K447-一四擋變速叉[一四檔撥叉]機械加工工藝規(guī)程及鉆Φ3孔夾具設(shè)計-版本2帶圖紙

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機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 A37-54 產(chǎn)品名稱 零件名稱 一四擋變速叉 共 3 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 9 鉆 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆Φ3孔 專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標卡尺 233 20.4 0.32 1.25 1 0.86 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 A37-54 產(chǎn)品名稱 零件名稱 一四擋變速叉 共 3 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 5 鉆 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以上端面為基準鉆擴鉸Φ22孔 專用夾具，麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀，游標卡尺 233 20.4 0.32 1.25 1 0.86 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 A37-54 產(chǎn)品名稱 零件名稱 一四擋變速叉 共 3 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 7 銑 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以Φ22孔為基準，銑寬65mm的內(nèi)側(cè)面 專用夾具，立銑刀，游標卡尺 169 33.4 0.08 3 1 2.3 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期  機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 A37-54 產(chǎn)品名稱 零件名稱 一四擋變速叉 共 3 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 9 鉆 45# 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆Φ3孔 專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標卡尺 233 20.4 0.32 1.25 1 0.86 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 一四擋變速叉 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45鋼 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 銑 以上端面為基準，加工下端面 機 二 X51 專用夾具，端銑刀，游標卡尺 2 銑 以下端面為基準，加工上端面 機 二 X51 專用夾具，端銑刀，游標卡尺 3 鉆 以上端面為基準鉆擴鉸Φ22孔 機 二 Z525 專用夾具，麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀，游標卡尺 4 銑 以Φ22孔為基準，銑寬10mm的2側(cè)面 機 二 X51 專用夾具，立銑刀，游標卡尺 5 銑 以Φ22孔為基準，銑寬65mm的內(nèi)側(cè)面 機 二 X51 專用夾具，立銑刀，游標卡尺 6 銑 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆M12螺紋孔 機 二 Z525 專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標卡尺 7 鉆 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆Φ3孔 機 二 Z525 專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標卡尺 8 鉆 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆Φ14孔 機 二 Z525 專用夾具，麻花鉆，游標卡尺 9 銑 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準，銑上下端R75的槽 機 二 X62 專用夾具，鋸片銑刀，游標卡尺 10 檢驗 檢驗 11 入庫 入庫 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 課程設(shè)計說明書 一四擋變速叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 2 目 錄 第 1 章 零件分析 ........................................................................................................3 1.1 零件的作用 .............................................................................................................................3 1.2 零件的工藝分析 .....................................................................................................................3 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 .............................................................................................................4 第 2 章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 ............................................................................5 2.1 確定毛坯的制造形式 .............................................................................................................5 2.2 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 .........................................................................................................5 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計 ................................................................................................6 3.1 基面的選擇 .............................................................................................................................6 3.2 制訂工藝路線 .........................................................................................................................6 3.3 確定加工余量 .........................................................................................................................7 第 4 章 鉆 3 孔夾具設(shè)計 ........................................................................................18 4.1 概述 ........................................................................................................................................18 4.2 方案設(shè)計 ................................................................................................................................18 4.3 定位基準的選擇 ....................................................................................................................18 4.4 切削力計算 ............................................................................................................................19 4.5 夾緊力的計算 ........................................................................................................................21 4.6 定位誤差分析 .......................................................................................................................21 4.7 導(dǎo)向裝置設(shè)計 .......................................................................................................................22 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ...............................................................................................25 4.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 ...............................................................................................27 總 結(jié) ..........................................................................................................................28 致 謝 ..........................................................................................................................29 參考文獻 ......................................................................................................................30 3 第 1 章 零件分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是一四檔變速叉,它位于變速箱中,主要作用是撥動變速 箱中的齒輪,使汽車達到變速的目的。撥叉是變速箱的換檔機構(gòu)中的一個主要零 件。撥叉頭以 mm 孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng) 螺紋孔與變速叉軸聯(lián)2 12M 結(jié)，并用 mm 鎖緊孔鎖緊。撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時，3 操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起 在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而 改變車輛行駛速度。 1.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為 45 鋼。該材料具有足夠的強度、剛度和韌性，適 用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。 該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換檔、變速的 功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面 在工作中需承受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度 為 4250HRC；為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔 mm 的垂直度在長度 40 上要求為 0.10mm。為保證撥叉在叉軸上有準確的14.02 位置，改換檔位準確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為 x1.25-12M 2a。 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，這樣既減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度； mm 孔和 孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保14.022M 證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面撥叉腳兩端面、變速叉軸孔 mm，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆14.0 床、攻絲的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較 高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來。 4 由此可見，該零件的工藝性較好。 該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔 mm(H7)，在設(shè)計工14.02 藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 撥叉在汽車上屬于常用零件，且撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大 量生產(chǎn)。 5 第 2 章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 45 鋼,零件經(jīng)常撥動齒輪承受變載荷和沖擊性載荷,因此應(yīng)選用 鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。因為為大批量生產(chǎn),且零 件的輪廓尺寸不大,故采用模鍛成型。這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也 是應(yīng)該的。 2.2 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 繪制毛坯圖如下 6 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,它對零件的生產(chǎn)是非常重要的。 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。 1精基準的選擇 叉軸孔 mm 的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸14.02 向方向上尺寸的設(shè)計基準。選用叉軸孔 mm 的軸線和撥叉頭左端面作精基14.02 準定位加工撥叉腳兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，保證了被加工 表面的垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用 撥叉頭左端面作精基準，夾緊力作用在撥叉凸臺上，可避免在機械加工中產(chǎn)生 夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。 2粗基準的選擇 選擇變速叉軸下部 mm 的圓弧面和叉爪口內(nèi)表面作粗基準。采用 R37mm37R 圓弧面定可以為后續(xù)工序準備好精基準。 3.2 制訂工藝路線 工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分 加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗 及其他輔助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響 到工人的勞動強度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。制訂工藝路線的出發(fā) 點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保 證。生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床以及專用 夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便使 生產(chǎn)成本盡量降低。 因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究 的基礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經(jīng)濟合理的方案。 經(jīng)過討論，工藝過程如下： 7 3.3 確定加工余量 “變速叉”零件材料為 45 鋼,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛 毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量： (1) 粗銑、半精銑、精銑 B 上表面，D 上表面，22 孔上表面 考慮其加工表面粗糙度要求為 ，可以先粗銑，半精銑再精銑，根mRa2.3 據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-5，取 Z=1 已能滿足要求 (2) 粗銑、半精銑、精銑 B 下表面 其表面粗糙度要求為 ，其加工方式可以分為粗銑、半精銑、精銑a2.3 三步，根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 m (3) 鉆、擴、粗鉸 22 孔內(nèi)表面 考慮其表面粗糙度要求為 ，，其加工方式可以分為鉆、擴、粗鉸，mRa3.6 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-5， 鉆孔：20mm 擴孔：21.8mm 2Z=1.8 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 銑 以上端面為基準，加工下端面 2 銑 以下端面為基準，加工上端面 3 鉆 以上端面為基準鉆擴鉸 22 孔 4 銑 以 22 孔為基準，銑寬 10mm 的 2 側(cè)面 5 銑 以 22 孔為基準，銑寬 65mm 的內(nèi)側(cè)面 6 銑 以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 M12 螺紋孔 7 鉆 以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 3 孔 8 鉆 以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 14 孔 9 銑 以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，銑上下端 R75 的槽 10 檢驗 檢驗 11 入庫 入庫 8 鉸孔：22mm 2Z=0.2 m (4) 粗銑、半精銑 槽兩端面2.065 考慮其表面粗糙度要求為 ，其加工方式可以分為粗銑、半精銑，Ra3. 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-5，取 Z=1 已能滿足要求。 (5) 鉆、擴、攻絲 M12 螺紋孔 其表面粗糙度要求為 ，其加工方式可以分為鉆，擴，攻絲三步，ma5.12 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：11 擴孔：11.85 2Z=0.85 (6) 粗銑、半精銑小端寬度 3 槽 其表面粗糙度要求為 ，其加工方式可以分為粗銑、半精銑兩步，12.5Ram 根據(jù)機械加工工藝手冊表 2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 (7) 鉆 3 孔 考慮其表面粗糙度要求為 ，只要求粗加工，一步鉆到位。12.5a （4）確定切削用量及工時 工序 1：以上端面為基準，加工下端面 機床：銑床 X51 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD636Z 銑削深度 ：pam3 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f 銑削速度 ：參照參考文獻7 機械加工工藝手冊表 2.4-Zaf/18.0V 81，取 sV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， min/97.3614.30210rdn in/370r 9 實際銑削速度 ： V smnd/2.1601374.0 進給量 ： fZaff /./8. 工作臺每分進給量 ： m in6.39.sVf ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81,a ma0 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ：1 )31((5.021aDl 98.24603. 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt min26.0.3957621mjfl 工序 2：以上端面為基準，加工下端面 機床：銑床 X51 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D636Z 銑削深度 ：pam3 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f 銑削速度 ：參照參考文獻7 機械加工工藝手冊表 2.4-Zaf/18.0V 81，取 sV2 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， min/97.3614.30210rdn in/370r 10 實際銑削速度 ： V smnd/2.1601374.0 進給量 ： fZaff /./8. 工作臺每分進給量 ： m in6.39.sVf ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81,a ma0 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l ml76 刀具切入長度 ：1 )31((5.021aDl 98.24603. 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt min26.0.3957621mjfl 工序 3：鉆、擴、鉸22H7 孔 工件材料為 HT200，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?22mm，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1.6aR 具分別為：鉆孔19mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔 21.7mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔22mm 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f ，由于孔深度比 ， ，故0.47.5/fmr表 0/3/21.6ld0.9lfk 。查 Z525 立式鉆床說明書，取()0.942.51mr表 。.3/f 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.75/fmr 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max60FN 許的進給量 。1.8/fr 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。ff 11 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，v mP 由插入法得： ，17/min表 4732N表 ，5.69TNM表 1.5kW表 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。 由參考文獻7表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk17/in07.2(/min)表 01./i16n rd表 查 Z525 機床說明書，取 。實際切削速度為：95/minr095/in4/i110rv 由表 28-5， ，故.6MFTk4732.6()N5.954.8m 3）校驗機床功率 切削功率 為mP/)Mnk表（1.2(261.0kWW 機床有效功率 4.5.835E mPkP 故選擇的鉆削用量可用。即 ， ， ，02dm0.3/fr19/inr14/inv 相應(yīng)地 ， ，516FN54.8T.05mPkW （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，f 。根據(jù) Z525 機床說明書，取f::表 （ 0.78） m/r0.7=9./r =0.57mm/r。 2）確定切削速度 及 根據(jù)參考文獻7表 28-33，取 。修vn 25/minv表 正系數(shù)： ，0.8mvk1.02pavk 故 25/in0.812/invm表 1)nd表 （ 12 10.2/min(24.7)86/ir 查機床說明書，取 。實際切削速度為75/ir301vdn 32./in10/mi （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f 1.326fm表 表注 4，進給量取小植。查 Z525 說明書，取 。.6/fr 2）確定切削速度 及 由參考文獻7表 28-39，取 。vn 8./inv表 由 參考文獻7表 28-3，得修正系數(shù) ，0.8Mvk0.9pavk524.7(/0152)pRa根 據(jù) 故 8./min.89.4/minv表 01()nd表 7.4/i(25)95/ir 查 Z525 說明書，取 ，實際鉸孔速度1/inr30vdn 325/mi07.8/i （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： ， ， ，019.4/fr195/minr14/inv 擴孔： ， ， ，.7d522.3m 鉸孔： ， ， ，021.6/f0/in78/i 機動時間 ： 1jt23.0.jLfn 工序 4：以 22 孔為基準，銑寬 10mm 的 2 側(cè)面 機床：X51 銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料： ， ，15YT0Dm 齒數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z 0.2/zfmr 采用高速鋼圓柱銑刀, ,Z=10,V=20m/min10wdm 13 100*263.7/min.14svn rd 60.5i.5mzwtf (2) 精銑 R62 mm 孔的兩端面 01 機床：X51 銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料： ， ，15YT0Dm 齒數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z 齒0.6/zfm 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. 10wd10z *398/min.4svnr 61min58.mt 工序 5：以 22 孔為基準，銑寬 65mm 的內(nèi)側(cè)面 機床：立式銑床 X51 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)63dm6Z 銑削深度 ：wa2 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f0.6/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取V ，(24)/in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加n013(102)/min.46Vrd 工工藝師手冊表 11-4，取 2/minr 實際銑削速度 ：V03.12041.5/in 14 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa6Zwn210 工作臺每分進給量 ：mf.6126/minzwf 根據(jù)機械加工工藝師手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l 0lm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， 代入公式（2-3）得：60lm3lml2 機動時間 ：1jt12603.7injf 工序 6：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 M12 螺紋孔 (1)鉆 M12 螺紋孔底孔 10 機床：鉆床 Z525 鉆孔選用機床為 Z525 搖臂機床，刀具選用 GB1436-85 直柄短麻花鉆，機 械加工工藝手冊第 2 卷。 根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-2 查得鉆頭直徑小于 10 的鉆m 孔進給量為 0.200.35 。rm 則取 f30. 確定切削速度，根據(jù)機械加工工藝手冊第 2 卷表 10.4-9 切削速度計算公式為 （3- min0kfaTdcvvyxpmzv 20） 查得參數(shù)為 ，刀具耐用度 T=35125.0,.,0,25.,1.8yxzcvvvvmin 則 = =1.65.0125.0 2.337min 15 所以 = =72n714.360minr 選取 i2 所以實際切削速度為 =2.6410 .vin 確定切削時間（一個孔） =t s203.8 (2)攻絲 M12 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量 ：由于其螺距 ,因此進給量f mp5.1rmf/5.1 切削速度 ：參照機械加工工藝手冊表 2.4.105，取Vin/8./14.0sm 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取in/283104.30rdV in/250r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 ：取0nmin/25rn 實際切削速度 ： V sm/13.061025.0 由工序 4 可知： l3l.42l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt in18.05.14305.02121 fnlflj 工序 7：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 3 孔 刀具：我選擇直柄麻花鉆：d =3, l= 117, l 1 =75 ，刀具材料 W18Cr4V； 機床：Z525 計算切削用量 進給量：根據(jù)在金屬機械加工工藝人員手冊表 14-34 中及機床，選用 f=0.10mm/ r 。 計算切削速度：按照在金屬機械加工工藝人員手冊表中 14-29 公式計算： 查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 5-134， ，取0.8.16/fmr 16 ， ，取 ，主軸轉(zhuǎn)速：0.1/fmr507/mincv60/incv （r/min）62134nd 根據(jù)機床選取 n=1360(r/min) ，所以實際切削速度 （r/min）0.10V 計算切削工時 ,式中 ， ， ，所以nflt215l31l2ll = =0.22（min）.036 工序 8：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，鉆 14 孔 （1） 切削深度 。7pam （2） 進給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下： ，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南14,2,94dL 2表 5-134， ，取 ，0.8.6/fr0.1/fmr ，取 ，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速57/mincv incv ，查立式鉆床 Z525 主軸轉(zhuǎn)速表，取6013/i3.4nr n=1360r/min，計算實際切削速度， 。1360.47/incvm （3） 基本時間的確定，首先查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南 2表 2-2 查得鉆削機動時間計算公式， ， ， =（14），nflTj21 )21(cot1Dl 鉆孔深度 ， ， ，所以39lm1l25l .in34.06721nfTj 17 工序 9：以 22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側(cè)面為基準，銑上下端 R75 的槽 機床：銑床 X62 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 80dm20Z4L 銑削深度 ：wa3 每齒進給量 ：根據(jù)機械加工工藝師手冊表 30-13，取f0.5/famZ 銑削速度 ：參照機械加工工藝師手冊表 30-23，取V ，(24)/in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，根據(jù)機械加工工藝n013120/min.48Vrd 師手冊表 11-5，取 8/minr 實際銑削速度 ：V03.152.8/in 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.5fa2Zwn8 工作臺每分進給量 ：mf0.5218/minzf 根據(jù)機械加工工藝手冊 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知llm 刀具切入長度 ：130 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 取 ， ， , 代入公式（2-3）得：0l3l2l18mf 機動時間 ：1jt1032.4injf 18 19 第 4 章 鉆 3 孔夾具設(shè)計 4.1 概述 本夾具主要用于工序 7 鉆 3 孔夾具設(shè)計，本夾具主要用于鉆床 Z525 機床上， 在機床對零件進行機械加工時，為保證工件加工精度，首先要保證工件在機床上 占有正確的位置，然后通過夾緊機構(gòu)使工件正確位置固定不動，這一任務(wù)就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使用通用夾具，這樣可以降低工件的生產(chǎn)成本。但由 于通用夾具適用各種工件的裝夾，所以夾緊時往比較費時間，并且操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率 低。 本零件屬于大量生產(chǎn)，零件外形也不適于使用通用夾具，為了保證工件精度，提高生 產(chǎn)效率，設(shè)計專用夾具就顯得非常必要。 4.2 方案設(shè)計 方案設(shè)計是夾具設(shè)計的第一步，也是夾具設(shè)計關(guān)鍵的一步，方案設(shè)計的好、 壞將直接 影響工件的加工精度、加工效率，稍不注意就會造成不能滿足工件加工要求， 或加工精度 不能達到設(shè)計要求，因此必須慎重考慮。 設(shè)計方案的擬定必須遵循下列原則： 1、定位裝置要確保工件定位準確和可靠，符合六位定位原理。 2、夾具的定位精度能滿足工件精度的要求。 3、夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單，操縱力小而夾緊可靠，力爭造價低 4.3 定位基準的選擇 我們采用已經(jīng)加工好的孔及其端面作為定位基準，采用一面二銷和端面共 限制 6 個自由度為了保證空間工件定位準確，我們需要限制 6 個自由度，一面 是底面端面，一個孔是 22 孔，一個是擋銷，形成一面 2 銷進行定位。這樣空間 6 個 自由度就限制完了。 20 4.4 切削力計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF 鉆削力矩 式（5-3）6.0.91T 式中 maxaxmin187491733HB 刀具：鉆頭 3。 則軸向力：見工藝師手冊表 28.4 21 F=C d f k 3.1F0zFy 式中： C =420， Z =1.0, y =0.8, f=0.35FF k =(F 07.1)92()103.nHB F=420 .0.835()N 轉(zhuǎn)矩 T=C d f kT0ZTy 式中: C =0.206, Z =2.0, y =0.8TT T=0.206 2.0.83517.34()NM 功率 P =m0.6950.2VKWd 在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù) K=K K K K1234 式中 K 基本安全系數(shù)，1.5; K 加工性質(zhì)系數(shù)，1.1;2 K 刀具鈍化系數(shù), 1.1;3 K 斷續(xù)切削系數(shù), 1.14 則 F =KF=1.5/ )(42391.1. N 鉆削時 T=17.34 N M 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊力 計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 這樣能較容易、較穩(wěn)定地保證加工精度。用夾具裝夾工件時，工件相對與刀具 的位置由夾具保證，基本不受工人技術(shù)水平的影響，因而能較容易、教穩(wěn)定地 保證工件的加工精度。能提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。采用夾具后， 工件不需劃線找正，裝夾方便迅速，顯著地減少了輔助時間，提高了勞動生產(chǎn) 22 率。 4.5 夾緊力的計算 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不 利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再 乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算有：： 6543210 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻 5表 可得： 6 12..01.301.56C 12522.3PK ....f 所以有： 193.08()KCWFN 76P 5.()Kf 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )(210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻5可查得： 6.2.76zr90105229 其中： 3()Lm)(8N 螺旋夾緊力： 04.W 4.6 定位誤差分析 該 夾 具 以 一 個 平 面 和 和 2 個 定 位 銷 定 位 ， 要 求 保 證 孔 軸 線 間 的 尺 寸 公 差 。 為 了 滿 足 工 序 的 加 工 要 求 ， 必 須 使 工 序 中 誤 差 總 和 等 于 或 小 于 該 工 序 所 規(guī) 定 的 尺 寸 公 差 。 23 由 5和 6可 得 ： 1 定 位 誤 差 ： 當(dāng) 短 圓 柱 銷 以 任 意 邊 接 觸 時 minDWd 當(dāng) 短 圓 柱 銷 以 固 定 邊 接 觸 時 2d 式 中 為 定 位 孔 與 定 位 銷 間 的 最 小 間 隙min 通 過 分 析 可 得 ： 0.52D1dmin 因 此 ： 當(dāng) 短 圓 柱 銷 以 任 意 邊 接 觸 時 0.63DW 2 夾 緊 誤 差 ： cos)(minaxyj 其 中 接 觸 變 形 位 移 值 ： SNcHBKRkm nZaZy 014.8.9)(1cos0.3jy 磨 損 造 成 的 加 工 誤 差 ： 通 常 不 超 過Mj05. 夾 具 相 對 刀 具 位 置 誤 差 ： 取ADm1. 誤 差 總 和 ： 0.965jw 從 以 上 的 分 析 可 見 ， 所 設(shè) 計 的 夾 具 能 滿 足 零 件 的 加 工 精 度 要 求 。 4.7 導(dǎo)向裝置設(shè)計 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示） 以減少更換鉆套的輔助時間。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 24 要求。 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差 F7 基本 極限 偏差 D6 01 3 +0.010 +0.004 6 11.8 4 7 1.82.6 5 8 6 9 -- 2.63 +0.016 +0.006 33.3 6 +0.016 +0.008 9 3.34 7 10 45 8 11 8 12 16 56 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 10 16 20 0.008 25 68 12 15 810 +0.028 +0.011 15 18 1012 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 1215 22 26 1518 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 1822 30 +0.028 +0.015 34 2226 35 39 20 36 HT 200 2630 +0.041 +0.020 42 46 3035 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 3542 55 59 4248 110 66 0.012 4850 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 鉆模板選用翻轉(zhuǎn)鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 26 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （1）應(yīng)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(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)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(yīng)有足夠 的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 夾較大的工件的外觀，更復(fù)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(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)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(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)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(dāng)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(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 27 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心， 夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)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(shè)計，必須考 慮結(jié)構(gòu)應(yīng)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(shè)計 中還應(yīng)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(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 28 4.9 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計時，需要更換零件加工 時速度要求快。 29 總 結(jié) 這次設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)中最重要的一門科目，它要求我們把大學(xué)里學(xué)到的所 有知識系統(tǒng)的組織起來，進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及 刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質(zhì)量、機床夾具設(shè)計、機械制造工藝 學(xué)等專業(yè)知識有機的結(jié)合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本 次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既了解了基本概念、 基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，來完成 本次設(shè)計。 這次設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn), 提出,分析和解決實際問題, 鍛 煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學(xué)完大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習(xí)的一次理 論與實踐相結(jié)合的綜合訓(xùn)練。這次課程設(shè)計使我以前所掌握的關(guān)于零件加工方 面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、 加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設(shè)計與工藝 等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高； 再次體會到理論與實踐相結(jié)合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論 到實踐，在整整一學(xué)期的日子里，可以說學(xué)到了很多很多的的東西，同時鞏固 了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這 次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不 夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真 正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應(yīng)用。在設(shè)計的過程中遇到了許多問題，當(dāng)然也 發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢 固，通過這次課程設(shè)計，讓自己把以前所學(xué)過的知識重新復(fù)習(xí)了一遍。 這次設(shè)計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師 的辛勤指導(dǎo)下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學(xué)得到很多額外的知識， 在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位教研室指導(dǎo)老 師再次表示忠心的感謝！ 30 致 謝 這次設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。 但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊， 由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐 心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的 完成了課程設(shè)計。 31 參考文獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994 年 2.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994 年 3.機床夾具設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社 出版，1983 年 4.機床夾具設(shè)計手冊，東北重型機械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué) 編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990 年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981 年 10 月 6.機械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 年