課程設計說明書 一四擋變速叉零件的工藝規(guī)程及夾具設計 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 Φ3 孔夾具設計 18 4.1 概述 18 4.2 方案設計 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 導向裝置設計 .22 4.8 確定夾具體結構和總體結構 .25 4.9 夾具設計及操作的簡要說明 .27 總 結 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，并用 mm 鎖緊孔鎖緊。撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當需要變速時，3 操縱變速桿，變速操縱機構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 用于承受彎曲應力和沖擊載荷作用的工作條件。 該撥叉形狀特殊、結構簡單，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 42～50HRC；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14.02??2M 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)，在設計工14.02?? 藝規(guī)程時應重點予以保證。 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)程設計 3.1 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設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計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸14.02?? 向方向上尺寸的設計基準。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量和效率，而且影響 到工人的勞動強度、設備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。制訂工藝路線的出發(fā) 點,應當是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保 證。生產(chǎn)綱領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,還應當考慮經(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)程的關鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究 的基礎上，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，φ22 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mRa?2.3 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a?2.3 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 φ22 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，mRa?3.6 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.3-5， 鉆孔：φ20mm 擴孔：φ21.8mm 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 Φ22 孔 4 銑 以 Φ22 孔為基準，銑寬 10mm 的 2 側面 5 銑 以 Φ22 孔為基準，銑寬 65mm 的內(nèi)側面 6 銑 以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 M12 螺紋孔 7 鉆 以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 Φ3 孔 8 鉆 以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 Φ14 孔 9 銑 以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，銑上下端 R75 的槽 10 檢驗 檢驗 11 入庫 入庫 8 鉸孔：φ22mm 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，Ra?3. 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，ma?5.12 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：φ11 擴孔：φ11.85 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 φ3 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：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z 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/18.0?V 81，取 sV2 機床主軸轉速 ：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 )3~1((5.021????aDl 98.24603. ? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt min26.0.3957621???mjfl 工序 2：以上端面為基準，加工下端面 機床：銑床 X51 刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418D63?6?Z 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/18.0?V 81，取 sV2 機床主軸轉速 ：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 )3~1((5.021????aDl 98.24603. ? 取 ml21 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt min26.0.3957621???mjfl 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——Φ19mm 標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔 ——Φ21.7mm 標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔——Φ22mm 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 0/3/21.6ld?0.9lfk? 。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 ?！?.8/fr? 由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。'f“f 11 2）確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 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，故應對所的結論進行修正。 由參考文獻[7]表 28-3， ， ，故0.8Mvk.lvk'17/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 ， ， ，02dm?0.3/fr19/inr?14/inv? 相應地 ， ，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)： ，0.8mvk?1.02pavk 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/ir?301vdn?? 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 1.3~26fm?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) ，0.8Mvk?0.9pavk524.7(/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/inr?30vdn??? 325/mi07.8/i??? （4）各工序實際切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔： ， ， ，019.4/fr?195/minr?14/inv? 擴孔： ， ， ，.7d522.3m 鉸孔： ， ， ，021.6/f0/in78/i 機動時間 ： 1jt23.0.jLfn??? 工序 4：以 Φ22 孔為基準，銑寬 10mm 的 2 側面 機床：X51 銑床 刀具：硬質合金可轉位端銑刀（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：硬質合金可轉位端銑刀（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. 10wd?10z? *398/min.4svnr? 61min58.mt? 工序 5：以 Φ22 孔為基準，銑寬 65mm 的內(nèi)側面 機床：立式銑床 X51 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù)63dm?6Z? 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 ，(2~4)/in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉速 ： ，根據(jù)《機械加n013(10~2)/min.46Vrd???? 工工藝師手冊》表 11-4，取 2/minr 實際銑削速度 ：V?03.12041.5/in??? 14 取 = ， ， = 代入公式（2-2）得：zf0.8fa?6Zwn210? 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：60lm?3lml2? 機動時間 ：1jt12603.7injf??? 工序 6：以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 M12 螺紋孔 (1)鉆 M12 螺紋孔底孔 Φ10 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 0.20～0.35 。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.,1.8???yxzcvvvvmin 則 = =1.65.0125.0 2.337?min 15 所以 = =72n714.360?minr 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 mp5.1?rmf/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? 機床主軸轉速 ： ，取in/283104.30rdV??? in/250r 絲錐回轉轉速 ：取0nmin/25rn? 實際切削速度 ： V? sm/13.061025.0?? 由工序 4 可知： l3?l.4?2?l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：jt in18.05.14305.02121 ?????fnlflj 工序 7：以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 Φ3 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《機械制造技術基礎課程設計指南》 [2]表 5-134， ，取0.8~.16/fmr? 16 ， ，取 ，主軸轉速：0.1/fmr?50~7/mincv?60/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nflt21??5l31l2?ll = =0.22（min）.036? 工序 8：以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，鉆 Φ14 孔 （1） 切削深度 。7pam? （2） 進給量和切削速度的確定 選硬質合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下： ，查《機械制造技術基礎課程設計指南》14,2,94dL [2]表 5-134， ，取 ，0.8~.6/fr?0.1/fmr? ，取 ，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉速5~7/mincv incv ，查立式鉆床 Z525 主軸轉速表，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《機械制造技術基礎課程設計指南》 [2]表 2-2 查得鉆削機動時間計算公式， ， ， =（1~4），nflTj???21 )2~1(cot1????Dl 鉆孔深度 ， ， ，所以39lm1l25l .in34.06721????nfTj 17 工序 9：以 Φ22 孔和端面，及 65mm 叉口內(nèi)側面為基準，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) 80dm?20Z?4L 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 ，(2~4)/in 取 =30, =63 代入公式（2-1）得：0d 機床主軸轉速 ： ，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 ：V?03.152.8/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：0l?3l2l?18mf 機動時間 ：1jt1032.4injf??? 18 19 第 4 章 鉆 Φ3 孔夾具設計 4.1 概述 本夾具主要用于工序 7 鉆 Φ3 孔夾具設計，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，然后通過夾緊機構使工件正確位置固定不動，這一任務就是由夾具 來完成。 對于單件、小批生產(chǎn)，應盡量使用通用夾具，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，設計專用夾具就顯得非常必要。 4.2 方案設計 方案設計是夾具設計的第一步，也是夾具設計關鍵的一步，方案設計的好、 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 不能達到設計要求，因此必須慎重考慮。 設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、夾具結構盡量簡單，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 Ф22 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 φ3。 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??.76zr?901052???'29? 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 短 圓 柱 銷 以 任 意 邊 接 觸 時 minDWd?????? 當 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 ： 0.52D??1dmin? 因 此 ： 當 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])[(1?????cos0.3jy?? ⑶ 磨 損 造 成 的 加 工 誤 差 ： 通 常 不 超 過Mj??05. ⑷ 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 計 的 夾 具 能 滿 足 零 件 的 加 工 精 度 要 求 。 4.7 導向裝置設計 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（其結構如下圖所示） 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 ＞0～1 3 +0.010 +0.004 6 ＞1～1.8 4 7 ＞1.8～2.6 5 8 6 9 -- ＞2.6～3 +0.016 +0.006 ＞3～3.3 6 +0.016 +0.008 9 ＞3.3～4 7 10 ＞4～5 8 11 8 12 16 ＞5～6 +0.022 +0.010 10 +0.019 +0.010 11 10 16 20 0.008 25 ＞6～8 12 15 ＞8～10 +0.028 +0.011 15 18 ＞10～12 18 +0.023 +0.012 22 12 20 25 ＞12～15 22 26 ＞15～18 +0.034 +0.016 26 30 16 28 36 ＞18～22 30 +0.028 +0.015 34 ＞22～26 35 39 20 36 HT 200 ＞26～30 +0.041 +0.020 42 46 ＞30～35 48 +0.033 +0.017 52 25 HT20 0 56 ＞35～42 55 59 ＞42～48 110 66 0.012 ＞48～50 +0.050 +0.025 70 +0.039 +0.020 74 30 56 67 0.040 鉆模板選用翻轉鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 26 4.8 確定夾具體結構和總體結構 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）結構的方法和使用應該不錯 夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所 以應特別注意結構的過程中，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，結構應該簡單。 （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 27 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(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構，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 慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經(jīng)濟的具體結構和操作、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，必須考慮結構應便排出鐵屑。 28 4.9 夾具設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。因此設計時，需要更換零件加工 時速度要求快。 29 總 結 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所 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、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝 學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本 次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設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)實踐相結合，來完成 本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,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),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理 論與實踐相結合的綜合訓練。這次課程設計使我以前所掌握的關于零件加工方 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合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論 到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固 了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這 次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不 夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真 正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也 發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢 固，通過這次課程設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師 的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學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和各位教研室指導老 師再次表示忠心的感謝！ 30 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。 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.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社 出版，1983 年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學 編，上?？茖W技術出版社出版，1990 年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981 年 10 月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997 年