制造工艺学课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目 设计“CA6140主轴箱831007拨叉”零件的机械加
工工艺及工艺设备
设计者
指导教师
北 京 信 息 科 技 大 学
2010年1月14日
北京信息科技大学
机械制造工艺学课程设计任务书
题目: 设计“CA6140主轴箱831007拨叉”零件的机械加工艺
内容：
2.
6.
规程及工艺装备 零件毛坯合图 1张 机械加工工艺规程卡 1套 3. 零件铣削工序零件3D 图 1张 4. 铣削工序零件数控程序 1份 5. 夹具装配图 1张 课程设计说明书 1份 班级： 学生： 指导教师： 教研室主任： 2010年1月14日 1.
前言
本次机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的. 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练, 因此, 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计让自己对大学的知识有个系统的总结，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
但是由于所学知识欠缺，且不能系统的运用，所以设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
目录
1. 零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2. 确定生产类型.........................................6
3确定毛坯.............................................6
4. 工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„.. „„„7
5. 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定..................11
6. 确定切削用量及时间定额..............................12
7. 夹具设计............................................22
8. 仿真加工„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.. „25 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28
拨叉零件的工艺规程及夹具设计
1、零件的分析
（1）零件的作用
我们组所做的题目是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。零件上的φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55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。
（2）零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，再考虑到零件的表面粗糙度要求及其尺寸精度要求，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
Ф22孔以及与此孔相通的的Ф8锥孔M8螺纹孔 Ф55半圆孔及上、下Ф73圆形台阶
Ф40的圆形平台上端面
Ф73圆孔两端面与Ф22孔中心线的垂直度误差为0.07mm ，Ф40孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm 。
由上面分析可知，可以粗加工Ф40上端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工Ф22圆孔，并且通过钻，扩，铰保证尺寸精度要求，且达到符合的表面粗糙度。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择正确的定位基准，合适的夹具进行
加工。此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
2 确定生产类型
已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
3确定毛坯
（1）确定毛坯种类
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》选用铸件尺寸公差等级CT9级，表面粗糙度为Ra13。
(2) 确定铸件加工余量及形状：
零件的外形加工的只有Ф40圆端面，为减低成本提高效率，且考虑到铸造可直接达到零件表面粗糙度要求，决定将工件毛坯定为如下图所示形状，只在Ф40圆端面留有6.5mm （查《机械加工工艺手册》）的加工余量为方便中间Ф55孔的加工，在铸造时，铸出一个Ф40的通孔，且设立一定的拔模斜度。
简图
4工艺规程设计
制定工艺路线的时候，应在零件毛坯形状的基础上，考虑工件的形状、尺寸精度及其位置精度等技术要求能得到合理的保证。在已经确立生产为中批生产的前提下，可以考虑多采用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率，除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。
工艺路线一：
工序1、以Ф40外圆面为粗基准，粗、精加工上端面，保证凸台高度50；
工序2、以Ф40上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔，保证其公差0—0.021mm ，且粗糙度Ra3.2，孔中心线与端面垂直度0.05mm ；
工序3、以Ф22孔为基准，钻、扩、铰Ф55中心孔，保证尺寸公差0—0.4mm ，孔壁粗糙度Ra3.2；
工序4、钻Ф6孔，攻M8螺纹孔；
工序5、切断；
工序6、以Ф22孔位基准，铣削Ф55上下台阶面，保证与Ф22孔中心线垂直度0.07mm ；
工序7、以M8螺纹孔定转角，Ф22上端面为基准，钻Ф8孔； 工序8、去毛边，检测。
工艺路线二：
工序1、以Ф40外圆面为基准粗铣凸台上端面；
工序2、以加工过的端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔，满足表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差0—0.021mm ；
工序3、以Ф22孔为基准，精铣上端面，保证高度为50，粗糙度Ra3.2；
工序4、以Ф22孔为基准，钻、扩、铰Ф55孔，保证尺寸公差0—0.4，粗糙度Ra3.2；
工序5、以Ф22孔位基准，铣，半精铣Ф73圆形台阶面，保证尺寸公差0—0.5，底面粗糙度Ra3.2，侧面Ra6.3，及其与Ф22孔中心线的垂直度0.07mm ；
工序6、以Ф40外圆为基准，凸台上端面为尺寸基准钻Ф6孔，
攻M8螺纹孔；
工序7、以Ф22孔及其底面为基准钻Ф8孔
工序8、切断；
工序9、去毛边，修理；
工序10、检查。
综合以上两个工艺方案，方案一在与加工工序比较集中，这样比较节省时间便于提高效率，但缺点在于加工时基准精度不够，以至于零件精度难以达到要求。而且切断工序应放在最后。而方案二问题在于加工过于精细，一些精度不高的地方不必要加工太精细，否则浪费时间成本及其效率。综合以上因素，在讨论更改后，调整为如下工艺方案：
工序1、粗铣Ф40凸台上表面；
工序2、以粗铣过的上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔； 工序3、以精加工过的Ф22孔为定位基准，精铣凸台上表面； 工序4、以Ф22孔为定位基准，钻中心孔至尺寸Ф53；
工序5、以Ф22孔为基准锪下表面的Ф73圆形台阶；
工序6、以Ф22孔为定位基准，下表面圆形台阶面为尺寸基准，锪上表面的Ф73圆形台阶面；
工序7、钻Ф55中心孔；
工序8、钻Ф6孔，攻M8螺纹；
工序9、钻Ф8斜孔；
工序10、切断；
工序11、去毛边，检查。
此方案较以上两种方案有较大改进，但是在仔细考虑零件要求及其加工效率后，最终方案如下：
工序1、粗铣Ф40凸台上表面。采用专用夹具，夹紧Ф40外轮廓，以底面为基准，才用x62w 铣床铣削；
工序2、以粗铣过的上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔。采用专用夹具夹紧，z525立式钻床加工，保证孔径公差及其内壁粗糙度；
工序3、以精加工过的Ф22孔为定位基准，精铣凸台上表面。专用夹具夹紧，用X62W 铣床精铣，保证端面与孔中心线的垂直度、端面粗糙度及其凸台高度；
工序4、以Ф22孔为定位基准，钻中心孔至尺寸Ф53。采用Z5163A 立式钻床，加以专用卡具进行钻削；
工序5、以Ф22孔为基准锪下表面的Ф73圆形台阶。采用专用夹具ZQ5180立式钻床加以专用夹具对圆形台阶面进行加工，保证台阶面相对Ф22孔中心线的垂直度；
工序6、以Ф22孔为定位基准，下表面圆形台阶面为尺寸基准，锪上表面的Ф73圆形台阶面。采用专用夹具ZQ5180立式钻床加以专用夹具对圆形台阶面进行加工，由于其尺寸的精度要求，在加工时先粗加工，再精加工以保证台阶面相对Ф22孔中心线的垂直度和中间厚度的精度要求
工序7、扩Ф55中心孔。以上端面为基准，加工中心孔，查手册得到扩孔即可以保证其尺寸精度及其内壁粗糙度，采用Z5163A 立
式钻床加以专用夹具扩钻即可；
工序8、钻Ф6孔，攻M8螺纹孔，采用Z525立式钻床配以专用夹具钻孔和攻螺纹；
工序9、钻Ф8斜孔，由于此孔需在装配时再精度钻铰所以钻孔即可；
工序10、切断。以凸台上端面为基准，采用X62W 铣床配以专用夹具切断工件完成加工；
工序11、去毛边，检查。
最终查《机械制造工艺及设备设计指导手册》确定加工参数，详见附“机械加工工序卡片”。
5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各个加工工序的加工余量如下：
（1） 粗铣Ф40上端面，查《切削余量手册》确定高速钢圆
柱铣刀粗铣铸铁，铣削量为5mm ；
（2） 加工Ф22孔，首先钻Ф20孔，扩孔至Ф21.8mm ，最
后精铰孔至22H7；
（3）
（4） 精铣Ф40上端面，铣削量为0.5mm ，保证高度为50mm ； 钻Ф55中心孔，将毛坯件的Ф40尺寸钻至Ф53mm ，
加工量单边6.6mm ；
（5） 锪下底面的Ф73mm 圆形台阶面，钻锪深度5mm ，直径
方向上将Ф53mm 锪至Ф73H13，单边钻削量10mm ；
（6） 锪上表面Ф73圆形台阶面，分两步加工，粗锪深度
4mm ，精锪保证厚度尺寸22g6，直径方向上保证
Ф73H13;
（7）
（8） 扩中心孔，将Ф53mm 尺寸扩至Ф55H12; 钻Ф6孔，在零件要求的位置上钻Ф6孔，钻削深度
为10mm ，攻M8螺纹，螺纹孔深度10mm ；
（9） 钻Ф8孔，钻削深度10mm ，后续加工在装配时进行；
（10） 切断，将工件切断，切宽4mm ，深度20mm ，长度73mm 。 6确定切削用量及时间定额：
工序Ⅰ、 以毛坯下底面为粗基准，粗铣φ40凸台上端面。
（1） 加工条件
工件材料：HT200, σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣Ф40凸台上端面。
机床：X62W 万能铣床。
刀具：高速合金钢镶齿圆柱铣刀。铣削宽度ae
（2）切削用量
切削宽度：因为是铸件加工考虑到工件强度及其加工效率，故可以选择粗加工ap=5mm，一次走刀即可完成所需长度。
决定进给量：查《切削用量手册》铣削部分表3，铣削铸件时加工进给量af ＝0.2—0.3mm/z，选择0.24mm/z。
选择铣刀磨顿标准及其耐用度：查《切削用量手册》铣削部分表7，后刀面最大磨损度，粗加工时为0.5—0.8，选择0.6。查表8镶齿铣刀耐用度为T=10.8×103S
决定切削速度及其进给量：查《切削用量手册》铣削部分表11，当d=100mm，镶齿铣刀耐用度为T=10.8×103S ，齿数Z=8，铣削宽度ae=5mm，铣削深度ap=40mm，每齿进给量af=0.24mm/z的时候，v=0.23m/s,n=0.74r/s,vft=1.39mm/s。
各修正系数为：k Mv =kMn =kMvf =1.0，k Sv =kSn =kSvf =0.8,所以
v=0.23×1.0×0.8=0.184m/s
n=0.74×1.0×0.8=0.592r/s
vf=1.39×1.0×0.8=1.112mm/s
据X62W 万能铣床参数，选择nc=0.625r/s,Vfc=1.125mm/s,则实际切削速度V c=3.14×100×0.625/1000=0.2m/s,实际进给量为afc=Vfc/ncz=1.125/(0.625×8)=0.225 mm/z。
验证机床功率：查《切削用量手册》铣削部分表16，在af=0.14—0.23mm/z，ap
切削功率修正系数Kpmt=1.0，所以实际的切削功率Pmc=0.8kw，根据X62W 型铣床参数，机床主轴允许的功率为5.52kw ，检验满足要求，故可以采用。
计算基本工时：Tm=L/Vf,式中L=l+y+Δ，l=160mm，入切量及超切量查《切削用量手册》铣削部分表19，y+Δ=25mm，所以
L=l+y+Δ=185mm，故
Tm=L/Vf=185/1.125=164 s
工序Ⅱ、钻，扩，铰φ22孔
(1) 加工条件
工件材料：HT200
加工要求：钻φ20孔，扩孔至φ21.8，铰孔至φ22
机床：Z535立式钻床，孔深50.5
（2）计算切削用量
1、20孔
刀具：φ20高速钢标准钻头
据《机械加工工艺手册》10.4-5，查得进给量：0.32mm/r,切削速度：24-34m/min,取V=24m/min=0.4m/s,参照《切削用量手册》P102表35机床参数选用进给量f=0.32mm/r
据切削速度计算所需的转速n=1000V/πd 0=6.37r/s
据机床参数取n c =6.67r/s,故得实际钻削速度v=πd 0n/1000=0.42m/s
所选转速比计算转速高，故可将进给量降低一级，取f=0.25mm/r 故居据t m =L/nf,据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量
y+△=8mm，l=50.5mm
故得：t m =35s
2、扩孔至φ21.8
刀具：φ21.8扩孔钻
据《机械加工工艺手册》10.4-6查得进给量f=（1.0-1.2）mm/r,
据机床参数取f=0.96mm/r
据《机械加工工艺手册》表10.4-34，取切削速
v=20.4m/min=0.34m/s,故可得所需转速为
n=1000v/πd 0=4.96r/s,按机床参数选择n=4.58r/s
实际切削速度为v=πd 0n/1000=0.31m/s
故得t m =L/nf=38s
3、铰孔至φ22
刀具：φ22高速钢标准铰刀
据《机械加工工艺手册》表10.4-7，查得进给量f=(0.9-1.4)mm/r，据《切削用量手册》P102表35机床参数说明书取f=0.96mm/r(取较小的进给量)
查《机械加工工艺手册》表10.4-39，确定切削速度：v max =8m/min
取v t =6m/min=0.1m/s，故可得：
n t =1000vt /πd0=1.45r/s
据机床参数说明书取n=1.67s/s,故可得实际的铰孔速度为
V=0.12m/s
故得：t m =L/fn=42s
工序Ⅲ、精铣φ40凸台端面
（1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：精铣凸台上表面，至高度50mm ，同时保证表面精度 机床：X62W ，
刀具：φ100高速钢圆柱铣刀（细齿）14齿
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表9.4-1（2）得f=（1.4-3.0）mm/r故得a f =（0.1-1.2）mm/z,取a f =0.15mm/z,据《切削用量手册》P129
表12得：v=0.46m/s,n=1.47r/s,vf =1.98mm/s
据《切削用量手册》P157表24机床参数说明书取n c =1.58r/s,vfc =1.97mm/s,故可得实际切削速度
v=πd 0n c /1000=0.5m/s
a fc =vfc /nc z=0.09mm/z
故切削用量
a e =0.5mm,vf =1.97mm/s,n=1.58r/s,v=0.5m/s,afc =0.09mm/z
故得t m =L/vf, 据《切削用量手册》P148表19查得入切量及超切
量y+△=10mm,l=160mm,故得L=170mm，故得：
t m =86s
工序Ⅳ、钻φ53中心孔
（1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：钻φ53通孔，保证中心距
机床：立式钻床Z5163A, 孔深30mm
刀具：φ53高速钢钻头
（2）切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-1查得f=1.0-1.2mm/r，修正
以后，按《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取f=0.85mm/r 据表10.4-17查得切削速度v 表=14m/min=0.23m/s,所需机床转速
n 表=1000v表/πd 0=1.38r/s
据机床参数说明书取n=1.48r/s,故实际切削速度
v=πd 0n/1000=0.25m/s
据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量y+△=18mm，l=30mm,故L=48mm，得：
t m =L/nf=38s
工序Ⅴ、锪φ73圆柱式沉孔（下表面）
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：锪φ73圆柱式沉孔，孔的深度是5mm ，同时保证孔的台阶面精度
机床：ZQ5180A 立式钻床
刀具：φ73可换导柱平底锪钻，材料：高速钢
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-36，查得f=0.13-0.18mm/r，切削速度v=37-43m/min,修正后，据《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取：f=0.125mm/r
取速度v=40m/min=0.67m/s,故所需转速为n=1000v/πd 0=2.93r/s
据机床参数取n=2.9r/s,故可得实际切削速度
V=πd 0n/1000=0.67m/s
据《机械加工工艺手册》可得切入量l f =2mm，l=5mm故得l=7mm
所以
tm =L/nf=19s
工序Ⅵ、锪φ73圆柱式沉孔（上表面）
（1）加工条件
加工材料：HT200
保证尺寸第一步切4mm, 第二步保证尺寸切1mm
机床：ZQ5180A 立式钻床
刀具：φ73可换导柱平底锪钻，材料：高速钢
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-36，查得f=0.13-0.18mm/r，切削速度v=37-43m/min,修正后，据《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取：f=0.125mm/r
取速度v=40m/min=0.67m/s,故所需转速为
n=1000v/πd 0=2.93r/s
据机床参数取n=2.9r/s,故可得实际切削速度
V=πd 0n/1000=0.67m/s
得：
t m1=L/nf=17s
第二步走刀：保证尺寸m2=L/nf=8s 故得时间：t m = tm1m2 工序Ⅶ、扩孔至φ55
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：扩中心孔至φ55，保证孔表面的精度
机床：Z5163A 立式钻床
刀具：φ55高速钢扩孔钻
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-6，可查出进给量
f=（1.8-2.2）mm/r
据表10.1-2机床参数取f=1.2mm/r
据表10.4-34，取v=17.2m/min=0.29m/s
故可计算出所需转速n=1000v/πd 0 =1.69r/s
据表10.1-2机床参数取n=1.5r/s,实际钻削速度为
v=πd 0n/1000=0.26m/s
据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量y+△=18mm,l=20mm L=38mm,故得切削工时
t m1=L/nf=21s
工序Ⅷ、钻锥销孔
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：钻Φ8孔，半加工，在装配时进一步扩铰 机床：Z525立式钻床
刀具：Φ8锥形钻头
（2）计算切削用量
查《切削用量手册》，钻削部分表5，根据加工要求选择进给量f=0.4mm/r
查表8，根据机床强度选择f=1.6mm/r
查表7，根据钻头强度选择进给量f=0.86mm/r
所以选择进给量f=0.4mm/r
查Z525机床技术参数选择实际进给量f=0.36mm/r
查《切削用量手册》表12，取钻削速度v=0.41m/s，计算出转速n=16.3r/s,查机床技术参数取实际转速n=16r/s
计算出实际钻削速度v=0.4m/s
查的入切量及超切量y+Δ=6mm
加工时间：T=L/nf
即T=3s
工序Ⅸ、钻孔、攻螺纹
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：钻Φ6孔，攻M8螺纹
机床：Z525立式钻床
（2）计算切削用量
1、钻Φ6孔
刀具：Φ6高速钢普通麻花钻
查《切削用量手册》，钻削部分表5，根据加工要求选择进给量f=0.25mm/r
查表8，根据机床强度选择f=1.6mm/r 查表7，根据钻头强度选择进给量f=0.75mm/r 所以选择进给量f=0.25mm/r
查Z525机床技术参数选择实际进给量f=0.25mm/r
查《切削用量手册》表12，取钻削速度v=0.3m/s, 计算出转速n=15.9r/s, 查机床技术参数取实际转速n=16r/s
计算出实际钻削速度v=0.3m/s 查的入切量及超切量y+Δ=6mm 加工时间：T=L/nf 即T=4s
2、攻M8螺纹
刀具：Ф8速钢普通螺纹丝锥
查《机械加工工艺手册》表16.2-15，取切削速度V0=10m/s, 已知螺距为1.25mm ，切削过程中加工条件改变时的修正系数Kmv=0.5，Ktv=0.7，Kqv=1.0。所以实际加工速度V=3.5m/s。
计算v=Πdn/1000,可得到计算转速n1=2.32r/s，查Z525机床技术参数，选择转速n=2.33r/s。
已知加工时间Tm=（l+l1+Δ）（1/n+1/n1）/P
l=11mm，l 1+Δ=6mm，n=2.33r/s，n 1=1r/s,P=1.25mm 所以Tm=9.5s 工序Ⅹ、切断 （1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：切断宽度4mm ，切断面表面粗糙度Ra6.3 机床：X62W 铣床
刀具：Ф100细齿锯片铣刀 （2）切削用量计算
查《机械加工工艺手册》表9.4-2，进给量af=0.03mm/z查表9.4-21取切削速度v=0.33m/s，计算可知机床主轴转速n=1.05r/s,查铣床技术参数取实际转速n=1r/s，实际切削速度为V=0.314m/s。
计算进给速度Vf=1.2mm/s，查机床参数取Vf=1.25mm/s。
Tm=（l+l1+Δ）/Vf
查《机械加工工艺手册》表9.4-32，取入切量及超切量l 1+Δ=20mm Tm=（73+20）/1.25=74s
最后将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他数据，填入机械加工工序卡片。
7夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序6——锪上表面的Ф73圆形台阶面。本夹具将用于组合机床，刀具为可换导柱平底锪钻。
（1）问题的提出
本夹具是用来锪Ф73圆形台阶面, 零件图中台阶面对Ф22孔中心线有垂直度要求，且上下台阶面距离要求公差较小。因为本工序为成型加工，所以在设计夹具的时候要重点考虑精度要求。
因为零件较小，且比较轻便，考虑到设备操作的方便和设备成本问题，选用手动夹紧即可，此外考虑到装夹的方便，减少工人的劳动强度，选用带柄螺母夹紧即可。 （2）夹具的设计
定位基准的选择
由零件图可知，因为台阶底面与Ф22孔中心线有垂直度要求所以Ф22孔的是本工序的定位基准，且由于上下台阶面的距离尺寸要求决定了在加工时已加工过的下台阶面是加工上台阶面的尺寸基准。
钻削力及夹紧力的计算
查《机床夹具设计手册》表1-2-7，可以得知钻削力的计算
Px=231t1.2s 0.4Kp 0.6 Px 为轴向钻削力； t 钻削深度； s 进给量； Kp 是修正系数。
已知t=5mm，s=0.125mm/r，修正系数Kp=HB/190，加工为铸铁，因此修正系数Kp=1
因此计算得到
Px=693N
在计算钻削力时要把安全系数K 考虑在内，查《机床夹具设计手册》表1-2-1，安全系数K=K0K 1K 2K 3K 4K 5K 6。
查表可知K 0=1.2，K 1=1.1，K 2=1.0，K 3=1.0，K 4=1.3，K 5=1.0，K 6=1.0。因此K=1，716，所以实际轴向力W=1190N。
初步构思夹具采用压板夹紧方式，查《机床夹具设计手册》表1-2-26，压板夹紧方式夹紧力计算公式
W 。=Wk ×L/l×1/δ （δ=0.85） 根据夹具草图可知L=70mm，l=35mm 而夹具中采用双压板夹紧，因此夹紧力
W 。=1190×0.5×70/35×1/0.85=1400 N
为保证夹紧完全，查《机床夹具设计手册》表1-2-25，选用M12的带柄螺母，进行夹紧，可提供夹紧力3150 N，远大于所需力，因此本夹具安全可靠。
定位误差分析
分析零件可知，主要定位基准是Ф20孔和以加工过的底面台阶面，因此定位方式可以选择“一面两销”进行定位。
底面台阶面的可选用支撑钉支撑，查《机械设计手册》P271，选择标准支撑钉，支撑高度基本尺寸H=6mm，公差为0—— -0.045，零件上上下台阶面的距离公差为-0.07—— -0.21，当工件装在夹具上时由于夹具误差引起的工件尺寸变化
Δmax=0-（-0.045）=0.045mm
而工件尺寸的公差变化
Δ1max=-0.07-（-0.21）=0.14mm Δmax
所以支撑面可以满足零件的精度要求。 夹具操作机器简要说明
如前所述，考虑到工件的轻便机器设备的成本等问题及其工人的劳动强度问题和加工效率的提高，采用的是带柄螺母的安装夹紧，但是由于是两边夹紧，为避免夹紧过度使工件歪斜产生不必要的误差，应在夹紧时注意两边尽量平衡用力。
本工序是粗、精锪Ф73圆形台阶面，是成型加工，所以夹具设计时注重考虑了加工的精度问题，但是为使安装更加便捷，该夹具没有设置钻、导向等装置，为使加工时不至于产生中心线的歪斜，所以加工时采用了可换导柱平底锪钻，以满足要求。 附夹具装配图。 8仿真加工
运用caxa 进行建模，并进行加工仿真。
首先建立尸体模型，确定加工部分：钻孔及铣削凸台上端面和平台上表面
定义毛坯，并分别设置粗、精加工参数，刀具数据等条件，并形成刀具轨迹 粗加工
精加工
对工件模型进行仿真加工观察是否有干涉和加工不合理之处
最后查看模拟加工效果
后置处理生成G 代码
(adadad,2010.1.13,10:40:0.390) N10G90G54G00Z100.000 N12S3000M03
N14X0.000Y0.000Z100.000 N16X68.248Y-42.500 N18Z59.000 N20G01Z49.000F100
N22G02X67.842Y-42.000I51.799J42.498F800 N24G01X52.155Y-42.000
N26G02X51.749Y-42.500I-52.202J42.002 N28G01Z59.000F100 N30G00Z100.000 N32X51.752Y42.500 N34Z59.000 N36G01Z49.000F100
N38G02X52.158Y42.000I-51.799J-42.498F800 N40G01X67.845Y42.000
N42G02X68.251Y42.500I52.202J-42.002 N44G01Z59.000F100 N46G00Z100.000 N48X69.548Y-42.500 N50Z59.000
N52G01Z49.000F100„„„„ 参考文献
1 赵家奇编著，机械制造工艺学课程设计指导书—2版. 北京：机械工业出版社，1994.
2 孟少农编著，机械加工工艺手册. 北京：机械工业出版社，1991. 3 艾兴，肖诗纲编著，切削用量手册. 北京：机械工业出版社，1987. 4 林文焕，陈本通编著，机床夹具设计手册. 北京：国防工业出版社，1987.
制造工艺学课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目 设计“CA6140主轴箱831007拨叉”零件的机械加
工工艺及工艺设备
设计者
指导教师
北 京 信 息 科 技 大 学
2010年1月14日
北京信息科技大学
机械制造工艺学课程设计任务书
题目: 设计“CA6140主轴箱831007拨叉”零件的机械加工艺
内容：
2.
6.
规程及工艺装备 零件毛坯合图 1张 机械加工工艺规程卡 1套 3. 零件铣削工序零件3D 图 1张 4. 铣削工序零件数控程序 1份 5. 夹具装配图 1张 课程设计说明书 1份 班级： 学生： 指导教师： 教研室主任： 2010年1月14日 1.
前言
本次机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的. 这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习, 也是一次理论联系实际的训练, 因此, 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计让自己对大学的知识有个系统的总结，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
但是由于所学知识欠缺，且不能系统的运用，所以设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
目录
1. 零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2. 确定生产类型.........................................6
3确定毛坯.............................................6
4. 工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„.. „„„7
5. 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定..................11
6. 确定切削用量及时间定额..............................12
7. 夹具设计............................................22
8. 仿真加工„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.. „25 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„28
拨叉零件的工艺规程及夹具设计
1、零件的分析
（1）零件的作用
我们组所做的题目是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。零件上的φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55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。
（2）零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，再考虑到零件的表面粗糙度要求及其尺寸精度要求，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
Ф22孔以及与此孔相通的的Ф8锥孔M8螺纹孔 Ф55半圆孔及上、下Ф73圆形台阶
Ф40的圆形平台上端面
Ф73圆孔两端面与Ф22孔中心线的垂直度误差为0.07mm ，Ф40孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm 。
由上面分析可知，可以粗加工Ф40上端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工Ф22圆孔，并且通过钻，扩，铰保证尺寸精度要求，且达到符合的表面粗糙度。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择正确的定位基准，合适的夹具进行
加工。此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
2 确定生产类型
已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
3确定毛坯
（1）确定毛坯种类
零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》选用铸件尺寸公差等级CT9级，表面粗糙度为Ra13。
(2) 确定铸件加工余量及形状：
零件的外形加工的只有Ф40圆端面，为减低成本提高效率，且考虑到铸造可直接达到零件表面粗糙度要求，决定将工件毛坯定为如下图所示形状，只在Ф40圆端面留有6.5mm （查《机械加工工艺手册》）的加工余量为方便中间Ф55孔的加工，在铸造时，铸出一个Ф40的通孔，且设立一定的拔模斜度。
简图
4工艺规程设计
制定工艺路线的时候，应在零件毛坯形状的基础上，考虑工件的形状、尺寸精度及其位置精度等技术要求能得到合理的保证。在已经确立生产为中批生产的前提下，可以考虑多采用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率，除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。
工艺路线一：
工序1、以Ф40外圆面为粗基准，粗、精加工上端面，保证凸台高度50；
工序2、以Ф40上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔，保证其公差0—0.021mm ，且粗糙度Ra3.2，孔中心线与端面垂直度0.05mm ；
工序3、以Ф22孔为基准，钻、扩、铰Ф55中心孔，保证尺寸公差0—0.4mm ，孔壁粗糙度Ra3.2；
工序4、钻Ф6孔，攻M8螺纹孔；
工序5、切断；
工序6、以Ф22孔位基准，铣削Ф55上下台阶面，保证与Ф22孔中心线垂直度0.07mm ；
工序7、以M8螺纹孔定转角，Ф22上端面为基准，钻Ф8孔； 工序8、去毛边，检测。
工艺路线二：
工序1、以Ф40外圆面为基准粗铣凸台上端面；
工序2、以加工过的端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔，满足表面粗糙度Ra3.2，尺寸公差0—0.021mm ；
工序3、以Ф22孔为基准，精铣上端面，保证高度为50，粗糙度Ra3.2；
工序4、以Ф22孔为基准，钻、扩、铰Ф55孔，保证尺寸公差0—0.4，粗糙度Ra3.2；
工序5、以Ф22孔位基准，铣，半精铣Ф73圆形台阶面，保证尺寸公差0—0.5，底面粗糙度Ra3.2，侧面Ra6.3，及其与Ф22孔中心线的垂直度0.07mm ；
工序6、以Ф40外圆为基准，凸台上端面为尺寸基准钻Ф6孔，
攻M8螺纹孔；
工序7、以Ф22孔及其底面为基准钻Ф8孔
工序8、切断；
工序9、去毛边，修理；
工序10、检查。
综合以上两个工艺方案，方案一在与加工工序比较集中，这样比较节省时间便于提高效率，但缺点在于加工时基准精度不够，以至于零件精度难以达到要求。而且切断工序应放在最后。而方案二问题在于加工过于精细，一些精度不高的地方不必要加工太精细，否则浪费时间成本及其效率。综合以上因素，在讨论更改后，调整为如下工艺方案：
工序1、粗铣Ф40凸台上表面；
工序2、以粗铣过的上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔； 工序3、以精加工过的Ф22孔为定位基准，精铣凸台上表面； 工序4、以Ф22孔为定位基准，钻中心孔至尺寸Ф53；
工序5、以Ф22孔为基准锪下表面的Ф73圆形台阶；
工序6、以Ф22孔为定位基准，下表面圆形台阶面为尺寸基准，锪上表面的Ф73圆形台阶面；
工序7、钻Ф55中心孔；
工序8、钻Ф6孔，攻M8螺纹；
工序9、钻Ф8斜孔；
工序10、切断；
工序11、去毛边，检查。
此方案较以上两种方案有较大改进，但是在仔细考虑零件要求及其加工效率后，最终方案如下：
工序1、粗铣Ф40凸台上表面。采用专用夹具，夹紧Ф40外轮廓，以底面为基准，才用x62w 铣床铣削；
工序2、以粗铣过的上端面为基准，钻、扩、铰Ф22孔。采用专用夹具夹紧，z525立式钻床加工，保证孔径公差及其内壁粗糙度；
工序3、以精加工过的Ф22孔为定位基准，精铣凸台上表面。专用夹具夹紧，用X62W 铣床精铣，保证端面与孔中心线的垂直度、端面粗糙度及其凸台高度；
工序4、以Ф22孔为定位基准，钻中心孔至尺寸Ф53。采用Z5163A 立式钻床，加以专用卡具进行钻削；
工序5、以Ф22孔为基准锪下表面的Ф73圆形台阶。采用专用夹具ZQ5180立式钻床加以专用夹具对圆形台阶面进行加工，保证台阶面相对Ф22孔中心线的垂直度；
工序6、以Ф22孔为定位基准，下表面圆形台阶面为尺寸基准，锪上表面的Ф73圆形台阶面。采用专用夹具ZQ5180立式钻床加以专用夹具对圆形台阶面进行加工，由于其尺寸的精度要求，在加工时先粗加工，再精加工以保证台阶面相对Ф22孔中心线的垂直度和中间厚度的精度要求
工序7、扩Ф55中心孔。以上端面为基准，加工中心孔，查手册得到扩孔即可以保证其尺寸精度及其内壁粗糙度，采用Z5163A 立
式钻床加以专用夹具扩钻即可；
工序8、钻Ф6孔，攻M8螺纹孔，采用Z525立式钻床配以专用夹具钻孔和攻螺纹；
工序9、钻Ф8斜孔，由于此孔需在装配时再精度钻铰所以钻孔即可；
工序10、切断。以凸台上端面为基准，采用X62W 铣床配以专用夹具切断工件完成加工；
工序11、去毛边，检查。
最终查《机械制造工艺及设备设计指导手册》确定加工参数，详见附“机械加工工序卡片”。
5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各个加工工序的加工余量如下：
（1） 粗铣Ф40上端面，查《切削余量手册》确定高速钢圆
柱铣刀粗铣铸铁，铣削量为5mm ；
（2） 加工Ф22孔，首先钻Ф20孔，扩孔至Ф21.8mm ，最
后精铰孔至22H7；
（3）
（4） 精铣Ф40上端面，铣削量为0.5mm ，保证高度为50mm ； 钻Ф55中心孔，将毛坯件的Ф40尺寸钻至Ф53mm ，
加工量单边6.6mm ；
（5） 锪下底面的Ф73mm 圆形台阶面，钻锪深度5mm ，直径
方向上将Ф53mm 锪至Ф73H13，单边钻削量10mm ；
（6） 锪上表面Ф73圆形台阶面，分两步加工，粗锪深度
4mm ，精锪保证厚度尺寸22g6，直径方向上保证
Ф73H13;
（7）
（8） 扩中心孔，将Ф53mm 尺寸扩至Ф55H12; 钻Ф6孔，在零件要求的位置上钻Ф6孔，钻削深度
为10mm ，攻M8螺纹，螺纹孔深度10mm ；
（9） 钻Ф8孔，钻削深度10mm ，后续加工在装配时进行；
（10） 切断，将工件切断，切宽4mm ，深度20mm ，长度73mm 。 6确定切削用量及时间定额：
工序Ⅰ、 以毛坯下底面为粗基准，粗铣φ40凸台上端面。
（1） 加工条件
工件材料：HT200, σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣Ф40凸台上端面。
机床：X62W 万能铣床。
刀具：高速合金钢镶齿圆柱铣刀。铣削宽度ae
（2）切削用量
切削宽度：因为是铸件加工考虑到工件强度及其加工效率，故可以选择粗加工ap=5mm，一次走刀即可完成所需长度。
决定进给量：查《切削用量手册》铣削部分表3，铣削铸件时加工进给量af ＝0.2—0.3mm/z，选择0.24mm/z。
选择铣刀磨顿标准及其耐用度：查《切削用量手册》铣削部分表7，后刀面最大磨损度，粗加工时为0.5—0.8，选择0.6。查表8镶齿铣刀耐用度为T=10.8×103S
决定切削速度及其进给量：查《切削用量手册》铣削部分表11，当d=100mm，镶齿铣刀耐用度为T=10.8×103S ，齿数Z=8，铣削宽度ae=5mm，铣削深度ap=40mm，每齿进给量af=0.24mm/z的时候，v=0.23m/s,n=0.74r/s,vft=1.39mm/s。
各修正系数为：k Mv =kMn =kMvf =1.0，k Sv =kSn =kSvf =0.8,所以
v=0.23×1.0×0.8=0.184m/s
n=0.74×1.0×0.8=0.592r/s
vf=1.39×1.0×0.8=1.112mm/s
据X62W 万能铣床参数，选择nc=0.625r/s,Vfc=1.125mm/s,则实际切削速度V c=3.14×100×0.625/1000=0.2m/s,实际进给量为afc=Vfc/ncz=1.125/(0.625×8)=0.225 mm/z。
验证机床功率：查《切削用量手册》铣削部分表16，在af=0.14—0.23mm/z，ap
切削功率修正系数Kpmt=1.0，所以实际的切削功率Pmc=0.8kw，根据X62W 型铣床参数，机床主轴允许的功率为5.52kw ，检验满足要求，故可以采用。
计算基本工时：Tm=L/Vf,式中L=l+y+Δ，l=160mm，入切量及超切量查《切削用量手册》铣削部分表19，y+Δ=25mm，所以
L=l+y+Δ=185mm，故
Tm=L/Vf=185/1.125=164 s
工序Ⅱ、钻，扩，铰φ22孔
(1) 加工条件
工件材料：HT200
加工要求：钻φ20孔，扩孔至φ21.8，铰孔至φ22
机床：Z535立式钻床，孔深50.5
（2）计算切削用量
1、20孔
刀具：φ20高速钢标准钻头
据《机械加工工艺手册》10.4-5，查得进给量：0.32mm/r,切削速度：24-34m/min,取V=24m/min=0.4m/s,参照《切削用量手册》P102表35机床参数选用进给量f=0.32mm/r
据切削速度计算所需的转速n=1000V/πd 0=6.37r/s
据机床参数取n c =6.67r/s,故得实际钻削速度v=πd 0n/1000=0.42m/s
所选转速比计算转速高，故可将进给量降低一级，取f=0.25mm/r 故居据t m =L/nf,据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量
y+△=8mm，l=50.5mm
故得：t m =35s
2、扩孔至φ21.8
刀具：φ21.8扩孔钻
据《机械加工工艺手册》10.4-6查得进给量f=（1.0-1.2）mm/r,
据机床参数取f=0.96mm/r
据《机械加工工艺手册》表10.4-34，取切削速
v=20.4m/min=0.34m/s,故可得所需转速为
n=1000v/πd 0=4.96r/s,按机床参数选择n=4.58r/s
实际切削速度为v=πd 0n/1000=0.31m/s
故得t m =L/nf=38s
3、铰孔至φ22
刀具：φ22高速钢标准铰刀
据《机械加工工艺手册》表10.4-7，查得进给量f=(0.9-1.4)mm/r，据《切削用量手册》P102表35机床参数说明书取f=0.96mm/r(取较小的进给量)
查《机械加工工艺手册》表10.4-39，确定切削速度：v max =8m/min
取v t =6m/min=0.1m/s，故可得：
n t =1000vt /πd0=1.45r/s
据机床参数说明书取n=1.67s/s,故可得实际的铰孔速度为
V=0.12m/s
故得：t m =L/fn=42s
工序Ⅲ、精铣φ40凸台端面
（1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：精铣凸台上表面，至高度50mm ，同时保证表面精度 机床：X62W ，
刀具：φ100高速钢圆柱铣刀（细齿）14齿
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表9.4-1（2）得f=（1.4-3.0）mm/r故得a f =（0.1-1.2）mm/z,取a f =0.15mm/z,据《切削用量手册》P129
表12得：v=0.46m/s,n=1.47r/s,vf =1.98mm/s
据《切削用量手册》P157表24机床参数说明书取n c =1.58r/s,vfc =1.97mm/s,故可得实际切削速度
v=πd 0n c /1000=0.5m/s
a fc =vfc /nc z=0.09mm/z
故切削用量
a e =0.5mm,vf =1.97mm/s,n=1.58r/s,v=0.5m/s,afc =0.09mm/z
故得t m =L/vf, 据《切削用量手册》P148表19查得入切量及超切
量y+△=10mm,l=160mm,故得L=170mm，故得：
t m =86s
工序Ⅳ、钻φ53中心孔
（1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：钻φ53通孔，保证中心距
机床：立式钻床Z5163A, 孔深30mm
刀具：φ53高速钢钻头
（2）切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-1查得f=1.0-1.2mm/r，修正
以后，按《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取f=0.85mm/r 据表10.4-17查得切削速度v 表=14m/min=0.23m/s,所需机床转速
n 表=1000v表/πd 0=1.38r/s
据机床参数说明书取n=1.48r/s,故实际切削速度
v=πd 0n/1000=0.25m/s
据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量y+△=18mm，l=30mm,故L=48mm，得：
t m =L/nf=38s
工序Ⅴ、锪φ73圆柱式沉孔（下表面）
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：锪φ73圆柱式沉孔，孔的深度是5mm ，同时保证孔的台阶面精度
机床：ZQ5180A 立式钻床
刀具：φ73可换导柱平底锪钻，材料：高速钢
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-36，查得f=0.13-0.18mm/r，切削速度v=37-43m/min,修正后，据《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取：f=0.125mm/r
取速度v=40m/min=0.67m/s,故所需转速为n=1000v/πd 0=2.93r/s
据机床参数取n=2.9r/s,故可得实际切削速度
V=πd 0n/1000=0.67m/s
据《机械加工工艺手册》可得切入量l f =2mm，l=5mm故得l=7mm
所以
tm =L/nf=19s
工序Ⅵ、锪φ73圆柱式沉孔（上表面）
（1）加工条件
加工材料：HT200
保证尺寸第一步切4mm, 第二步保证尺寸切1mm
机床：ZQ5180A 立式钻床
刀具：φ73可换导柱平底锪钻，材料：高速钢
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-36，查得f=0.13-0.18mm/r，切削速度v=37-43m/min,修正后，据《机械加工工艺手册》表10.1-2机床参数取：f=0.125mm/r
取速度v=40m/min=0.67m/s,故所需转速为
n=1000v/πd 0=2.93r/s
据机床参数取n=2.9r/s,故可得实际切削速度
V=πd 0n/1000=0.67m/s
得：
t m1=L/nf=17s
第二步走刀：保证尺寸m2=L/nf=8s 故得时间：t m = tm1m2 工序Ⅶ、扩孔至φ55
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：扩中心孔至φ55，保证孔表面的精度
机床：Z5163A 立式钻床
刀具：φ55高速钢扩孔钻
（2）计算切削用量
据《机械加工工艺手册》表10.4-6，可查出进给量
f=（1.8-2.2）mm/r
据表10.1-2机床参数取f=1.2mm/r
据表10.4-34，取v=17.2m/min=0.29m/s
故可计算出所需转速n=1000v/πd 0 =1.69r/s
据表10.1-2机床参数取n=1.5r/s,实际钻削速度为
v=πd 0n/1000=0.26m/s
据《切削用量手册》P91表22查得切入量及超切量y+△=18mm,l=20mm L=38mm,故得切削工时
t m1=L/nf=21s
工序Ⅷ、钻锥销孔
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：钻Φ8孔，半加工，在装配时进一步扩铰 机床：Z525立式钻床
刀具：Φ8锥形钻头
（2）计算切削用量
查《切削用量手册》，钻削部分表5，根据加工要求选择进给量f=0.4mm/r
查表8，根据机床强度选择f=1.6mm/r
查表7，根据钻头强度选择进给量f=0.86mm/r
所以选择进给量f=0.4mm/r
查Z525机床技术参数选择实际进给量f=0.36mm/r
查《切削用量手册》表12，取钻削速度v=0.41m/s，计算出转速n=16.3r/s,查机床技术参数取实际转速n=16r/s
计算出实际钻削速度v=0.4m/s
查的入切量及超切量y+Δ=6mm
加工时间：T=L/nf
即T=3s
工序Ⅸ、钻孔、攻螺纹
（1）加工条件
加工材料：HT200
加工要求：钻Φ6孔，攻M8螺纹
机床：Z525立式钻床
（2）计算切削用量
1、钻Φ6孔
刀具：Φ6高速钢普通麻花钻
查《切削用量手册》，钻削部分表5，根据加工要求选择进给量f=0.25mm/r
查表8，根据机床强度选择f=1.6mm/r 查表7，根据钻头强度选择进给量f=0.75mm/r 所以选择进给量f=0.25mm/r
查Z525机床技术参数选择实际进给量f=0.25mm/r
查《切削用量手册》表12，取钻削速度v=0.3m/s, 计算出转速n=15.9r/s, 查机床技术参数取实际转速n=16r/s
计算出实际钻削速度v=0.3m/s 查的入切量及超切量y+Δ=6mm 加工时间：T=L/nf 即T=4s
2、攻M8螺纹
刀具：Ф8速钢普通螺纹丝锥
查《机械加工工艺手册》表16.2-15，取切削速度V0=10m/s, 已知螺距为1.25mm ，切削过程中加工条件改变时的修正系数Kmv=0.5，Ktv=0.7，Kqv=1.0。所以实际加工速度V=3.5m/s。
计算v=Πdn/1000,可得到计算转速n1=2.32r/s，查Z525机床技术参数，选择转速n=2.33r/s。
已知加工时间Tm=（l+l1+Δ）（1/n+1/n1）/P
l=11mm，l 1+Δ=6mm，n=2.33r/s，n 1=1r/s,P=1.25mm 所以Tm=9.5s 工序Ⅹ、切断 （1）加工条件
工件材料：HT200
加工要求：切断宽度4mm ，切断面表面粗糙度Ra6.3 机床：X62W 铣床
刀具：Ф100细齿锯片铣刀 （2）切削用量计算
查《机械加工工艺手册》表9.4-2，进给量af=0.03mm/z查表9.4-21取切削速度v=0.33m/s，计算可知机床主轴转速n=1.05r/s,查铣床技术参数取实际转速n=1r/s，实际切削速度为V=0.314m/s。
计算进给速度Vf=1.2mm/s，查机床参数取Vf=1.25mm/s。
Tm=（l+l1+Δ）/Vf
查《机械加工工艺手册》表9.4-32，取入切量及超切量l 1+Δ=20mm Tm=（73+20）/1.25=74s
最后将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他数据，填入机械加工工序卡片。
7夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序6——锪上表面的Ф73圆形台阶面。本夹具将用于组合机床，刀具为可换导柱平底锪钻。
（1）问题的提出
本夹具是用来锪Ф73圆形台阶面, 零件图中台阶面对Ф22孔中心线有垂直度要求，且上下台阶面距离要求公差较小。因为本工序为成型加工，所以在设计夹具的时候要重点考虑精度要求。
因为零件较小，且比较轻便，考虑到设备操作的方便和设备成本问题，选用手动夹紧即可，此外考虑到装夹的方便，减少工人的劳动强度，选用带柄螺母夹紧即可。 （2）夹具的设计
定位基准的选择
由零件图可知，因为台阶底面与Ф22孔中心线有垂直度要求所以Ф22孔的是本工序的定位基准，且由于上下台阶面的距离尺寸要求决定了在加工时已加工过的下台阶面是加工上台阶面的尺寸基准。
钻削力及夹紧力的计算
查《机床夹具设计手册》表1-2-7，可以得知钻削力的计算
Px=231t1.2s 0.4Kp 0.6 Px 为轴向钻削力； t 钻削深度； s 进给量； Kp 是修正系数。
已知t=5mm，s=0.125mm/r，修正系数Kp=HB/190，加工为铸铁，因此修正系数Kp=1
因此计算得到
Px=693N
在计算钻削力时要把安全系数K 考虑在内，查《机床夹具设计手册》表1-2-1，安全系数K=K0K 1K 2K 3K 4K 5K 6。
查表可知K 0=1.2，K 1=1.1，K 2=1.0，K 3=1.0，K 4=1.3，K 5=1.0，K 6=1.0。因此K=1，716，所以实际轴向力W=1190N。
初步构思夹具采用压板夹紧方式，查《机床夹具设计手册》表1-2-26，压板夹紧方式夹紧力计算公式
W 。=Wk ×L/l×1/δ （δ=0.85） 根据夹具草图可知L=70mm，l=35mm 而夹具中采用双压板夹紧，因此夹紧力
W 。=1190×0.5×70/35×1/0.85=1400 N
为保证夹紧完全，查《机床夹具设计手册》表1-2-25，选用M12的带柄螺母，进行夹紧，可提供夹紧力3150 N，远大于所需力，因此本夹具安全可靠。
定位误差分析
分析零件可知，主要定位基准是Ф20孔和以加工过的底面台阶面，因此定位方式可以选择“一面两销”进行定位。
底面台阶面的可选用支撑钉支撑，查《机械设计手册》P271，选择标准支撑钉，支撑高度基本尺寸H=6mm，公差为0—— -0.045，零件上上下台阶面的距离公差为-0.07—— -0.21，当工件装在夹具上时由于夹具误差引起的工件尺寸变化
Δmax=0-（-0.045）=0.045mm
而工件尺寸的公差变化
Δ1max=-0.07-（-0.21）=0.14mm Δmax
所以支撑面可以满足零件的精度要求。 夹具操作机器简要说明
如前所述，考虑到工件的轻便机器设备的成本等问题及其工人的劳动强度问题和加工效率的提高，采用的是带柄螺母的安装夹紧，但是由于是两边夹紧，为避免夹紧过度使工件歪斜产生不必要的误差，应在夹紧时注意两边尽量平衡用力。
本工序是粗、精锪Ф73圆形台阶面，是成型加工，所以夹具设计时注重考虑了加工的精度问题，但是为使安装更加便捷，该夹具没有设置钻、导向等装置，为使加工时不至于产生中心线的歪斜，所以加工时采用了可换导柱平底锪钻，以满足要求。 附夹具装配图。 8仿真加工
运用caxa 进行建模，并进行加工仿真。
首先建立尸体模型，确定加工部分：钻孔及铣削凸台上端面和平台上表面
定义毛坯，并分别设置粗、精加工参数，刀具数据等条件，并形成刀具轨迹 粗加工
精加工
对工件模型进行仿真加工观察是否有干涉和加工不合理之处
最后查看模拟加工效果
后置处理生成G 代码
(adadad,2010.1.13,10:40:0.390) N10G90G54G00Z100.000 N12S3000M03
N14X0.000Y0.000Z100.000 N16X68.248Y-42.500 N18Z59.000 N20G01Z49.000F100
N22G02X67.842Y-42.000I51.799J42.498F800 N24G01X52.155Y-42.000
N26G02X51.749Y-42.500I-52.202J42.002 N28G01Z59.000F100 N30G00Z100.000 N32X51.752Y42.500 N34Z59.000 N36G01Z49.000F100
N38G02X52.158Y42.000I-51.799J-42.498F800 N40G01X67.845Y42.000
N42G02X68.251Y42.500I52.202J-42.002 N44G01Z59.000F100 N46G00Z100.000 N48X69.548Y-42.500 N50Z59.000
N52G01Z49.000F100„„„„ 参考文献
1 赵家奇编著，机械制造工艺学课程设计指导书—2版. 北京：机械工业出版社，1994.
2 孟少农编著，机械加工工艺手册. 北京：机械工业出版社，1991. 3 艾兴，肖诗纲编著，切削用量手册. 北京：机械工业出版社，1987. 4 林文焕，陈本通编著，机床夹具设计手册. 北京：国防工业出版社，1987.