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機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
1
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
20
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ30左端面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
490
60
0.2
2.0
1
0.242
2
3
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
2
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
30
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ30右端面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
490
60
0.2
2.0
1
0.242
2
3
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
3
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
40
鉆、擴(kuò)、鉸
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式鉆床
Z525
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆孔至Φ18
麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
500
28.3
0.25
9.0
1
0.328
2
擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
擴(kuò)孔鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
630
39.2
0.16
0.9
1
0.321
3
鉸Φ19.8孔至Φ20
鉸刀、錐柄圓柱塞規(guī)
1000
62.8
0.12
0.1
1
0.268
4
倒角C1
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
4
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
50
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑13.5側(cè)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
37.1
0.2
1.5
1
0.292
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
5
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
60
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑14側(cè)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
37.1
0.2
1.0
1
0.288
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
6
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
70
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
臥式銑床
X61
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
粗銑兩爪共面
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
600
150
0.2
1.5
2
0.525
2
半精銑兩爪共面
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
755
200
0.16
0.5
2
0.505
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
7
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
80
銑
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
銑Φ15凸臺(tái)面
端銑刀、游標(biāo)卡尺
590
35
0.2
2.0
1
0.092
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
共
8
頁
第
8
頁
車間
工序號(hào)
工序名稱
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
90
鉆
RZG310～570
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鍛件
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
立式銑床
X51
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆Φ6孔
麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
500
9.4
0.25
3.0
1
0.136
夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂
CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國
2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表
摘 要
幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。
關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束
1.介紹
夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。
一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別：
1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。
2、限制約束：不完全約束工件的自由度。
3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。
在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過無數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反。卡爾森[4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。
在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見圖1)。
表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無二的解決方案為下列所有定位方程組。
gi(q)=0,i=1,2,...,n (1)
其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。
只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處:
淺田表明
(2)
hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位
如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法
(3)
在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。
圖1 .夾具系統(tǒng)模型。
表1
等級(jí) 數(shù)量的定位 地位
<6 - Under-constrained
=6 =6 Well-constrained
=6 >6 Over-constrained
康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下:
Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4)
Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)
Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6)
λ是任意一個(gè)向量。
他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。
2.定位完整性評(píng)價(jià)
如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。
在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL:
如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]
每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下:
（7）
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過約束。
這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。
圖2 幾何約束狀態(tài)描述
圖3一個(gè)簡化的定位方案。
定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國家的算法使用下列方法確定不必要的定位：
1、找到所有的（n-6）組合定位的。
2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。
3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。
4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過約束狀態(tài)。
這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。
當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。
參考文獻(xiàn)
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機(jī)械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
?
產(chǎn)品型號(hào)
?
共1頁
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒II擋變速叉
第1頁
材料牌號(hào)
RZG310～570
毛坯種類
鍛件
毛坯外型尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
?
工
序號(hào)
工序
名稱
工 序 內(nèi) 容
車間
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時(shí)
準(zhǔn)終
單件
00
毛坯
下料
10
熱處理
叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火，硬度為45HRC～53HRC，淬硬層深1.2～2.5，其余硬度229HB～269HB
20
銑
銑Φ30左端面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
30
銑
銑Φ30右端面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
40
鉆
①鉆孔至Φ18； ②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
③鉸Φ19.8孔至Φ20；④倒角C1
金工
立式鉆床Z525
專用夾具、麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、特制倒角鉆、游標(biāo)卡尺
50
銑
銑13.5側(cè)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
60
銑
銑14側(cè)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
70
銑
粗銑、半精銑兩爪共面
金工
臥式銑床X62W
專用夾具、W18Cr4V三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺
80
銑
銑Φ15凸臺(tái)面
金工
立式銑床X51
專用夾具、W18Cr4V端面銑刀、游標(biāo)卡尺
90
鉆
鉆Φ6孔
金工
Z525立式鉆床
專用夾具、麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī)
100
鉗工
鉗工去毛刺
110
質(zhì)檢
檢驗(yàn)至圖紙要求
120
入庫
包裝、入庫
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目 錄
第一章 工藝規(guī)程制定 1
1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 1
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的組成 1
1.3 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料 1
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2
2.1毛坯的制造形式 2
2.2 基面的選擇 2
2.3制定工藝路線 3
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3
2.5確定切削用量及基本工時(shí) 5
第3章 變速叉的夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 問題的提出 12
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 12
3.3 切削力及夾緊力計(jì)算 12
3.4 定位誤差分析 12
3.5鉆套的設(shè)計(jì) 13
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明 16
總 結(jié) 17
參 考 文 獻(xiàn) 18
第一章 工藝規(guī)程制定
1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
1、工藝規(guī)程 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
2、制訂工藝規(guī)程的原則 保證圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，有較高的生產(chǎn)效率，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高，勞動(dòng)條件良好。
3、制訂工藝規(guī)程的原始資料
4、制訂工藝規(guī)程的程序 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；分析產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝審查；確定毛坯的種類、形狀、尺寸及精度；擬訂工藝路線（劃分工藝過程的組成、選擇定位基準(zhǔn)、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機(jī)床設(shè)備等）；進(jìn)行工序設(shè)計(jì)（確定各工序加工余量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計(jì)算時(shí)間定額等；確定工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法，填寫工藝文件。
1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的組成
工藝過程由若干個(gè)按著一定順序排列的工序組成。工序是工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)組織和計(jì)劃的基本單元。工序又可細(xì)分為若干個(gè)安裝、工位及工步等。
1、 工序 一個(gè)或一組人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的一部分工藝過程。
2、 安裝 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序
3、 工位 為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分占據(jù)每一位置所完成的那部分工序。
4、 工步 在加工表面和加工工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序
5、 走刀 在一個(gè)工步內(nèi)當(dāng)被加工表面的切削余量較大，需分幾次切削時(shí)，則每進(jìn)行一次切削稱為一次走刀。
1.3 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料
產(chǎn)品裝配圖及零件圖；產(chǎn)品質(zhì)量的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型；原材料及毛坯的生產(chǎn)水平；現(xiàn)場生產(chǎn)條件（機(jī)床設(shè)備與工藝裝備、工人技術(shù)水平等）；國內(nèi)外有關(guān)工藝、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1毛坯的制造形式
零件材料為RZG310～570，輪廓尺寸不大，選用鍛造，鍛造精度為8級(jí)，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
2.2 基面的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
1 、精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。
1） 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。
3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。
5） 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。
根據(jù)該變速叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇變速叉的82.2mm孔及變速叉端面作為主定位精基準(zhǔn)，零件上有很多表面都可以采用它作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
2、粗基準(zhǔn)的選擇
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。
4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
此設(shè)計(jì)選擇Φ20孔孔及其端面作為主定位精基準(zhǔn)、Φ65弧形槽作為輔助定位基準(zhǔn)。
2.3制定工藝路線
制訂工藝路線的出發(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)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。
工序00：下料
工序10：叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火，硬度為45HRC～53HRC，淬硬層深1.2～2.5，其余硬度229HB～269HB
工序20：銑Φ30左端面
工序30：銑Φ30右端面
工序40：①鉆孔至Φ18；②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8；③鉸Φ19.8孔至Φ20；④倒角C1
工序50：銑13.5側(cè)面
工序60：銑14側(cè)面
工序70：粗銑、半精銑兩爪共面
工序80：銑Φ15凸臺(tái)面
工序90：鉆Φ6孔
工序100：鉗工去毛刺
工序110：檢驗(yàn)至圖紙要求
工序120：包裝、入庫
2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
變速器II、III擋變速叉零件材料為RZG310～570，毛坯重約3.4Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用鍛造， 2級(jí)精度組。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初步設(shè)計(jì)如下：
1. Φ30左端面的加工余量
Φ30左端面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)MA-F，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。
2. Φ30右端面的加工余量
Φ30右端面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)MA-F，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。
3. Φ20孔的加工余量
因Φ20孔的尺寸不大，故采用鍛造，孔的表面粗糙度Ra3.2，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7知，需經(jīng)過鉆——擴(kuò)——鉸三步方滿足其精度要求。
鉆孔至Φ18 單邊余量Z=9.0
擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8 單邊余量Z=0.9
鉸Φ19.8孔至Φ20 單邊余量Z=0.1
4. 13.5側(cè)面的加工余量
13.5側(cè)面，因加工余量小，故鍛造時(shí)不留余量，表面粗糙度Ra12.5，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。
5.14側(cè)面的加工余量
14側(cè)面，因加工余量小，故鍛造時(shí)不留余量，表面粗糙度Ra12.5，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。
6.Φ15凸臺(tái)面的加工余量
C向凸臺(tái)面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)MA-F，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra12.5，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，需經(jīng)過一步銑削即可滿足其精度要求。
7.兩爪共面的加工余量
兩爪共面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)MA-F，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra3.2，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——半精銑方可滿足其精度要求。
粗銑 單邊余量Z=1.5mm
半精鏜 單邊余量Z=0.5mm
8.Φ6的加工余量
Φ6孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鍛造，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表1.4-7知，鉆孔即可滿足其精度要求。
9.其他不加工表面鍛造即可滿足其精度要求。
2.5確定切削用量及基本工時(shí)
工序00：下料
工序10：叉口兩處28長度內(nèi)高頻淬火，硬度為45HRC～53HRC，淬硬層深1.2～2.5，其余硬度229HB～269HB
工序20：銑Φ30左端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-36，
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)＝490r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-37，立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
=
≈0.242min
工序30：銑Φ30右端面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-36，
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選?。?90
當(dāng)＝490r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-37，立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
=
≈0.242min
工序40：①鉆孔至Φ18；②擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8；③鉸Φ19.8孔至Φ20；④倒角C1
工步一：鉆孔至Φ18
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8
利用鉆頭將孔擴(kuò)Φ18孔至Φ19.8，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
則主軸轉(zhuǎn)速為，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步三：鉸Φ19.8孔至Φ20
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步四：倒角C1
工序50：銑13.5側(cè)面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝590
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序60：銑14側(cè)面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則
2)決定每次進(jìn)給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝590
3)計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)：，，，i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序70：粗銑、半精銑兩爪共面
工步一：粗銑兩爪共面
1. 選擇刀具
刀具選取三面刃銑刀
，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-36，X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00
當(dāng)＝600r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-37，X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工步二：半精銑兩爪共面
1. 選擇刀具
刀具選取三面刃銑刀
，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-36，X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取＝755
當(dāng)＝755r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-37，X61臥式銑床標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
切削工時(shí)： ，，
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
工序80：銑Φ15凸臺(tái)面
1. 選擇刀具
刀具選取端面銑刀
，，。
2. 決定銑削用量
1）決定銑削深度
2）決定每次進(jìn)給量及切削速度
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-36，
立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取＝590
當(dāng)＝590r/min時(shí)
按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表4.2-37，立式銑床X51標(biāo)準(zhǔn)選取
3）計(jì)算工時(shí)
=
≈0.092min
工序90：鉆Φ6孔
確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說明書，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取
主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取
故實(shí)際切削速度為
切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
第3章 變速叉的夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
由指導(dǎo)老師的分配做工序90設(shè)計(jì)鉆Ф6孔的夾具設(shè)計(jì)
3.1 問題的提出
本夾具主要用于鉆Ф6孔，屬于工序90，和其他面沒有任何精度要求，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
以撥叉Φ20孔、Φ30端面和Φ65弧形面定位，定位分析如下：
1、 Φ30端面作為第一定位基準(zhǔn)，與心軸Φ30端面相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)，Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、 Φ20孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ20外圓相配合，限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)和Z軸移動(dòng)。
3、 Φ65弧形面作為第三定位基準(zhǔn)，與可換式定位銷相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位。
3.3 切削力及夾緊力計(jì)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(cè)》得：
鉆削力 式（3-1）
鉆削力矩 式（3-2）
式中：D=6mm
代入公式（3-1）和（3-2）得
本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義
3.4 定位誤差分析
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
（式3-3）
式中： ———— 心軸孔的最大偏差
———— 心軸孔的最小偏差
————心軸定位孔與心軸最小配合間隙
代入（式3-3）得： =0.021mm+0+0.02mm
=0.041mm
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式3-4）
式中： ———— 心軸孔的最大偏差
———— 心軸孔的最小偏差
———— 心軸定位孔與心軸最小配合間隙
———— B型固定式定位銷孔的最大偏差
———— B型固定式定位銷孔的最小偏差
———— B型固定式定位銷孔與B型固定式定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式3-4）得：
≈4.1978×e
則：≈0.0241°
3.5鉆套的設(shè)計(jì)
因大批量生產(chǎn)，為了減少更換鉆套的輔助時(shí)間，根據(jù)工藝要求，選用可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
因?yàn)榭蓳Q鉆套和襯套是間隙配合，加工的時(shí)間可換鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和Φ6可換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸5，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M5快換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下
具體的尺寸如下
3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡要說明
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)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇了移動(dòng)壓板夾緊方式。本工序?yàn)殂@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。
總 結(jié)
本次課程設(shè)計(jì)受到了院系各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)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(shè)計(jì)，是對(duì)我們四年來所學(xué)知識(shí)的綜合的檢測，更是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧及綜合復(fù)習(xí)的過程；對(duì)機(jī)械繪圖、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)等過程等都有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給了我足夠時(shí)間來完成整套夾具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，得到了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo)，在此表示感謝；也對(duì)做相關(guān)題目的同學(xué)的資助表示感謝，感謝他們?cè)谀＞咴O(shè)計(jì)過程中對(duì)我的幫助和指導(dǎo)，尤其對(duì)擔(dān)任本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示深深敬意，在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，他對(duì)我設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評(píng)與修改建議，使我的設(shè)計(jì)的夾具最終更加的完善。
這次設(shè)計(jì)我深知有很多不足，在此懇請(qǐng)大家給予指導(dǎo)
參 考 文 獻(xiàn)
1， 鄒青 主編 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004，8
2， 趙志修 主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學(xué) 北京： 高等教育出版社 2000
6， 黃茂林 主編 機(jī)械原理 重慶： 重慶大學(xué)出版社 2002，7
7， 丘宣懷 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲(chǔ)凱 許斌 等主編 機(jī)械工程材料 重慶： 重慶大學(xué)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(jì)量出版社 2000，1
10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1983，4
12，陶濟(jì)賢 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1986，4
13， 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 貴州：貴州人民出版社 1983，7
14，龔定安 主編 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15，李益民 主編 機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 7
16, 周永強(qiáng)等 主編 高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
17，李益發(fā)等 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1993.6（2012.7重?。?
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