课程设计作机械制造工艺学机床夹具设计课程重环节理实践更加接加深理知识理解强化生产实中感性认识钻模板钻套选择设计设计采快换钻套手动螺旋快速加紧机构提高钻扩绞孔频繁换钻套生产效率夹具加工精度采普通级充分考虑制造成缺点设计操作需力生产动化方面改进
通次课程设计学理生产实践相结合解决问题分析问题力初步培养外搞毕业设计走工作岗位进行次综合训练
次课程设计历两阶段：第阶段机械加工工艺规程设计第二阶段专夹具设计第阶段运基准选择切削量选择计算机床选时间定额计算等方面知识夹具设计阶段运工件定位夹紧机构零件结构设计等方面知识
通次设计基掌握零件加工程分析工艺文件编制专夹具设计方法步骤等学会查相关手册选择工艺装备等等
总说次设计基理综合运正确解决实际问题等方面次较训练提高思考解决问题创新设计力设计工作较基础
力限设计中许足处恳请位老师学批评指正
六．参考文献
1朱淑萍编 机械加工工艺装备北京：机械工业出版社1999
2李益民编机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社1994
3孙绪熊万武编机械加工余量手册北京：国防工业出版社1999
4机床夹具设计手册北京：中国科学技术出版社
5赵家齐编机械制造工艺学课程设计指导书北京机械工业出版社2000
6田春霞编数控加工工艺北京：机械工业出版社2006
7吴拓方琼珊编 机械制造工艺机床夹具课程设计指导书北京：机械工业出版社2005
8黄云清编公差配合测量技术北京：机械工业出版社2001
9梁炳文编机械加工工艺窍门精选北京：机械工业出版社2001
10杨峻峰编机床夹具清华学出版社2005
机械加工工艺卡片
辽宁工程技术学
机械加工工艺程卡片
产品型号
零件图号
831005
产品名称
零件名称
拨叉
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材料牌号
HT200
毛坯种类
锻件
毛坯外形尺寸
坏件数
1
台件数
备注
工序号
工序名称
工序容
车间
工段
设备
工艺装备
工序时间
准终
单件
Ⅰ
粗车端面
转塔式六角车床
90度车刀游标卡尺
Ⅱ
精车端面
转塔式六角车床
Ф20中心钻游标卡尺
Ⅲ
钻花键孔
立式钻床
Ф20中心钻游标卡尺
描图
Ⅳ
扩花键孔
立式扩床
Ф21扩孔钻游标卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
转塔式六角车床
45度偏刀游标卡尺
Ⅵ
拉六齿方型花键
立式拉床
高速钢拉刀
描校
Ⅶ
粗铣右端面
X62W铣床
高速钢面铣刀量块
Ⅷ
精铣右端面
X62W铣床
高速钢面铣刀量块
Ⅸ
铣80003mm槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块
X
铣180012mm槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块
底图号
XI
磨宽180012mm槽
磨床
量块
装订号
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
辽宁工程
技术学
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
831005
产品名称
零件名称
拨叉
1页
第1页
车间
工序号
工序名
材料牌号
VI
拉六齿方型花键
HT200
毛坯种类
毛坯外形尺寸
毛坯制件数
台件数
锻件
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
时加工件数
拉床
L515A
1
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时s
准终
单件
0
3335
工步号
工步容
工艺装备
轴转速
r·s1
切削速度
m·min1
进量
fz(mmz)
背吃刀
量㎜
进
次数
工步工时s
机动
辅助
描图
1
拉六齿方型花键
高速钢拉刀游标卡尺
36
006
1
2778
2
描校
3
4
底图号
5
装订号
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
附件图纸
零件图
毛坯图
夹具体
装配图
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机械制造工艺学课程设计
说明书
题 目：设计CA6140车床拨叉（831005）零件机械加工工艺规程工艺备装（年产量4000件）
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：2013 年 X月 X 日
目 录
零件工艺性分析 1
11零件作 1
12零件工艺分析 1
二机械加工工艺规程设计 2
21确定毛坯制造形成 2
22基准选择 2
221粗基准选择 2
222精基准选择 2
23制定工艺路线 2
231工艺路线方案 3
232工艺路线方案二 3
三机械加工余量工序尺寸毛皮尺寸确定 4
31毛坯余量尺寸确定 4
32确定工序 4
四夹具设计 12
41提出问题 12
42设计思想 13
43夹具设计 13
431定位分析 14
432切削力夹紧力切屑量切屑速度计算 14
433夹具操作说明 15
五体会 15
六．参考文献 16
零件工艺性分析
11零件作
题目定零件CA6140拨叉位车床变速机构中起换档轴回转运动工作者求进行工作宽度18+00120mm槽尺寸精度求高拨叉拔动滑移齿轮时果槽尺寸精度高间隙时滑移齿轮高位置精度宽度18+00120mm槽滑
移齿轮配合精度求高
12零件工艺分析
该拨叉全部技术求列表
项目
公差等级
偏差（mm）
粗糙度
定位基准
Ø25六齿方花键孔
IT12
+020
0
16
花键孔中心线
Ø22花键底孔
IT12
+020
0
63
花键孔中心线
两端2*150倒角
63
花键孔中心线
尺寸8槽
IT9
+003
0
16
花键孔中心线
尺寸18槽
IT6
+0012
0
32
花键孔中心线
Ø6花键槽宽
IT6
+006
+003
32
花键孔中心线
二机械加工工艺规程设计
21确定毛坯制造形成
零件材料HT200考虑零件工作程中变载荷击性载荷选锻件金属纤维量切断保证零件工作生产纲领中批生产零件尺寸采取模锻成型查金属机械加工工艺员手册表55取等级2级精度底面侧面浇注确定加工表面加工余量3±08mm
22基准选择
221 粗基准选择
保证花键中心线垂直右端面Φ40外圆表面粗基准
222精基准选择
保证定位基准工序基准重合零件低面精基准
23制定工艺路线
制定工艺路线出发点应零件形状尺寸精度位置精度等技术求合理保证生产纲领已确定情况考虑采万性机床配专工卡具量工序集中提高生产率外应考虑济效果便生产成量降
231 工艺路线方案
工序：
1 粗精车端面钻扩花键底孔倒两端15°倒角
2 粗精铣削B面
3 铣削8+0030mm槽
4 铣削18+00120mm槽
5 拉花键
232工艺路线方案二
工序：
1 粗精车端面钻扩花键底孔倒两端15°倒角 Ф40mm圆柱面粗基准选C31631转塔式六角车床三爪卡盘夹具
2 拉花键花键中心线右端面基准
3 铣削槽B面花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
4 铣削8+0030mm槽花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
5 铣削18+00120mm槽花键中心线低面基准选X62W卧式铣床加专夹具
方案分析：
述两方案中工艺方案拉花键放道工序方案中234工序难工件进行定位加紧方案二中花键放第道工序边样方案二中345道工序容易工件进行定位加紧花键中心线低面作345道工序定位基准方案定位精度高专夹具结构简单采方案二较合理
三机械加工余量工序尺寸毛皮尺寸确定
零件材料HT200毛坯重量10 kgσb 160MPa HBS根机械加工工艺师手册（简称工艺手册机械工业出版出版社杨叔子编）知生产类型批生产采模锻锻模造毛坯
根述原始资料加工工艺分确定加工表面机械加工余量工序尺寸毛坯尺寸：
31毛坯余量尺寸确定
1 端面加工余量：端面3±08mm加工余量足够铸铁硬质表面层切
2 矩形花键底孔
求矩形花键外径定心采拉削加工孔尺寸Φ22 0+028见零件图参金属机械加工工艺员手册 表359确定孔加工余量分配钻孔Φ20mm扩孔Φ21mm拉花键 花键孔求外径定心：拉削时加工余量参金属机械加工工艺员手册取 2Ζ1mm
3 右端面加工余量
工序分2工步1粗铣右端面 2精铣右端面精加工余量02mm粗铣加工余量28mm
32确定工序
工序 Ⅰ ：车削底面
1．加工条件
工件材料：灰口铸铁HT200 σb145 MPa铸造
加工求：粗半精车A面保证28mm工序尺寸Ra32µm
机床C31631转塔式六角卧式车床
刀具：刀片材料 r 12 ao68 b 10 o05 Kr90 n15
2计算切削量
（1）已知长度方加工余量3±08mm 实际端面加工余量38mm 分二次加工（粗车半精车）长度加工公差IT １２级 取046 mm （入 体方）
（2）进量根切削简明手册（第3版）表14 刀杆尺寸16mm×25mmａｅ≤３mm时工件直径Φ60mm时（凸台B面存直径取Φ60mm）
ƒ0608mmｒ
C３１６３－１ 车床说明书 取ƒ06 mmn
存间歇加工进量k075—085 ：实际进量f06×08048 mmｒ
C３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝053ｍｍ／ｒ
（3）计算切削速度切削简明手册表127 切削速度计算公式（寿命选T60min）
刀具材料YG6
VCv(Tm·ap xv·f yv) ·kv
中：Cv158 xv015 yv04 M02修正系数Ko见切削手册表128
kmv115 kkv08 kkrv08 ksv104 kBV081
∴Vc 158( 6002·2015·053 04) ·115·08·08·081·097
469(mmin)
（4）确定机床轴转速 ns1000vcdw2298（rmin）
C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝200 r／min
实际切削速度V408mmin
（5）切削工时工艺手册表621
铸造毛坯表面粗糙存硬皮切硬皮表层道工步做准备
Tm(L+L1+L2+L3)nw x f033（min） L(650)2325 L13L20L30
工序II 精车底面
1) 已知粗加工余量05mm
2) 进量f 根切削量简明手册表16 f015－025mmr C３１６３－１ 车床说明书 ｆ＝016 mmr
计算切削速度 切削量简明手册表127切削速度计算公式（寿命选T60min）
VCv(Tm·ap xv·f yv) ·kv
158( 6002·2015·016 04) ·115·08·08·081·097
8385(mmin)
3) 确定机床轴转速 nw1000vc dw 4108（rmin）C3163－１ 车床说明书 取nw400（rmin）
实际切削速度V571mmin
4) 切削工时查工艺手册表621
Tm(L+L1+L2+L3)nwxf225400x016035（min）
道工序钻孔留Ø20mm台阶L(6520)2225 mm L13L20 L30
工序III 钻花键孔
钻头选择：见切削量简明手册表22
钻头形状（表21表22）：双锥修磨具刃钻头参数：
ｄ＝Ф20ｍｍ β30°2Φ118°2Φ70°bε35mm ao12°
Ψ55°b2mm4mm
根切削量简明手册表29确定f048
ａ机床进强度决定进量：根表29 σb＝210MPa
ｄ0＝205mm 确定f075
C31631 车床说明书 取 f062mmn
ｂ 决定钻头磨钝标准寿命 表221do20mm钻头磨损量取06 寿命T45min
ｃ切削速度 切削量简明手册表215 Ｖ21mmin
n1000VD3344 机床技术资料3344接280nm400nmin 取280nmin
取n280mmin 实际Ｖ17 mmin
ｄ 基工时TmLnf(80+10)280x062032 (min)
入切量超切量表229 查出Ψ+△10mm
TmLnf(80+10)280x062032 (min)
工序IV 扩花键孔
刀具直径do21mm刀具参数
两孔直径相差节省停车调换走刀量等辅助时间nf变Tm Tm032
倒角刀具15°锪钻两孔直径相差表面粗度求高手动进
工序V 车倒角
刀具：专刀具工步专刀具手动进
检验机床功率 切削量简明手册表 12４
查出 σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤28ｍｍ ｆ≤06ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝34kw
C３１６３－１ 车床说明书 电机功率Ｐ＝11ｋｗ
见ＰｃＰ机床功率足够切削量符合求
钻削功率检验切削量简明手册表 221
ｄｏ＝21 ｍｍ ｆ＝064 ｍｍ
查转矩Ｍ＝618 NM
切削量简明手册表表232 功率公式
ＰC＝McVc30do618x1730x21167km
C３１６３－１ 车床说明书 电机功率Ｐ＝11ｋｗ
见ＰCＰ机床功率足够切削量符合
工序VI 拉花键孔
单面齿升：根关手册确定拉花键孔时花键拉刀单面齿
006mm
拉削速度 v006ms(36mmin)
切削工时 tZblηk1000vfzZ
式中： Zb 单面余量15mm(Φ21mm拉削Φ25mm)
L 拉削表面长度80mm
η 考虑校准部分长度系数取12
k 考虑机床返回行程系数取14
v 拉削速度（mmin）
fz 拉刀单面齿升
Z 拉刀时工作齿数Zlp
P 拉刀齿距
P(12515)sqrt80135sqrt8012mm
∴拉刀时工作齿数zlp8012≈7
∴工时 Tm15×80×12×141000×36×006×7013(min)
工序VII 粗铣右端面
加工求：粗铣B面精铣B面Ra32ｕｍ
标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm
机床 ：Ｘ62W
加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm
1) 选择刀具
根切削量简明手册表31 铣削宽度ae≤5mm时直径do50mm 齿数Ｚ＝８采标准镶齿圆柱铣刀
铣刀参数（表32）rn10°ao16°
2) 切削量
留精铣加工余量02道工步切削宽度ac＝28±08ｍｍ加工表面精度求Ra32 um根表35转进量ｆ＝05～１mmr满足求考虑Ｘ62W功率75kw机床中等系统刚度Ｘ62W铣床说明书 转进量ｆ＝06mmr
3) 选择刀具磨钝标准刀具寿命根切削量简明手册表37铣刀刀齿刀面磨损量06镶齿铣刀do50mm 刀具寿命 T120min（表38）
4) 决定切削速度Vc根切削量简明手册表39确定
Z8 aP4070mm ac28±08ｍｍ fzfz007501mmz
Vc(Cvdoqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
Cv20qv07Xv03yv02uv05pv03m025Km112
Ksv08KTv082KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)237(mmin) n1000Vd(1000x237)(314x50)151rmin 根X62W型铣床说明书选n160rmin
Vc314nd1000(160x314x50)1000251mmin Vfnf160x0696mmmin
选Vf80mmmin 实际fzVf(nxz)00625mmz
5) 机床功率：根切削量简明手册表320 Vc71mmin ae28mm ap41mm fz008 Kmpc14kw
切削功率修正系数：
Pct＜08
根X62W型铣床说明书机床轴允许功率
Pcm75×075563kw Pcc＜Pcm 决定切削量采 ae28mm Vf80mminn160rmin Vc251mmin fz00625mmmz
6) 基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(28+14)800525（min） L1+△14mm
工序VIII 精铣右端面
1）选择刀具
刀具道工步刀
2）切削量
精铣加工余量02道工步切削宽度
ae＝02mmｆ＝06
3）决定切削速度Vc根切削量简明手册表39确定
ac02mm Vc(Cvdoqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)331mmin
n1000Vd(1000x331)(314x50)211rmin根X62W型铣床说明书选n210rmin
Vfnf210x06126mmminVF125mmmin fzVf(nxz)0074mmZ
4）基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(28+14)1250336（min） L1+△14mm
工序IX 铣削8+0030mm槽
加工工件尺寸：8+0030mm 长度L40mm
加工求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 乳化液冷
机床：X62W
1) 选择刀具：加工尺寸公差003 铣刀精度精密级K8
铣刀参数：L8mm D63 d22 d134 ro15°
ao12°an6°Z16
2) 选择切削量
槽深度8mm 次走完ae8mm ap8mm
切削量简明手册表33 确定f01503mmr 现取f03mmr fz03160018mmz
3) 选择铣刀磨钝标准刀具寿命：根切削量简明手册表37磨损量05 表38确定刀具寿命：T100min中
4) 决定切削速度Vc齿进量Vf切削量简明手册327公式
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv25qv02Xv01yv02uv05pv01m025Km112Ksv08KTv082
KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv 8286mmin
n1000×Vcdo1000×8286314×6341887rmin
根X62W型铣床说明书选nc375rmin
实际速度Vcdonc1000742mmin
选Vfcncf375X031125mmmin 根X62W型铣床说明书选选Vf110mmmin
fzc110375×160018mmz
5) 机床功率：根切削量简明手册表328 公式
圆周力 fc(CFapxffzyFaeVFZdoaFnWF)KFC KTV090 KMFC094
表28 CF30XF10yF065UF083WF0qF083KFC128
Fc(CFapxffzyFaeVFZdoqFnWF)KFC30 X 8 X 0018 X 8 63 X 375 5056 N
MFCdo2×103159N•M
PcFcVc1000118km 根X62W型铣床说明书功率足够
6) 基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)Vf(40+14)110049（min） L1+△14mm
工序X 铣宽180+012mm槽
加工求：乳化液冷加工工件尺寸宽180+012mm长L40mm加工余量23mm
工步设计尺寸精度求高铣削加工难达尺寸精度求留道公序磨削加工余量分两步走ae23ap10mm
1) 选择刀具
铣刀参数：L10 D100mm d30mm ro15°
ao12°an6°Z24
2) 选择铣削量
槽宽度18mm 二次走完ae23mm ap10mm
切削量简明手册表33 确定f05mmr 现取f08mmr fz0524002mmz
3）选择铣刀磨钝标准刀具寿命：根切削量简明手册表37磨损量05 表38确定刀具寿命：T100min中
4）确定切削速度Vc齿进量：决定切削速度Vc齿进量Vf切削量简明手册327公式
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv
Cv25qv02Xv01yv02uv05pv01m025Km112
Ksv08KTv082
KvKmxKsvxKTv112x08x082079
Vc(Cvxdoxqv)(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv 986mmin
n1000×Vcdo1000×986314×100314rmin
根X62W型铣床说明书选nc300rmin
实际速度Vcdonc1000942mmin
选Vfcncf300X05150mmmin 根X62W型铣床说明书选选Vf150mmmin
fzc150300×240020mmz
5）基工时基工时根 切削量简明手册表35
Tm(L+L1+△)•iVf(40+20)X215008（min） L1+△20mm i2(走两次)
工序XI 磨18mm槽
保证尺寸18mm
1) 选择砂轮
见切削手册第三章中磨料选择表结果
GZ46KV6P350×40×127含义：磨轮磨料棕刚玉防止粒度磨轮堵塞选粒度46#硬度软2级 型砂轮尺寸16×6×40（D×d×H）
2) 切削量选择砂轮转速n砂3000rmin(见机床说明书)
v砂25ms
进量f50mmmin 双单行程 fr0015mm
3) 切削工时加工1表面时
Tm(L+y+△)••i K5031min
工序切削工时定额计算结果连加工数起填入机械加工工艺卡片中
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
I
粗车端面
卧式车床
车刀
游标卡尺
II
精车端面
卧式车床
车刀
游标卡尺
III
钻花键孔
立式钻床
钻刀
游标卡尺
IV
扩花键孔
立式钻床
钻刀
游标卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
卧室车床
车刀
游标卡尺
VI
拉六齿方型花键
立式拉床
拉刀
游标卡尺
VII
粗铣右端面
立式铣床
铣刀
游标卡尺
VIII
精铣右端面
立式铣床
铣刀
游标卡尺
IX
铣80003mm槽
立式铣床
铣刀
量块
X
铣180012mm槽
立式铣床
铣刀
量块
XI
磨宽180012mm槽
磨床
砂轮
量块
四 夹具设计
夹具种够工件定技术求准确定位牢固夹紧工艺装备广泛运机械加工检测装配等整工艺程中现代化机械仪器制造业中提高加工精度生产率降低制造成直生产厂家追求目标正确设计合理夹具保证加工质量提高生产率降低生产成重技术环节时扩种机床范围必少重手段
41提出问题
（1）样限制零件度V形块加面限制5度定位销限制1度
（2）样夹紧设计夹具螺旋夹紧配合V形块夹紧工件
（3）设计夹具样排削次加工利拉刀拉削通底面排削
（4）样夹具合理便装卸
42设计思想
设计必须保证零件加工精度保证夹具操作方便夹紧安全合理装卸空间注意机构密封防尘作设计夹具完全符合求
夹具φ6孔进行加工孔尺寸精度求H7表面粗糙度Ra32刀具高速钢直齿三面刃铣刀工件进行加工考虑提高劳动生产率降低劳动强度采次拉削完成
43夹具设计
零件半部分圆柱型根特点采V型块面夹具定位
431定位分析
（1）定位基准选择
夹具手册知定位基准应工序基准重合工件道工序中应量采定位基准进行加工宽6 +003+006mm槽设计基准花键孔中心线工件右加工表面定位基准选工件加工右端面花键心轴中心线定位基准
（2）定位误差分析
定位元件尺寸公差确定夹具定位元件V形块定位块该定位元件定位基准孔轴线基准重合△B0存间隙定位基准会发生相位置变化存基准位移误差
△Y0707δd0707×0025mm00177mm
432切削力夹紧力切屑量切屑速度计算
1进量：该工序通次走刀完成花键槽拉削加工加工方法特殊性刀具选择特殊性吃刀量暂选择选择合适切削速度进量根机床刚度刀具尺寸工序需次走刀完成求机械加工求加工总深度Z76mm总走刀次数1次
2切屑速度：
根关手册确定拉花键孔时花键拉刀单面齿006mm拉削速度 v006ms(36mmin)
切削工时 tZblηk1000vfzZ
式中： Zb 单面余量15mm(Φ21mm拉削Φ25mm)
L 拉削表面长度80mm
η 考虑校准部分长度系数取12
k 考虑机床返回行程系数取14
v 拉削速度（mmin）
fz 拉刀单面齿升
Z 拉刀时工作齿数Zlp
P 拉刀齿距
P(12515)sqrt80135sqrt8012mm
∴拉刀时工作齿数zlp8012≈7
∴工时 Tm15×80×12×141000×36×006×7013(min)
3 切削力夹紧力计算
刀具：花键拉刀
切削力：工序拉刀垂直拉切削力方底面三支承钉够保证强度刚度精确加工保证加工精度支承钉够保证处算切削力
切削力夹紧力方垂直面定位
FjKFL＼(H+L)25*250*2446+24214N
夹紧力计算：切削力夹紧力方致夹紧力定位较夹紧力防止工件加工程中产生振动转动
433夹具操作说明
前述设计夹具时应该注意提高劳动率螺母夹紧时采开口垫圈便装卸
五体会展
期两周夹具课程设计已接尾声回顾整程组五名学老师指导取喜成绩课程设计作机械制造工艺学机床夹具设计课程重环节理实践更加接加深理知识理解强化生产实中感性认识钻模板钻套选择设计设计采快换钻套手动螺旋快速加紧机构提高钻扩绞孔频繁换钻套生产效率夹具加工精度采普通级充分考虑制造成缺点设计操作需力生产动化方面改进
通次课程设计学理生产实践相结合解决问题分析问题力初步培养外搞毕业设计走工作岗位进行次综合训练
次课程设计历两阶段：第阶段机械加工工艺规程设计第二阶段专夹具设计第阶段运基准选择切削量选择计算机床选时间定额计算等方面知识夹具设计阶段运工件定位夹紧机构零件结构设计等方面知识
通次设计基掌握零件加工程分析工艺文件编制专夹具设计方法步骤等学会查相关手册选择工艺装备等等
总说次设计基理综合运正确解决实际问题等方面次较训练提高思考解决问题创新设计力设计工作较基础
力限设计中许足处恳请位老师学批评指正
六．参考文献
1朱淑萍编 机械加工工艺装备北京：机械工业出版社1999
2李益民编机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社1994
3孙绪熊万武编机械加工余量手册北京：国防工业出版社1999
4机床夹具设计手册北京：中国科学技术出版社
5赵家齐编机械制造工艺学课程设计指导书北京机械工业出版社2000
6田春霞编数控加工工艺北京：机械工业出版社2006
7吴拓方琼珊编 机械制造工艺机床夹具课程设计指导书北京：机械工业出版社2005
8黄云清编公差配合测量技术北京：机械工业出版社2001
9梁炳文编机械加工工艺窍门精选北京：机械工业出版社2001
10杨峻峰编机床夹具清华学出版社2005
机械加工工艺卡片
辽宁工程技术学
机械加工工艺程卡片
产品型号
零件图号
831005
产品名称
零件名称
拨叉
1页
第1页
材料牌号
HT200
毛坯种类
锻件
毛坯外形尺寸
坏件数
1
台件数
备注
工序号
工序名称
工序容
车间
工段
设备
工艺装备
工序时间
准终
单件
Ⅰ
粗车端面
转塔式六角车床
90度车刀游标卡尺
Ⅱ
精车端面
转塔式六角车床
Ф20中心钻游标卡尺
Ⅲ
钻花键孔
立式钻床
Ф20中心钻游标卡尺
描图
Ⅳ
扩花键孔
立式扩床
Ф21扩孔钻游标卡尺
Ⅴ
倒角2x15°
转塔式六角车床
45度偏刀游标卡尺
Ⅵ
拉六齿方型花键
立式拉床
高速钢拉刀
描校
Ⅶ
粗铣右端面
X62W铣床
高速钢面铣刀量块
Ⅷ
精铣右端面
X62W铣床
高速钢面铣刀量块
Ⅸ
铣80003mm槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块
X
铣180012mm槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块
底图号
XI
磨宽180012mm槽
磨床
量块
装订号
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
辽宁工程
技术学
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
831005
产品名称
零件名称
拨叉
1页
第1页
车间
工序号
工序名
材料牌号
VI
拉六齿方型花键
HT200
毛坯种类
毛坯外形尺寸
毛坯制件数
台件数
锻件
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
时加工件数
拉床
L515A
1
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序工时s
准终
单件
0
3335
工步号
工步容
工艺装备
轴转速
r·s1
切削速度
m·min1
进量
fz(mmz)
背吃刀
量㎜
进
次数
工步工时s
机动
辅助
描图
1
拉六齿方型花键
高速钢拉刀游标卡尺
36
006
1
2778
2
描校
3
4
底图号
5
装订号
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化
（日期）
会签
（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
附件图纸
零件图
毛坯图
夹具体
装配图
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