機(jī)械制造課程設(shè)計撥叉.doc

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一、零件分析 （一）撥叉的作用 撥叉是車床變速箱換擋機(jī)構(gòu)中的一個主要零件(位置如圖1所示),主要起換擋作用。通過撥叉的撥動使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。如果撥叉槽口的配合尺寸精度不高時，滑移齒輪就達(dá)不到要求的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合，從而影響整個傳動系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的上端面和寬度為18H11槽的側(cè)面以及內(nèi)花鍵的精度要求較高。 圖1 臥式車床主軸展開圖 （二）撥叉的工藝分析 該撥叉尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，屬于典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔與叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作過程中受輕微沖擊載荷，為保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求底槽側(cè)面與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求為0.08mm。撥叉的頂面要與換擋手柄等零件相配合，因此為使工作時撥叉承受水平方向上的力要求上端面與叉軸孔軸線有平行度要求為0.10mm。故該零件的主要加工表面為叉軸孔、叉腳底槽側(cè)面和撥叉上端面，由于這些主要加工表面的精度相對較低，因此采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工即可。 二、 工藝規(guī)程設(shè)計 （一）確定毛坯的制造形式 根據(jù)零件材料HT200確定毛坯為鑄件，零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。故從提高生產(chǎn)效率，保證經(jīng)濟(jì)性的角度講，應(yīng)該采用鑄造成型中的金屬模鑄造的方法制造毛坯。又因為零件形狀相對簡單，故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，內(nèi)孔很小，可不鑄出。 （二）基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程中會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。通常先選精基準(zhǔn)后選粗基準(zhǔn)。 1.精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。在選擇時，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。在本零件中花鍵孔的中心線為叉腳部分溝槽和頂面的設(shè)計基準(zhǔn)，故以花鍵孔的中心線為精基準(zhǔn)，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)相重合，保證了被加工表面的垂直度和平行度要求。同時由于零件在軸向上的剛度較大，因此選用零件的左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊力作用在右端面上，可避免在機(jī)械加工工程中發(fā)生變形，加緊穩(wěn)定可靠。 2.粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。所以選擇右端面，4080的頂面和7580的右側(cè)面及外圓中心線為粗基準(zhǔn)，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 （三）制訂工藝路線 1. 表面加工方法確定 根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查相關(guān)表格，確定零件各表面的加工方法，如表1所示。 表1 各表面加工方案 加工表面 尺寸及偏差/mm 尺寸精度等級 表面粗糙度/um 加工方案 后端面 80 / 3.2 粗銑-精銑 頂面 72 / 3.2 粗銑-精銑 花鍵小徑 Φ22+0.21 0 IT12 6.3 鉆-擴(kuò) 花鍵大徑 Φ25+0.21 0 IT12 1.6 拉 底槽 18+0.11 0 IT11 槽底6.3 側(cè)面3.2 粗銑-精銑 倒角 150 / / 鉆 螺紋 M8 / / 鉆-攻絲 2. 工藝路線擬定 尊循“先粗后精”原則，先安排粗加工后安排精加工。尊循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)—左側(cè)面和花鍵軸孔；尊循“先主后次”原則，先加工主要表面—左側(cè)面和花鍵軸孔，后加工次要表面—頂面和操縱槽側(cè)面及底面；由此安排工藝路線如表2。 表2 機(jī)械加工工藝路線 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 粗銑，精銑撥叉后端面 兩側(cè)面、頂面 20 鉆-擴(kuò)-拉花鍵孔（倒角） 后端面、左側(cè)面、頂面 30 粗銑、精銑頂面 左側(cè)面、后端面、花鍵孔軸線 40 粗銑、精銑底槽 左側(cè)面、后端面、花鍵孔軸線 50 鉆孔、攻絲2-M8 后端面、左側(cè)面、底面 60 終檢 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件的材料為HT200，凈重量約為0.93千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，可以采用金屬模鑄造的方法進(jìn)行毛坯的制造。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.面的加工余量及工序尺寸 考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只需確定后端面的尺寸即可。選取鑄件的尺寸公差等級為CT8，查表得出其公差值為1.6mm。 又根據(jù)零件的鑄造方法（金屬模鑄造）、公差等級（CT1～CT16）和零件的材料（灰口鑄鐵），查表確定零件的加工余量等級，即MA值。經(jīng)查，確定加工余量等級為F級。 最后根據(jù)CT、MA和工件基本尺寸查表確定機(jī)械加工余量，該撥叉的基本尺寸≤100mm，公差等級為CT8，加工余量等級為F，故查表所得的機(jī)械加工余量為2.0mm。 機(jī)械加工余量分為單側(cè)和雙側(cè)，單側(cè)加工余量與加工要求的關(guān)系如圖所示。 毛坯的最大極限尺寸 lmax=零件基本尺寸+MA+CT/2=； 毛坯的最小極限尺寸 lmin=零件的基本尺寸+MA-CT/2=。 即毛坯尺寸為820.8mm。 2. 花鍵底孔的加工余量及工序尺寸 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.53得出：在實體材料上加工孔，一次性鉆孔，孔的公差等級可以達(dá)到H13～12級，符合Φ22H12的要求，但為提高其表面精度需進(jìn)行擴(kuò)孔。再根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝設(shè)計手冊》表4-22查出拉鍵槽加工余量為f=0.4mm，即預(yù)制孔加工到Φ21.2mm，一次性拉削到設(shè)計要求Φ25H7。查表2.56可知擴(kuò)孔的加工余量為1.5～2.0mm，由于本工序的待加工表面的金屬厚度較小，故取擴(kuò)孔的加工余量為0.6mm。 3.底槽18H11的加工余量及工序尺寸 該槽鑄造時沒有鑄出，參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表21-5，得粗銑其槽邊機(jī)加工余量（雙邊余量）Z=3.0mm，半精加工的余量（雙邊余量）Z=1mm。由于該工序加工時選用的刀具為Φ16的立式銑刀，粗加工時要銑去大部分的余量，因此取半精加工的雙邊余量為Z=2.0mm。又由刀具選擇可得其極限偏差為：粗銑為+0.21 0mm，半精銑為+0.13 0mm。 粗銑兩邊工序尺寸為：； 粗銑后毛坯最大尺寸為：； 粗銑后毛坯最小尺寸為： 16+0=16mm；即粗加后的工件尺寸為16+0.21 0mm。 半精銑兩邊工序尺寸為： 18+0.31 0 mm能夠滿足加工要求。 4．螺紋的加工 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.3-20，得M8螺紋攻螺紋前所用麻花鉆的直徑為6.7mm。 現(xiàn)將各工序加工余量及工序尺寸整理成表，如表3所示。 表3 各工序加工余量與工序尺寸 工序余量/mm 工序尺寸及公差/mm 表面精度Ra/um 粗加工 精加工 粗加工 精加工 粗加工 精加工 后端面 1.5 0.5 80.5 80 6.3 3.2 頂面 2．0 1.0 73 72 6.3 3.2 操縱槽 （槽深） 82 （33） 12 （2） 16+0.21 0 （33） 18+0.31 0 （35） 6.3 3.2 花鍵底孔 麻花鉆20擴(kuò)孔鉆20.7 鉆后20、擴(kuò)后21.2 6.3 花鍵 0.4 6-6H925H722H12 3.2 螺紋 麻花鉆6.7 6.7mm / 錐銷孔 專用刀具 鉆-鉸 1.6 （五）確定切削用量及基本工時 工序Ⅰ：粗銑、精銑后端面 工件材料：HT200，=220MPa，硬度HBS=157～236；加工要求：表面粗糙度Ra=3.2um； 機(jī)床：X51立式銑床 刀具：刀具材料 高速鋼端面銑刀 2. 背吃刀量的確定 因為粗加工余量較小故一次切削就可切除所有余量，因此取粗加工的背吃刀量等于粗加工余量，即ap 11=z=1.5mm。精銑時ap 12=0.5mm。 3.進(jìn)給量 查《實用機(jī)械加工工藝手冊》表11-90，根據(jù)機(jī)床功率及工藝系統(tǒng)剛度，查得粗銑每齒進(jìn)給量=0.15～0.3mm/z, 精銑每齒進(jìn)計量=0.05～0.12mm/z；取粗加工的每齒進(jìn)給量=0.2mm/z，精加工的每齒進(jìn)給量=0.05m/z。 4.切削速度及進(jìn)給速度的確定 查表確定粗加工的銑削速度為，精加工的銑削速度為。 查表3.6，粗銑和精銑時的轉(zhuǎn)速分別為160r/min和300r/min。修正后的切削速度為： 則進(jìn)給速度為： 工序Ⅱ：鉆花鍵軸孔、擴(kuò)孔 1.鉆孔 （1）鉆孔時選用直徑為Φ20mm的高速鋼麻花鉆，機(jī)床則選用Z525立式鉆床。 （2）鉆削速度及進(jìn)給速度的確定 由《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-15，根據(jù)高速鋼麻花鉆的直徑do＝20mm，鑄鐵的硬度約為200HBS，查得進(jìn)給量f=0.43～0.53mm/r。由于Yd＝80/20＝4查得修正系數(shù)，則f＝0.41～0.50mm/r。由《切削用量簡明手冊》表2.8可查得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f＝1.75mm/r。因此進(jìn)給量在允許范圍內(nèi)，取f＝0.45mm/r。則對應(yīng)的鉆削速度為v=17m/min。 因此主軸轉(zhuǎn)速為 查表3.18得鉆床主軸轉(zhuǎn)速為272r/min，因此其實際的鉆削速度為： 進(jìn)給速度為： 2.擴(kuò)孔時 （1）擴(kuò)孔時考慮鉆孔所達(dá)到的直徑及拉花鍵時的加工余量，選擇直徑為Φ20.7mm擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔后的孔徑Φ21.2mm，符合花鍵的加工余量刀具材料為高速鋼。 （2）切削速度及進(jìn)給速度的確定 由《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-30高速鋼及硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆的進(jìn)給量，得進(jìn)給量f=0.7～0.8mm/min,取f=0.7mm/r，由于修正系數(shù)K=0.95，所以進(jìn)給量f=0.7x0.95=0.67mm/min。再查表28-32，確定切削速度為v=25m/min。 則主軸轉(zhuǎn)速為： 查表3.18確定主軸實際轉(zhuǎn)速為392r/min，故其實際的切削速度為： 進(jìn)給速度為： 3.檢驗機(jī)床功率 根據(jù)所選的切削用量、切削速度及寄給速度進(jìn)行功率估算，經(jīng)計算加工所需功率為1.20kw小于所選用的機(jī)床主電機(jī)功率2.8kw。故所選切削用量可用。 工序Ⅲ 拉花鍵 機(jī)床：臥式拉床L6120。 刀具：查參考文獻(xiàn)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表10-266，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料。 拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查參考文獻(xiàn)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度v=0.116～0.08mm/s，取v=0.10mm/s。 拉削工件長度：； 拉刀長度：； 拉刀切出長度，取。 工序Ⅳ 粗銑、精銑頂面 本工序刀具采用高速鋼立銑刀，機(jī)床為X51立式銑床。 1. 粗銑頂面 (1)背吃刀量的確定 本工序的加工余量較大為20mm，因此考慮三次走刀來完成加工，背吃刀量分別為ap1=8mm，ap2=8mm，ap3=4mm. （2）進(jìn)給速度及切削速度的確定 選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm, 由《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-36查得加工材料為灰鑄鐵，根據(jù)刀的直徑及齒數(shù)，確定每齒進(jìn)給量為f=0.08～0.18 mm/z，取f=0.18mm/z；由表查得其銑削速度為V=19m/min。 則主軸轉(zhuǎn)速為： 查機(jī)床的轉(zhuǎn)速表，取n＝380r/min，由此可得進(jìn)給速度為： 實際銑削速度為： 2.精銑頂面 （1） 背吃刀量的確定 精加工同樣采用三次走刀來完成，因此a p1=4mm，a p2=4mm，a p3=2mm。 （2） 進(jìn)給速度及切削速度的確定 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-36，查得每齒進(jìn)給量為f=0.08～0.18 mm/z，取f=0.08mm/z；由表查得其銑削速度為V=22m/min。 則主軸轉(zhuǎn)速為： 查機(jī)床的轉(zhuǎn)速表，取n＝490r/min，由此可得進(jìn)給速度為： 實際銑削速度為： 工序Ⅴ 粗銑、精銑操縱槽 機(jī)床：立式升降臺銑床（） 刀具：根據(jù)參考文獻(xiàn)《實用機(jī)械加工工藝手冊》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。 1.粗銑16槽 銑削深度：，每齒進(jìn)給量：查參考文獻(xiàn)《實用金屬切削加工工藝手冊》表2.4-75，得，取。 銑削速度：查參考文獻(xiàn)《實用金屬切削加工工藝手冊》表30-33，得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 2.精銑18槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)《實用金屬切削加工工藝手冊》表查得：進(jìn)給量, 查參考文獻(xiàn)《實用金屬切削加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： 工序Ⅵ 鉆孔、攻螺紋 1.鉆孔 （1）刀具及機(jī)床的選擇 由于鉆孔后要進(jìn)行攻螺紋，故查《機(jī)械制造基技術(shù)礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.67攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑，得麻花鉆直徑為Φ6.7mm。根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表20-3標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列，故該選用直柄麻花鉆。為充分利用機(jī)床資源，提高設(shè)備的利用率，因此選擇與的機(jī)床工序Ⅱ所用機(jī)床相同，即Z525立式鉆床。 （2）切削速度及進(jìn)給速度的確定 由《切削用量簡明手冊》表2.7，查得進(jìn)給量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡明手冊》表2.83和鉆頭允許的進(jìn)給量，確定最大進(jìn)給量f＝0.86mm/r。由《切削用量簡.手冊》表2.9機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的鉆削進(jìn)給量查得f＝1.6mm/r。故由Z525型立式鉆床說明書取f＝0.36mm/r。又根據(jù)表2.15查得切削速度為V＝18m/min。 則主軸轉(zhuǎn)速為： 查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，取n=680r/min,此時實際切削速度為： 則實際的進(jìn)給速度為： (3)校核機(jī)床扭矩及功率 由《切削用量簡明手冊》表2.20查得 =420, =1 ＝0.8，=0.206, 2.0, =0.8 Pc＝＝0.32 KW ，＝420720.360.81 ＝1298.3 N ， Mc＝0.206720.360.81＝4.5 Nm 根據(jù)Z525機(jī)床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8x0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面算出的的數(shù)據(jù)都小于機(jī)床的各個相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。 2. 攻螺紋 （1） 刀具的選用 根據(jù)《機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊》表8-3，確定刀具為粗柄帶頸粗牙普通螺紋機(jī)用絲錐，刀具材料選用高速鋼。機(jī)床則選用Z525立式鉆床。 （2）切削速度及進(jìn)給速度的確定 查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5-83得螺紋直徑為8mm，螺距為1.25mm，加工材料為灰鑄鐵時的切削速度為v=8.0m/min。由于螺紋加工時的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量等于螺距，且本工序螺紋的螺距為1.25mm，故進(jìn)給量f=1.25mm/r。 則主軸轉(zhuǎn)速為： 查機(jī)床轉(zhuǎn)速表，確定實際轉(zhuǎn)速為392r/min，則實際的切削速度為： 則實際進(jìn)給速度為： （六）時間定額的計算 時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額一般由基本時間、輔助時間、布置工作地時間、休息和生理需要時間及準(zhǔn)備與終結(jié)時間?；緯r間又稱機(jī)動時間，可按有關(guān)公式計算，輔助時間一般按基本時間的15%～20%估算，基本時間與輔助時間之和稱為作業(yè)時間。布置工作地時間、休息和生理需要時間、準(zhǔn)備與終結(jié)時間,一般分別按作業(yè)時間的2%～7%、 2%～4%、3%～5%計算。 單件時間定額可按下式計算：=++++/m，m為每批生產(chǎn)零件的的個數(shù)。在本設(shè)計中m取值為1. 1.工序Ⅰ的時間定額計算 由面銑刀對稱銑平面，，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.41，得銑刀對稱銑平面的基本時間計算公式為： 為進(jìn)給速度 (1～3)mm (1～3)mm 因此確定 (1～3)mm= ,=320mm/min,取2mm,則 粗銑基本時間： 精銑基本時間： 基本時間為： 取輔助時間，則，其他時間分別按3%計算，則其他時間為 故本工序單件時間定額tdj為：tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =0.83+0.17+0.09=1.09min 2.工序Ⅱ的時間定額計算 由麻花鉆查表5.39，得鉆削時間的計算公式為 f為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (1～2)mm D為孔徑 (1～4)mm 鉆孔時 (1～2)mm=101.73+2=19.3mm 鉆削的基本時間為 擴(kuò)孔時間計算公式為 f為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 (1～2)mm D為孔徑 (2～4)mm 擴(kuò)孔時 (1～2)mm=0.61.73+2=3.04mm 擴(kuò)孔基本時間為 基本時間為： 取輔助時間，則，其他時間分別按3%計算，則其他時間為 故本工序單件時間定額tdj為：tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =1.33+0.27+0.144=1.744min 3.工序Ⅲ時間定額計算 拉削級別由《機(jī)械加工工藝手冊》表4.1－66查得。拉削加工工時t＝。式中Zb為單面余量Zb ＝＝1.5 mm，為校準(zhǔn)部分長度系數(shù)，取＝1.2，K機(jī)床返回行程系數(shù)取 k＝1.14，fz為拉刀單面齒開量，z為拉刀同時工作齒數(shù)z＝L/P，P為拉刀齒距 P＝（1.25～1.5）＝1.35 ＝12 mm，所以z＝L/P=80/127。 因此基本時間為： 輔助時間 其他時間 故本工序單件時間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =0.16+0.032+0.017 =0.209min 4.工序Ⅳ時間定額計算 由《機(jī)械加工工藝手冊》表2.1－94可查得立銑的時間計算公式為 i為進(jìn)給次數(shù) ＝0.5do+（0.5～1.0）＝9 mm ＝1～2 mm 故粗銑的基本時間 精銑的基本時間 基本時間 取輔助時間，則，其他時間分別按3%計算，則其他時間為。 故本工序單件時間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =3.62+0.54+0.37=4.53min。 5.工序Ⅴ時間定額計算 (1)粗銑 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：=81mm，刀具切出長度：取 走刀次數(shù)1次 粗銑基本時間： (2)精銑 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm，刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 精銑基本時間： 本工序機(jī)動時間 取輔助時間，則，其他時間分別按3%計算，則其他時間為。 故本工序單件時間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =2.37+0.36+0.25=2.98min。 6. 工序Ⅵ時間定額計算 該工序中的鉆孔時間計算公式與工序Ⅱ相同，故鉆削的基本時間為 。 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.43可知攻螺紋的時間計算公式為 其中n為絲錐每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，n 0為絲錐回程的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)；=（1～3）P，=（2～3）P；i為絲錐數(shù)目。 因此攻絲時的基本時間為 基本時間 取輔助時間，則，其他時間分別按3%計算，則其他時間為 因此本工序單件時間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =0.09+0.06+0.03+0.02=0.2min 三、撥叉槽口夾具設(shè)計 為了在考慮零件的技術(shù)要求的前提下降低勞動強(qiáng)度提高勞動生產(chǎn)率。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計內(nèi)容，需要設(shè)計專用夾具來銑18H11底槽，該槽相對于花鍵孔中心有一定的技術(shù)要求。加工底槽的夾具將用于臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀。 （一）定位基準(zhǔn)及定位元件的選擇 由零件圖可知：槽兩側(cè)面面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選擇以花鍵孔中心線為主要定位基準(zhǔn)，則由定位其準(zhǔn)不重合引起的誤差較小，這種定位在結(jié)構(gòu)上也簡單易操作。 采用花鍵軸定心定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求。同時，應(yīng)加一圓柱銷固定好花鍵軸，防止花鍵軸帶動工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 其中花鍵軸限制五個自由度，包括3個轉(zhuǎn)動自由度和兩個移動自由度;平面限制軸向方向的移動自由度。 圖2 花鍵心軸 （二）輔助支承的選擇 由于該工件的長度相對較長，為提高工件的裝夾剛度和定位穩(wěn)定性，它是在工件定位完成之后參與作用的，故不起定位作用。為提高工件的裝夾效率，所選輔助支承如圖所示，它能夠通過彈簧自動調(diào)整，并支承與頂柱上的斜面自鎖。 圖3 輔助支承 （三）定位誤差的分析與計算 定位誤差由基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重合誤差所組成。 （1）槽底到花鍵孔軸線尺寸15的定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差： 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差為零。即。 基準(zhǔn)位移誤差： 基準(zhǔn)位移誤差，因此 故工序尺寸15的定位誤差為： 工序尺寸15按經(jīng)濟(jì)加工精度計算其公差為T=0.27mm，因此＜，故該定位方案能夠滿足加工要求。 （2）垂直度的定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差： 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，所以基準(zhǔn)不重合誤差為零。即。 基準(zhǔn)位移誤差： 基準(zhǔn)位移誤差，因此，同時由于工序尺寸與間的夾角為90。 故垂直度的定位誤差為： 故該定位方案能夠滿足加工要求。 （3）工序尺寸18的定位誤差 基準(zhǔn)不重合誤差： 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，所以產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。由于基準(zhǔn)尺寸按經(jīng)濟(jì)加工精度計算，即T=0.15mm，因此基準(zhǔn)不重合誤差為： 基準(zhǔn)位移誤差： 因精基準(zhǔn)為已加工平面，因此基準(zhǔn)位移誤差為： 故工序尺寸18的定位誤差為： ，因此該方案不能滿足加工要求。 改進(jìn)方案為將工序尺寸10按IT9進(jìn)行加工。 （四）切削力及夾緊力計算 查《機(jī)械加工工藝師手冊》表17-18，得銑削切削力的計算公式 ， 查表17-19得灰鑄鐵的， 因此，同時在選擇銑削方式時，由于順銑時，刀具所受沖擊力加大，同時工件所受縱方向分力與進(jìn)給方向相同，如果絲杠螺母之間有螺紋間隙，就會造成工作臺攢動銑削進(jìn)給量不均勻，容易引振動及刀具損壞。因此選擇逆銑，查表30-22，得水平分力及切削力的比值 ，取。因此水平分力為： 由于軸向分力由工件傳遞給輔助支撐，最后由機(jī)床的工作臺來平衡，故不影響夾緊力的計算。 工件采用螺旋機(jī)構(gòu)夾緊，為提高工件的裝夾效率，減少輔助時間，因此采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中的開口墊圈來夾緊。機(jī)構(gòu)如圖4所示。 根據(jù)夾緊方式確定夾緊力的計算公式為： 式中為夾緊力；為原始動力；L為作用力臂；為螺紋半徑；為螺紋升角；為螺母與螺紋間的摩擦角；為螺桿端部與工件的的摩擦角；螺紋端部與工件的當(dāng)量摩擦半徑。 查資料得，，。所以=2.860，=8.530，=10.20。 圖4 開口墊圈 從安全角度考慮，應(yīng)使。帶入上式得 ， 故 四、心得體會 為期2周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組幾名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認(rèn)識。 我通過本次的制造技術(shù)課程設(shè)計，進(jìn)一步對所學(xué)的機(jī)械制造技術(shù)的知識有了新的理解。我熟悉了一個產(chǎn)品機(jī)械加工工藝的設(shè)計過程，而且對本課程所要講述的內(nèi)容有了一個較為清晰的輪廓印象，同時對資料的查詢與合理的應(yīng)用有了更深入的了解。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計算、機(jī)床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 通過本次課程設(shè)計，讓我對自己有了一個重新的認(rèn)識和定位，讓我認(rèn)識到了自己在機(jī)械設(shè)計中的不足與缺陷。如果想要更好地掌握好這門課程，就必須進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)與實踐，在實際工作中不斷地積累經(jīng)驗。紙上談兵遠(yuǎn)不如去實踐獲得的多，掌握的深。通過這次課程設(shè)計讓我對機(jī)械制造業(yè)有了更深入的了解，為我以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)： 1.楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8. 2.陳家芳.實用金屬切削加工工藝手冊.上海：上?？萍汲霭嫔?，2005.1. 3.李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.6. 4.王健石.機(jī)械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊.北京：機(jī)械工藝出版社，2005.6. 5.柯建宏.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計.武漢：華中科技大學(xué)出版社. 6.尹成湖，李保章，杜金萍. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京：高等教育出版社，2009.3. 7.陳宏鈞.實用機(jī)械加工工藝手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1. 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