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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：機(jī)床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程
及工藝裝備設(shè)計(jì)
班 級(jí)：機(jī)械10-3班
姓 名： 方 國(guó) 濤
指導(dǎo)教師： 孫 遠(yuǎn) 敬
完成日期：2013年6月29日
前 言
機(jī)床撥叉為傳動(dòng)分離類零件，此類零件應(yīng)用于機(jī)床及汽車(chē)等機(jī)械設(shè)備中，起到變速的作用。其動(dòng)作較為頻繁，是機(jī)械設(shè)備的常用備件，也是重要備件之一。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段做為基礎(chǔ)，研究其批量的加工生產(chǎn)、工藝的編制及材料的選擇等問(wèn)題，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及技術(shù)意義。
工裝夾具：工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無(wú)論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備，。
一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開(kāi)專門(mén)設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對(duì)夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對(duì)機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
21
一、設(shè)計(jì)題目： 機(jī)床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)及工藝裝備設(shè)計(jì)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．繪制零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1套
4．編制機(jī)械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)的那道工序的機(jī)械加工工藝卡片） 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個(gè)零件圖（A1或A2。裝配圖出來(lái)后，由指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（約5000-8000字）。 1份
四、進(jìn)度安排
本課程設(shè)計(jì)要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，熟悉題目階段。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)并編制出零件的機(jī)械加工工藝卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計(jì)（畫(huà)出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意的前提下，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具總裝圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。
7．第19天，完成圖紙和說(shuō)明書(shū)的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本次設(shè)計(jì)是車(chē)床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設(shè)計(jì)先加工孔后加工面。將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證它們的加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以拔叉Φ32外圓作為粗基準(zhǔn)，來(lái)加工中間的通孔，然后以此加工過(guò)的孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出頂平面和右側(cè)平面以及下面的大孔的兩平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工時(shí)是用鏜床鏜孔。最后以這兩個(gè)孔為基準(zhǔn)，分別加工右側(cè)的槽和頂面的螺紋底孔。整個(gè)加工過(guò)程選用了鉆床、銑床和鏜床。工件在機(jī)床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：加工工藝 定位 夾緊 專用夾具
Abstract
This design is a lathe gearbox fork parts in machining process planning and some special fixture design process. This fork parts of the structure is relatively complex, the main processing place is a hole and plane. This design first after hole machining surface. The hole and the plane processing clearly divided into rough machining and finish machining stage to ensure the machining accuracy of them. Benchmark choose to fork Φ 32 cylindrical as crude benchmark, to processing in the middle of the hole, and then processed hole as fine benchmark. Main machining process arrangement is first to center hole position ChuDing plane and plane on the right side and the big hole under two plane, again with center hole positioning processing out of the bottom hole. Is used when processing boring boring. Finally based on the two holes, one tap processing on the right side of the tank and the top surface.
Key words ：processing technology positioning clamping special fixture
目 錄
1序 言 1
2零件的分析 1
2.1零件的作用 1
2.2零件的工藝分析 2
2.3審查撥叉的工藝性 3
2.4確定撥叉生產(chǎn)類型 4
2.4.1中批量生產(chǎn) 4
2.4.2中批量生產(chǎn)采用流水線工藝特點(diǎn) 4
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1確定毛坯的制造形式 5
3.2基面的選擇 5
3.3制定工藝路線 5
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 6
3.5確立切削用量及基本工時(shí) 8
4夾具設(shè)計(jì) 13
4.1問(wèn)題的提出 13
4.2夾具設(shè)計(jì) 13
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 13
4.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 14
4.2.3 定位誤差分析 15
4.2.4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 16
5小 結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 18
1序 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
2零件的分析
2.1零件的作用
題目所給的零件是:車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔作用，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ26孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的Φ37半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)Φ48與另外的軸相連，起到固定和撥動(dòng)的作用。外力通過(guò)Φ48孔傳給于Φ26孔，通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
2.2零件的工藝分析
該車(chē)床撥叉共有如下待加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. 以Φ26mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ26D7mm的孔，以及Φ32mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為Φ26D7mm通孔。
2. 以Φ37mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ37H12的孔，Φ60的孔，以及Φ37H12及Φ60的兩個(gè)端面。主要是ΦH12的孔。
以Φ48H7孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：Φ48H7的孔以及Φ48H7的連個(gè)端面，主要是Φ48H7的通孔。
4. 銑31H11的槽
這一組加工表面包括：此槽的端面，31H11mm的槽的底面，
31H11mm的槽兩側(cè)面。
5. 以2Φ10M7深50螺紋孔為中心的加工表面。
這一組加工表面包括：Φ10M7的螺紋孔，長(zhǎng)60mm的端面。
主要加工表面為Φ10M7螺紋孔。
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
Φ60孔端面與Φ26H7孔垂直度公差為0.1mm.。
12F9mm的中心線與Φ10H7的孔平行度公差為0.1mm。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
圖2.2.1： 機(jī)床撥叉的零件圖的正視圖
圖2.2.2 機(jī)床撥叉的零件圖的俯視圖
圖2.2.3 機(jī)床撥叉的零件圖的左視圖
按照其結(jié)構(gòu)形式分析，中間花鍵孔是使撥動(dòng)叉轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)連接部位，撥動(dòng)叉的上端面是與其它零件連接安裝的，其下端有一槽口。其主要作用是靠花鍵傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩翼板的擺動(dòng)，起到對(duì)把合面安裝件及下端槽口接觸件的撥動(dòng)作用?；ㄦI聯(lián)接為多齒工作，承載能力高，對(duì)中性、導(dǎo)向性好。又因其齒根較淺，應(yīng)力集中較小，軸與轂強(qiáng)度削弱小。矩形花鍵齒定心精度高，其定心方式為小徑定心。撥動(dòng)叉的花鍵軸可沿軸向移動(dòng)。通過(guò)連接在孔Φ48的軸供給軸向力以控制撥叉的軸向移動(dòng)。撥動(dòng)叉整體結(jié)構(gòu)尺寸偏小，但剛性較好，平穩(wěn)性微差，因?yàn)樾螤盥詮?fù)雜。
2.3審查撥叉的工藝性
分析零件可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減小了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸強(qiáng)度，其中Φ26mm孔和Φ10mm孔的端均為平面，可以防止加工過(guò)程中的鉆頭偏移鉆孔的位置。另外，該零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比較低，不需要在高精度機(jī)床上進(jìn)行加工，銑床和鉆床的粗加工就可以滿足加工要求，而主要表面然加工精度相對(duì)較高，但也可以在不影響加工精度的前提下用普通機(jī)床進(jìn)行加工，由此可見(jiàn)，該零件工藝性較好。
2.4確定撥叉生產(chǎn)類型
2.4.1中批量生產(chǎn)
查工藝人員手冊(cè)，輕型（100公斤以內(nèi)）零件的生產(chǎn)性質(zhì)：中批量生產(chǎn)為年產(chǎn)500～5000 件。
本文對(duì)撥動(dòng)叉進(jìn)行中批量生產(chǎn)加工工藝設(shè)計(jì)。
1 、初定，生產(chǎn)綱領(lǐng)3000件/每年撥動(dòng)叉。
生產(chǎn)綱領(lǐng) N=Qn(1+a)(1+b) （公式1.1.10）
Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量；
n——單臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量；
a——備品率，按1% ；
b——備品率，按1% 。
年產(chǎn)量＝生產(chǎn)綱領(lǐng)×每臺(tái)件數(shù)× (1+備品率)×(1+廢品率)
年產(chǎn)量＝3000×1×（1+1%）×（1+1%）＝ 3060 (件)
月產(chǎn)量＝年產(chǎn)量÷12= 255(件)
每月工作日=(365-52×2-14)÷12=20.5天 （按雙休日）
日產(chǎn)量(一天3班)＝月產(chǎn)量÷工作日= 255÷20.5 = 12.4 (件)
生產(chǎn)節(jié)拍=每班工作時(shí)間÷日產(chǎn)量=8÷12.4=0.65h=39min
2.4.2中批量生產(chǎn)采用流水線工藝特點(diǎn)
1毛坯特點(diǎn)：采用金屬模造型，毛坯精度及余量中等。
2 機(jī)床設(shè)備及機(jī)床布置：通用機(jī)床，機(jī)床按零件類別分工段排列。
3 夾具及尺寸保證：專用夾具，調(diào)整法和自動(dòng)獲得法(如對(duì)刀塊)保證尺寸。
4 刀具、量具：專用或標(biāo)準(zhǔn)刀具、量具
5 零件的互換性：多數(shù)互換，部分試配或修配。
6工藝文件的要求：編制詳細(xì)的工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的工序卡片。
7 生產(chǎn)出率：中等
8 成本：中等
9 發(fā)展趨勢(shì)：采用成組工藝。
3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料為45鋼?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。
3.2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取Φ26孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)Φ32作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。
主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。
3.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
其工藝路線如下：
工序一 ：以Φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ26孔下端面。
工序二 ：精銑Φ26孔上下端面。
工序三 ：以Φ26孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Φ26孔。
工序四 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，粗銑Φ37孔上下端面。
工序五 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，精銑Φ37孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.1。
工序六 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸Φ48孔，保證空的精度達(dá)到IT8。
工序七 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。
工序八 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，鉆Φ20孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。
工序九 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)Φ48孔，攻2Φ10H7深50的孔
工序十 ：以Φ26孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。
工序十一： 以Φ26孔為精基準(zhǔn)，銑31H11的槽保證槽的側(cè)面相對(duì)孔的垂直度誤差是0.08。
工序十二： 兩件銑斷
工序十三： 檢查。
表1：機(jī)床撥叉機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
零件號(hào)
零件名稱
機(jī)床撥叉
工序號(hào)
工序名稱
設(shè)備
卡具
刀具
量具
工時(shí)
名稱
型號(hào)
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
名稱
規(guī)格
1
鑄造連體件
2
時(shí)效處理
3
銑63×51面
立銑床
x52k
專用夾具
端銑刀
φ80
卡板
0.6min
4
鉆，擴(kuò)，鉸φ26孔
立式鉆床
z535
專用夾具
鉆頭
φ23
φ24.8φ26
0.42min
0.82min
1min
5
檢查
6
銑斷
臥式銑床
x61k
專用夾具
鋸片銑刀
5.7s
7
車(chē)圓弧
車(chē)床
CA6140
專用夾具
內(nèi)孔車(chē)刀
YT15
0.11min
8
車(chē)圓弧兩端面
車(chē)床
CA6140
專用夾具
端面車(chē)刀
YT15
卡板
0.15min
9
銑31mm槽
臥式銑床
x61k
專用夾具
直齒三面刃銑刀
1.5min
10
銑60×66面
立銑床
X52k
專用夾具
圓柱立銑刀
φ32
0.9min
11
鉆，攻直徑為10孔
立式鉆床
Z535
專用夾具
鉆頭
機(jī)用絲錘
φ20.4
φ22
0.2min
1min
12
去毛刺
13
檢查
3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
本車(chē)床撥叉的零件材料為45鋼，硬度197～229HB，毛坯重量1.45kg，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
外圓表面（Φ32）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，
沒(méi)有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度方向的加工余量及公差（Φ26，Φ37端面）。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（以下稱《工藝手冊(cè)》）表3.1～26，取Φ25，Φ37端面長(zhǎng)度余量均為2.5（均為雙邊加工）
銑削加工余量為：
粗銑 2mm
半精銑 0.7mm
3. 內(nèi)孔（Φ37已鑄成Φ47的孔）
查《工藝手冊(cè)》表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取Φ37孔已鑄成孔長(zhǎng)度余量為3，即鑄成孔半徑為47mm。
工序尺寸加工余量：
鉆孔 5mm
擴(kuò)孔 0.5mm
鉸孔 0.1mm
精鉸 0mm
同上，零件Φ26的孔也已鑄出Φ16的孔。
工序尺寸加工余量：
鉆孔至Φ23 余量為8mm
擴(kuò)孔鉆 1.8 mm
粗鉸孔 0.14 mm
精鉸孔 0.06 mm
4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長(zhǎng)度加工余量
鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑端面 2.1 mm
半精銑 0.7 mm
精銑 0.2 mm
5. 孔頂面加工余量
鑄出孔頂面至Φ26孔軸線且垂直軸線方向76mm的距離，余量為4 mm
工序尺寸加工余量：
粗銑頂面 3.1 mm
半精銑 0.7 mm
精銑 0.2 mm
6. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
3.5確立切削用量及基本工時(shí)
工序一 以Φ32外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ26孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.355GPa HB=197~229,鑄造。
加工要求：粗銑Φ26孔上下端面。
機(jī)床： X53立式銑床。
刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝0°后角αo＝15°，副后角αo’=10°，刀齒斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1.5mm。
2. 切削用量
1）銑削深度
因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.3mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2）每齒進(jìn)給量
機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08~0.15mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。
3）查后刀面最大磨損及壽命
查《機(jī)械切削用量手冊(cè)》表8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度 按《2》表14，
V=1.84
n=7.32
=6.44
5）計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L/ Vf=(90+36)/6.44=6.99min。
工序二 精銑Φ26孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：45鋼,σb =0.355GPa HB=197~229,鑄造。
加工要求：精銑Φ26上下端面。
機(jī)床： X6140臥式銑床。
刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過(guò)渡刃寬bε=1mm。
2. 切削用量
1） 銑削深度
因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2） 每齒進(jìn)給量
機(jī)床功率為7.5kw。查《切削手冊(cè)》表5 f=0.14~0.24mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.14 mm/z。
3） 查后刀面最大磨損及壽命
查《切削手冊(cè)》表8，壽命T=180min
4） 計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表14，查得 Vf＝6.44mm/s，
5） 計(jì)算基本工時(shí)
tm＝L+182/ Vf=(2+182)/6.44=5.9min。
工序三 以Φ26孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Φ26孔，孔的精度達(dá)到IT7。
1. 選擇鉆床及鉆頭
選擇Z5125A鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=23mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
由do=23mm,查《2》表5
按鉆頭
按機(jī)床強(qiáng)度查[1]表10.1-2選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量
（2）耐用度
查[2]表9
T=4500s=75min
（3）切削速度
查《1》表10.1-2
n=50-2000r/min 取n=1000r/min.
３. 計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：
擴(kuò)鉆：選高速鋼擴(kuò)孔鉆
鉸孔：選高速鋼鉸刀
精鉸：選高速鋼鉸刀
工序四 以Φ26孔為精基準(zhǔn)，鉆、粗鏜、 精鏜Φ37孔，保證孔的精度達(dá)到IT7。
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=47mm，鉆頭采用雙頭刃磨法。
選擇Z5163A鉆床 n=22.4~1000r/min, f=0.063~1.2mm/r.
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《2》表5鉆頭進(jìn)給量
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇Z5163A機(jī)床已有的進(jìn)給量
（2）計(jì)算工時(shí)
選擇n=600r/min所以
３.選擇鏜刀
選擇高速鋼鏜刀， 粗鏜時(shí)do=59.9mm
選擇臥式鏜床T68,
粗鏜時(shí) v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r
精鏜時(shí) v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r
工序五 粗銑 半精銑 精銑槽31H11的端面
1. 選擇機(jī)床刀具
選擇立式銑床X53K硬質(zhì)合金鋼Yab端銑刀
2. 切削用量
查2表5 f=0.14~0.24mm/r
T=180min 取f=0.15mm/r v=1.84m/min
n=7.32r/min
3. 計(jì)算工時(shí)
半精銑
工序六 精銑槽31H11
本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬31H11，槽深50H12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。
選擇機(jī)床及刀具
機(jī)床 x61W型萬(wàn)能銑床
刀具 錯(cuò)齒三面刃銑刀銑槽do=16mm查[1]表8
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1118 D=160mm d=40mm
L=16mm 齒數(shù)z=24
計(jì)算切削用量
由[1]表9.4—1和[3]查得 走刀量 f=0.67 mm/r
銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度
由[1]表9.4—6查得 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.2~0.3
表9.4—7查得 耐用度為 T=150min
切削速度
由[1] 式3.2
查表 9.4—8 得其中：
修正系數(shù)
m=0.5
代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s
確定機(jī)床主軸速度
由[3] 按機(jī)床選取主軸轉(zhuǎn)速為6.33 r/s
所以 實(shí)際切削速度為
計(jì)算切削工時(shí)
工序七 銑孔頂面
1. 選擇機(jī)床及刀具
機(jī)床：X53K立式銑床。
刀具：硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào)YG6。
2. 切削用量
1） 銑削深度
因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。
2） 刀具耐用度
查《2》表 壽命T=180min。
3） 計(jì)算切削速度
查[2]得 Vc＝0.38mm/s，n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s
工序八 兩件銑斷
將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果填入工藝文件。見(jiàn)附表
4夾具設(shè)計(jì)
4.1問(wèn)題的提出
本夾具要用于精銑槽31H11，對(duì)槽31H11的要求有：槽寬31H11 精度等級(jí)為IT12級(jí)，槽深32H12 精度等級(jí)為IT12級(jí)，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下槽即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證槽的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2夾具設(shè)計(jì)
4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ26的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的Φ26孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷(xiāo)和兩已加工好的Φ26孔的端面作為定位夾具。
為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。
4.2.2切削力和夾緊力計(jì)算
（1）刀具：高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 Φ160mm z=24
機(jī)床： x61W型萬(wàn)能銑床
由[3] 所列公式 得
查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)
z=24
代入上式，可得 F=889.4N
因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。
安全系數(shù) K=
其中：為基本安全系數(shù)1.5
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1
為刀具鈍化系數(shù)1.1
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1
所以
(2)夾緊力的計(jì)算
選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由
其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取
F=+G G為工件自重
夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí)
螺釘疲勞極限：
極限應(yīng)力幅：
許用應(yīng)力幅：
螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為
[s]=3.5~4 取[s]=4
得
滿足要求
經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力
4.2.3 定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差確定。
夾具的主要定位元件為一平面和兩定位銷(xiāo)，孔與銷(xiāo)間隙配合。
（2）工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin
本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
4.2.4. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榫M切削余量小，切削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。
本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊裝置。
5小 結(jié)
為期3周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，在自己的努力和老師指導(dǎo)下，課程設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。
通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊(cè)、選擇使用工藝裝備等等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我們?cè)诨纠碚摰木C合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！
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