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設計說明書
題目：主離合器分離叉機械加工工藝設計及夾具設計
摘 要
本文是對主離合器分離叉零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。
關(guān)鍵詞：主離合器分離叉，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
目 錄
摘 要 2
前言 1
一.零件的分析 2
1.1零件的作用 2
1.2 零件的工藝分析 2
二. 工藝規(guī)程設計 3
2.1確定毛坯的制造形式 3
2.2 確定定位基準 4
2.2.1粗基準的選擇 4
2.2.1精基準選擇的原則 4
2.3工藝路線的擬訂 6
2.3.1工序的合理組合 6
2.3.2工序的集中與分散 7
2.3.3加工階段的劃分 8
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11
2.5 確定切削用量及基本工時 11
三.工序 鉆2×M10孔夾具設計 20
3.1研究原始質(zhì)料 20
3.2定位基準的選擇 20
3.3 切削力及夾緊力的計算 21
3.4誤差分析與計算 23
3.5 零、部件的設計與選用 24
3.5.1定位銷選用 24
3.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用 24
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 26
3.7夾具設計及操作的簡要說明 27
總 結(jié) 29
致 謝 30
參 考 文 獻 31
前言
機械設計制造及其夾具設計是我們?nèi)跁炌ù髮W所學的知識，將理論與實踐相結(jié)合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下良好的基礎。
機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。
而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。
而本次對于零件加工工藝及夾具設計的主要任務是： 完成零件加工工藝規(guī)程的制定；
通過對零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出零件加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。
一.零件的分析
1.1零件的作用
主離合器分離叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有主離合器分離叉四個叉口平面、兩個叉口槽要求加工，對精度要求也很高。孔Φ25粗糙度要求都是，所以都要求精加工。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。
1.2 零件的工藝分析
主離合器分離叉有2個加工面他們相互之間沒有任何位置度要求。
1：以四個叉口平面為基準的加工面，這組加工面主要是四個叉口平面端面
2：以Φ25孔為基準的加工面，這組加工面主要是Φ25孔。
3：以叉口槽為基準的加工面，這組加工面主要是叉口槽。
4：以2×M10底孔、2×φ11孔為基準的加工面，這組加工主要是2×M10底孔、2×φ11孔。
零件毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是中批量生產(chǎn)。
上面主要是對零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
四個叉口平面
23
IT10
Ra6.3μm
兩個叉口槽
23
IT10
Ra6.3μm
底面(M面)
22
IT11
Ra12.5μm
Φ25孔
Φ25
IT7
Ra1.6μm
2-M10螺紋孔
2-M8
IT10
Ra6.3μm
2×φ11孔
φ11
IT10
Ra6.3μm
二. 工藝規(guī)程設計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。
2.2 確定定位基準
2.2.1粗基準的選擇
選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
⑴ 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
⑶ 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷ 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，主要是選擇加工零件底面的裝夾定位面為其加工粗基準。
2.2.1精基準選擇的原則
⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。
⑵ 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
⑶ 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內(nèi)孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。
此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證零件在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從零件零件圖分析可知，它的底平面，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。
選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。
粗基準選擇應當滿足以下要求：
（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。
（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。
（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的，先選取下端面作為定位基準，。
精基準的選擇應滿足以下原則：
（1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。
（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設計與制造。
（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
（4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。
（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
以已經(jīng)加工好的Φ25孔和一端面為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。
2.3工藝路線的擬訂
對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。零件的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工零件底面底部平面。
后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。
2.3.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機床設備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴ 工序分散原則
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。
⑵ 工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%～1.1%蘇打及0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2.3.2工序的集中與分散
制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
⑴ 工序集中的特點
工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。
⑵ 工序分散的特點
工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。
工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。
2.3.3加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：
⑴ 粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11～IT12。粗糙度為Ra80～100μm。
⑵ 半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9～IT10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。
⑶ 精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6～IT7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
制訂工藝路線的出發(fā)點，應當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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
制定以下兩種工藝方案：
方案一
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
00
鑄
鑄造毛坯并進行時效處理
05
銑
銑四個叉口平面
10
銑
銑兩個叉口槽
15
鉆
鉆丶擴2×φ25孔
20
車
車Φ25孔及兩端倒角
25
拉
拉鍵槽
30
檢驗
檢驗同軸度等
35
銑
切槽
40
鉆
鉆2×M10底孔
45
擴
鉆擴2×φ11孔
50
攻螺紋
攻2×M10螺紋孔
55
清洗
去毛刺，清洗
60
終驗
檢驗
方案二
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
05
鉆
鉆丶擴2×φ25孔
10
Φ25孔兩端倒角
15
鉆
鉆2×M10底孔
20
擴
擴2×φ11孔
25
攻螺紋
攻2×M10螺紋孔
30
銑
銑四個叉口平面
35
銑
銑兩個叉口槽
40
拉
拉鍵槽
45
檢驗
檢驗同軸度等
50
銑
切槽
55
清洗
去毛刺，清洗
60
終驗
檢驗
工藝方案一和方案二的區(qū)別在于方案一先加工叉口槽，而方案二是先加工孔再加工叉口，選擇方案一是以為小孔是相對叉口來說不是那么重要的部位，先保證重要部分，綜合考慮確定具體的加工路線如下:
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
00
鑄
鑄造毛坯并進行時效處理
05
銑
銑四個叉口平面
10
銑
銑兩個叉口槽
15
鉆
鉆丶擴2×φ25孔
20
車
車Φ25孔及兩端倒角
25
拉
拉鍵槽
30
檢驗
檢驗同軸度等
35
銑
切槽
40
鉆
鉆2×M10底孔
45
擴
鉆擴2×φ11孔
50
攻螺紋
攻2×M10螺紋孔
55
清洗
去毛刺，清洗
60
終驗
檢驗
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
主離合器分離叉零件材料為HT200
生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯。
“主離合器分離叉”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根據(jù)工序要求，底面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時厚度偏差取。
精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（2）前后端面加工余量。
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2.23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3.11，鑄件尺寸公差等級選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。
（3）螺孔加工余量
毛坯為實心，不沖孔。
表1 毛坯尺寸
零件尺寸
單側(cè)余量
雙側(cè)余量
鑄件尺寸
10
3
6
16
4.5
實心鑄造
實心鑄造
無
￠25
3
6
￠19
2-M8
實心鑄造
實心鑄造
無
M6
實心鑄造
實心鑄造
無
2.5 確定切削用量及基本工時
工序05：銑四個叉口平面
機床：臥式銑床X6132
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實際銑削速度： 式（1.2）
進給量： 式（1.3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
式（1.4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式（1.5）
工序10：銑兩個叉口槽
機床：雙立軸圓工作臺銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
， 式（1.1）
實際銑削速度： 式（1.2）
進給量： 式（1.3）
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
式（1.4）
取
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間： 式（1.5）
工序15：鉆丶擴2×φ25孔
工件材料為HT200，硬度200HBS。孔的直徑為25mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔——Φ24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ25mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量。
（1）確定鉆削用量
1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[7]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得：
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結(jié)論進行修正。
由參考文獻[7]表28-3，，，故
查Z525機床說明書，取。實際切削速度為：
由表28-5，，故
3）校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應地
，，
（2）確定擴孔切削用量
1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-31，。根據(jù)Z525機床說明書，取=0.57mm/r。
2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻[7]表28-33，取。修正系數(shù)：
，
故
查機床說明書，取。實際切削速度為
（3）確定鉸孔切削用量
1）確定進給量 根據(jù)參考文獻[7]表28-36，，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。
2）確定切削速度及 由參考文獻[7]表28-39，取。由
參考文獻[7]表28-3，得修正系數(shù)，
故
查Z525說明書，取，實際鉸孔速度
（4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下：
鉆孔：，，，
擴孔：，，，
鉸孔：，，，
工序20：車Φ25孔及兩端倒角
車床：臥式車床CA6140
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀
1.確定背吃刀量
由前述可知，切削單邊加工余量為0.2mm，即背吃刀量a=0.2mm
2.確定進給量：
根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第96頁表4-54可知，當加工45鋼時，背吃刀量a=0.1mm，則進給量f=0.11~0.15mm/r，根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第91頁表4-43進給量值可知，取f橫向=0.11mm/r。
3.確定切削速度：根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第98頁表4-58切削速度參考值可知，V=0.5~0.833m/s，
n= =271.42~452.19
根據(jù)《金屬加工工藝及工裝設計》第91頁表4-43可知n=320
Vc==35.36m/min
T=l/fn=1.5min
工序25：拉鍵槽
用拉刀拉銷鍵單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉鍵時花鍵拉刀的單面齒升為0.06mm，拉削速度拉刀同時工作齒數(shù)
切削工時
花鍵孔的工序尺寸：
加工表面
加工內(nèi)容
加工余量
精度等級
表面粗糙度
工序尺寸
Φ25mm
拉鍵
1.8mm
CT8
6.4um
24.8mm
鉸孔
0.2mm
3.2um
25mm
工序35 切槽
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，
實際銑削速度，由式（1.2）有：
進給量，由式（1.3）有：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機動時間，由式（1.5）有：
本工序機動時間
工序40：鉆2×M10底孔
機床：Z525 立式鉆床
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
按機床選取
基本工時： min
工序45：擴2×φ11孔
機床：Z525
刀具：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆Φ11)進給量 取f=0.13mm/r
2)切削速度 V=24~34m/min. 取V=15m/min
3)確定機床主軸轉(zhuǎn)速
ns== 398r/min
與398r/min相近的機床轉(zhuǎn)速為400r/min。現(xiàn)選取=400r/min。
所以實際切削速度==
5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。
t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm;
t= ==1.28min
工序50：攻2×M10螺紋孔
機床：鉆床 Z525
刀具：高速鋼機動絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間，由式（1.5）有：
鉆2×M10孔夾具設計
3.1研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來 鉆2×M10孔，因為加工精度不高，故在加工中，主要目的是降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強度從而來提高效率。
3.2定位基準的選擇
要合理選擇定位基準，不然會影響加工過程的質(zhì)量，進而最終工件質(zhì)量。選擇不合適的基準，故會增加加工過程或不合理工藝路線，導致夾具設計困難，最終達不到零件加工精度（特別位置精度）。所以我們應該根據(jù)零件的技術(shù)要求，以保證加工精度的要求，定位基準的合理選擇。以已加工好的端面作定位夾具。
由零件圖可知：在鉆孔前，平面進行了粗、精銑加工，φ25孔鉆、擴、鉸加工，R7叉口槽也已經(jīng)進行了加工。定位、夾緊方案：
為了在定位誤差范圍滿足要求，定位一面二銷，結(jié)構(gòu)中的定位是簡單易操作的。一邊是底平面圖的處理；在孔無位置公差要求，所以我們?yōu)槎ㄎ换鶞试O計的底面和兩個孔鉆的模式選擇，以滿足加工要求。底面和兩個定位孔限制工件的定位。
3.3 切削力及夾緊力的計算
鉆孔選用：鉆床Z525，刀具鉆頭。
由文獻可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
實際所需夾緊力：
有：
安全系數(shù)K可按：
式中：安全系數(shù)
所以
通過計算實際夾緊力不大，夾具結(jié)構(gòu)簡單操作方便，采用螺旋夾緊機構(gòu)。
取，，
查文獻移動螺旋夾緊時夾緊力計算：
式中參數(shù)由文獻查得：
螺旋夾緊力：
由上述計算易得：
通過計算實際所需夾緊力不大，該夾具具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，決定使用手動螺旋夾緊機構(gòu)。
3.4誤差分析與計算
該夾具以底面、中心孔定位基準，
該孔1次性加工即可滿足要求。
由文獻可得：
⑴銷的定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上、所設計的夾具滿足零件加工精度要求。
3.5 零、部件的設計與選用
3.5.1定位銷選用
本夾具用可換定位銷定位
表3.1可換定位銷
d
H
D
公稱
允差
25
16
15
～0.011
22
5
1
4
M12
4
3.5.3 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
圖3.1 可換鉆套
鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下
表3.4 鉆套
d
H
D
公稱
允差
6
12
12
+0.018
+0.007
22
18
10
4
9
0.5
18
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.2 固定襯套
其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下
表3.5 固定襯套
d
H
D
C
公稱
允差
公稱
允差
12
+0.034
+0.016
12
18
+0.023
+0.012
0.5
2
3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
3.7夾具設計及操作的簡要說明
本夾具用于在鉆床上加工 鉆2×M10孔。在底部平面工件的定位基準，中心孔，實現(xiàn)完全定位在定位環(huán)。手動螺旋夾持工件。夾緊機構(gòu)，操作簡單，夾緊可靠。如前所述，夾具設計，為了提高生產(chǎn)率，首先想到的是如何安裝，拆卸方便
總 結(jié)
在本次課程設計中，我們將設計主要分為兩大部分進行：工藝編制部分和夾具設計部分。
在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。其中，工序機床的進給量，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度需要計算并查手冊確定。
通過這次課程設計，使我對大學四年所學的知識有了一次全面的綜合運用，也學到了許多上課時沒涉及到的知識，尤其在利用手冊等方面，對今后畢業(yè)出去工作都有很大的幫助。另外，在這次設計當中，指導老師在大多數(shù)時間犧牲自己的寶貴休息時間，對我們進行細心的指導，我對他們表示衷心的感謝！老師，您辛苦了！
在這次課程設計中，我基本完成了課程設計的任務，達到了課程設計的目的，但是，我知道自己的設計還有許多不足甚至錯誤，希望老師們能夠諒解，謝謝！
致 謝
本次課程設計受到了院系各級領(lǐng)導的高度重視，得到了全校教師的大力支持與幫助。在此，我衷心的向你們道一聲：你們辛苦了。
通過課程設計，是對我們四年來所學知識的綜合的檢測，更是一個對所學知識的回顧及綜合復習的過程；對機械繪圖、工程材料、機械設計、夾具設計等過程等都有了更進一步的認識。
感謝院系領(lǐng)導給了我足夠時間來完成整套夾具設計，在設計過程中，得到了老師和同學的幫助與指導，在此表示感謝；也對做相關(guān)題目的同學的資助表示感謝，感謝他們在模具設計過程中對我的幫助和指導，尤其對擔任本次設計的指導老師表示深深敬意，在設計過程中遇到一些困難，在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設計，他對我設計過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議，使我的設計的夾具最終更加的完善。
這次設計我深知有很多不足，在此懇請大家給予指導。
參 考 文 獻
1， 鄒青 主編 機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8
2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000
6， 黃茂林 主編 機械原理 重慶： 重慶大學出版社 2002，7
7， 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，12
9， 廖念釗 主編 互換性與技術(shù)測量 北京： 中國計量出版社 2000，1
10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4
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14，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 1984, 7
16, 周永強等 主編 高等學校課程設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
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