撥叉鉆孔夾具課程設計

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1、課程設計任務書 一、課程設計的目的 機械制造裝備設計課程設計是機械制造裝備設計課程教學的一 個不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。 它是學生綜合運用本課程及其先修課程的理 論和實踐知識進行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設計的一次重要實踐。 它對于 培養(yǎng)學生編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力， 為以后搞好 畢業(yè)設計和到工廠從事工藝與夾具設計具有十分重要的意義。 本課程 的目的在于： 1) 培養(yǎng)學生綜合運用機械制造裝備設計及相關(guān)專業(yè)課程(工 程材料、機械設計、互換性與測量技術(shù)、 機械制造基礎(chǔ)) 的理論知識， 結(jié)合金工實習、 生產(chǎn)實習中學到的實踐知識， 獨立地分析和解決機械 加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度零

2、件的工藝規(guī)程的能力。 2) 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，應用夾具設計的基本原理 和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設計，初步具備設計 保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。 3) 使學生熟悉和能夠應用有關(guān)手冊、 標準、圖表等技術(shù)資料， 指導學生分析零件加工的技術(shù)要求和企業(yè)已具備的加工條件， 掌握從 事工藝設計的方法和步驟。 4) 進一步培養(yǎng)學生機械制圖、設計計算、結(jié)構(gòu)設計和編寫技 術(shù)文件等基本技能 5） 培養(yǎng)學生耐心細致、科學分析、周密思考、吃苦耐勞的良 好習慣。 6） 培養(yǎng)學生解決工藝問題的能力，為學生今后進行畢業(yè)設計 和去工廠從事工藝與夾具設計打下良好的基

3、礎(chǔ)。 二、課程設計的要求 本課程設計要求就一個中等復雜程度的零件編制一套機械加工 工藝規(guī)程， 按教師指定的某道工序設計一副專用夾具， 并撰寫設計說 明書。學生應在指導教師的指導下，認真地、有計劃地、獨立按時完 成設計任務。學生對待自己的設計任務必須如圖工廠接受任務一樣， 對于自己所做的技術(shù)方案、 數(shù)據(jù)選擇和計算結(jié)果必須高度負責， 注意 理論與實踐相結(jié)合， 以期待整個設計在技術(shù)上是先進的、 在經(jīng)濟上是 合理的、在生產(chǎn)中是可行的。 設計題目：撥叉零件機械加工工藝規(guī)程及工藝裝置 生產(chǎn)綱領(lǐng)：3000?10000件 生產(chǎn)類型：批量生產(chǎn) 具體要求： 1、產(chǎn)品零件圖 1 張 2 、零件毛坯圖 1

4、 張 3 、機械加工工藝過程卡片 1 份 4 、機械加工工序卡片 1 套 5 、夾具設計裝配圖（ 0#或 1#圖紙） 1 份 6 、夾具設計零件圖（ 2# ? 4#圖紙） 1 ?3 張 、課程設計說明書（ 6000?8000字） 1 份 3 附：產(chǎn)品零件圖 5^ 4 # 指導教師： 教研室主任： 年 月 日 目錄 一、 設計任務 6 二、 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 6 三、 零件的分析 6 四、 確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形

5、狀 7 五、 工藝規(guī)程設計 8 六、 夾具設計 17 七、 總結(jié) 21 八、 參考文獻 22 5 6 一、設計任務： 加工撥叉上？8.4mm孔（工件材料45鋼）。工件以？15.81F8孑L、叉口及槽在定位軸 2、削邊銷1、偏心輪3上定位，由偏心輪夾緊工件，并利用偏心輪楔面的作用 限制工件一個自由度。本夾具采用鉸鏈式鉆模板，放松鎖鎖緊螺釘 6,即可回轉(zhuǎn) 鉆模板，以便于裝卸工件。圖1所示為撥叉鉆孔工序圖。 設計在Z525立式鉆床上鉆撥叉零件上 ①8.4mm的鉆床夾具。. 二、計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型: 該零件屬于大批量生產(chǎn)。故

6、需設計專用夾具來確保生產(chǎn) 三、零件分析: 1、撥叉技術(shù)要求: 加工表面 尺寸及偏差（mn） 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra 形位公差（mm 叉腳兩端面 5.9 -0.15 IT12 6.3 rri 0-15iAi 叉口兩內(nèi)側(cè)面 51+0.1 IT12 6.3 ①15.8內(nèi)孔 “ “ +0.043 15.81 +0.016 IT8 3.2 鉆孔①8.4 ① 8.400.021 X 1 IT7 叉頭凸臺兩端面 9.65 00.25 IT12 6.3 叉頭平臺外表面 IT13 6.3 叉頭平臺凸面

7、11 IT13 12.5 叉頭卜表面 IT13 12.5 該撥叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。 加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承 受沖擊載荷，為增強耐磨性，采用局部淬火，硬度為 180HBS左右，為保證撥叉使用時，叉 腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔 ①15.8垂直度要求為 0.15mm, 綜上所述，該零件得各項技術(shù)要求制訂較合理，符合在變速箱中得功用。 2、審查撥叉的工藝性 分析零件圖可知，該撥叉的叉腳兩端面厚度薄于連接的表面， 但減少了加工面積，使用 淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保 證孔的加工精度

8、，及孔與叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過銃削、鉆床的 粗加工就可達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高， 但也可以在正常得生產(chǎn) 條件下，采用較經(jīng)濟得方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。 四、確定毛坯的制造方法、初步確定毛胚形狀： 1、 選擇毛坯 由于該撥叉在工作過程中承受沖擊載荷， 為增強強度和沖擊韌度， 獲得纖維組織，毛坯 選用鍛模制作毛坯。拔模斜度為 5。 2、 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 公差等級：由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量：已知機械加工后撥叉的重量為 3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的

9、 重量為3.5kg。 3、 鍛件形狀復雜系數(shù) 對撥叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體的長度、寬度和高度，即 l= 136mm , b= 76mm, h= 72mm,由公式2-3、2-5可計算出該撥叉鍛件的形狀復雜系數(shù) S=mt/mN=3.5/ (136X 76X 72X 7.8 x 10-6 kg/mni ) =3.5/5.8=0.6 故屬于 S級。 4、 鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)少于 0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù) 屬M級。 5、 鍛件分模線形狀 根據(jù)該撥叉的形位特點，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。 6、 零件表面粗糙度

10、 由零件圖可知，該撥叉各加工表面粗糙度 Ra均大于等于3.2um。 由查表可知鍛件毛坯的尺寸公差及機械加工余量： 鍛件重量/kg 包容體重量/kg 形狀復雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級 6 3.5 S M1 普通級 項目/mm 機械加工余量/mm 尺寸公差/mm 備注 厚度5.9 “介 +1.4 1.8 -0.4 2.0~2.5 寬度51 2 5 +1.7 厶2 -0.8 2.0~2.5 寬度14.2 _ _ +1.5 2.2 -0.8 2.0~2.5 孔徑①15.8 _ _ +1.5

11、2.2 -0.7 2.0 中心距 0.5 五、擬定工藝路線： （一） 選擇定位基準： 1粗基準的選擇：以零件的圓柱面為主要的定位粗基準 2精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合” 原則 和“基準統(tǒng)一”原則，以 ①15.8的孔內(nèi)表面為輔助的定位精基準。 （二） 制定工藝路線： 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求， 以及加工方法所能達到的經(jīng)濟 精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具 ，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)成本盡量下降。查《機械

12、制 造工藝設計設計手冊》第 20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線 方案如下： 工序01粗銃①15上、下端面，以外圓為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具； 工序02鉆①15孔，以①15孔的下端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序03擴①15.5孔，以①15下端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序04粗鉸①15.7孔，以①15下端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具； 工序05精鉸①15.8孔，以①15下端面為定位基準，采用 Z518立式鉆床加專用夾具； 工序06銃①8.4端面，以①15孔為定位基準，采

13、用 X61立式銃床加專用夾具； 工序07粗精銃叉口前后兩側(cè)面，以 ①15.8孔為定位基準，采用 X61立式銃床加專用 夾具； 工序08熱處理（叉腳兩端面局部淬火），淬火，使表面硬度達到 185HBS 工序09粗精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準，采用X61立式銃床加專 用夾具； 工序10粗精銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準，采用X61立式銃床加專用夾具； 工序11鉆①9孔，以①15.8孔為定位基準，采用 Z525立式鉆床并采用專用夾具； 工序12去毛刺； 工序13終檢。 （三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 ： 1、圓柱表面工序尺寸： 前面根

14、據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量， 現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加 工余量如下： 加工表面 加工內(nèi)容 加工余量 精度等級 工序尺寸 表面粗糙度 ① 15.81 鉆 0.8 IT11 15 12.5 擴 0.5 IT10 15.5 6.3 粗鉸 0.2 IT10 15.7 6.3 精鉸 0.1 IT8 15.8 3.2 2、平面工序尺寸: 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 基本尺寸 經(jīng)濟精度 鍛件 CT12 01 粗銃①15上、下端面 1 37 12 06 銃①8.4端面 1 16 1

15、2 07 粗精銃叉口前后兩側(cè) 面 1. 5 5 12 09 粗精銃叉口 20*5兩內(nèi) 側(cè)面 1. 5 51 12 10 粗精銃①14.2缺口 7. 1 14. 2 12 3、確定切削用量及時間定額： 工序01粗銃①15.81上、下端面，以外圓為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀。 銃削寬度aeW 90,深度apW 6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機械制造 工藝設計簡明手冊》（后簡稱《設計手冊》）表3.1，取刀具直徑do=125mm根據(jù)《切削用量 手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角丫 o= 0。后角a o

16、= 8,副后角a o =10, 刃傾角： 入s= — 10 ,主偏角Kr=60 ,過渡刃Kr =30 ,副偏角Kr =5。 2.切削用量 1 ）確定切削深度ap 因為余量較小，故選擇 ap=4mm 一次走刀即可完成。 2 ）確定每齒進給量fz 采用對稱端銃，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表 3.5，使用YG6 硬質(zhì)合金端銃刀加工，機床功率為 4.5kw （據(jù)《設計手冊》表 4.2-35 , X61立式銃床） 時： f z=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3 ）確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《切削手冊》表 3.7，銃刀刀齒后刀

17、面最大磨損量為 1.5mm；由于銃刀直徑 d0=125mm故刀具使用壽命 T=180min （據(jù)《設計手冊》表 3.8 ）。 4 ）計算切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 根據(jù)《切削手冊》表 3.16，當 d0=125mm Z=12, ap< 7.5 , fz< 0.18mm/z 時， vt=98m/min,n t =250r/min,v ft =471mm/min。各修正系數(shù)為： kMV= 1.0 , ksV= 0.8。切削速 度計算公式為： cdoqv vc m pv kv Tmapxvfzyvaeuz 其中 ae=72mm, a^ 4mm, 6 = 245, q^ 0.2 ,

18、Xv = 0.15 , y^ 0.35 , kv = kMvksv = 1.0 0.8=0.8,小=.2 , Pv = 0, m = 0.32, T=180mi n, fz = 0.18mm/z, Z =12,將以上數(shù)據(jù)代入公式: 0.8 245 匯125 漢0.2 1800.32 4 0.15 0.08 0.35 72 0.2 12 = 142m/ min 確定機床主軸轉(zhuǎn)速: ns 二1000^ =361r/min。 ■■■^dw 根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36 ,選擇nc=300r/min,v fc =390mm/min,因此，實際進給量和每 分鐘進給量為:

19、d0n 3.14 125 300 vc= = m/mi n=118m/min 1000 1000 f zc=v fc/ncZ=390/300 x 12 mm/z=0.1mm/z 5) 校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率 Pcm=4.5x 0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:a p=4.0mm nc=300r/min ，Vf=390mm/s, Vc=118m/min， fz=0.1mm/z。 6) 計算基本工時 t m= L/ v f, L=l+ y+ A , l=24mm. 查《切削

20、手冊》表 3. 26，入切量及超切量為： y+ A =40mm貝V： tm= L/ V f =(24*2+40)/390=0.22min 。 工序02鉆①15孔，以①15孔的上端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具 1. 加工條件 工件材料：45 鋼,d b =170~240MPa 鍛造；工件尺寸：aema>=72mm l=176mm; 加工要求：鉆 ①15孔，加工余量 0.8; 機床：Z525立式鉆床； 刀具：根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2 ，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭， 粗鉆時do=15mm鉆頭 采 用雙錐后磨橫刀，后角a。= 12,二重刃長度b e =3.5mm,橫刀

21、長b=2mm寬l=4mm,棱帶 長度 l1 = 1.5mm, 2 =100。，： =30 2. 選擇切削用量 (1) 確定進給量 二1.67 ：：： 3，由《切削手冊》表 按加工要求確定進給量：查《切削手冊》 ，f二0.43 ~ 0.53mm/r, 2.7,系數(shù)為0.5,則: f =(0.43~0.53) 0.5 =(0.215 ~ 0.265)mm/r 按鉆頭強度選擇：查《切削手冊》表 2.8,鉆頭允許進給量為： f = 2.0mm/r ； 按機床進給機構(gòu)強度選擇：查《切削手冊》表 2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為 8330N 時，進給量為f = 0.93mm/r。 以

22、上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為： 0.215~0.265mm/r。 根據(jù)《設計手冊》表 4.2-16,最終選擇進給量f = 0.22mm/r o 由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷， 故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為 手動進給。 根據(jù)《切削手冊》表 2.19查出,鉆孔時軸向力 Ff=2500N,軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為 8830N > Ff，故所選進給量可用。 (2) 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度(查《設計手冊》 )為0.6mm壽命T =45mi

23、n . (3) 切削速度 查《切削手冊》表 2.30，切削速度計算公式為： cvdozv vc m xv yvkv (m/min) T ap f 其中，cv 二 9.5, do 二 18mm, zv = 0.25, m 二 0.125, 9 , Xv = 0 ,屮二 0.55 , f =0.22，查得修正系數(shù)： kv = 1.0 , k"二0.85, d = 1.0，故實際的切削速度: 9.5 180.25 600.125 1 0.220.55 0.85 = 9.5m/min 13 (4) 檢驗機床扭矩及功率 查《切削手冊》表 2.20，當f < 0.26,

24、 d o< 19mni時，M=31.78N?m修正系數(shù)均為 1.0 , 故MC=31.78 N?m。查機床使用說明書： Mn =144.2 N?m。 查《切削手冊》表 2.23，鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。 查機床使用說明書， Pe = 2.8 0.81 = 2.26kw。 由于Mc Mm , Pc Pe，故切削用量可用，即： f =0.22mm/r, n=n c = 272r/m in , v^ 15.4m/ min 查《切削手冊》表 2.10，擴孔進給量為：f 0.7 ~0.8mm/r，并由機床使用說明書 最終選定進給量為： f = 0.81mm/ r o 根據(jù)資料

25、，切削速度 v = 0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故： 1000 3.8 ns 61.1r / min ，根據(jù)機床使用說明書選取: v =0.4 9.5 = 3.8m/min. 19.8 ■: 3、計算工時 L 42 tm 0.70 min nf 272^0.22 工序03 擴①15.51孔，以①15上、下端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; nw = 97r / min。 t - L y 42 0.53min 基本工時： 97 0.81 97 0.81 工序04粗鉸①15.7孔，以①15上、下端面為定位

26、基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; 刀具：專用鉸刀 機床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為 fz =0.8?1.2mm/z,進給量取fz=0.81mm/r. 機床主軸轉(zhuǎn)速取為 nw=140r/min，則其切削速度為: v = n「：d = 6.91m/min。 機動時切削工時，I = 42mm tm 42 n w f 0.37 min 140 0.81 15 # 工序05精鉸①15.8孔，以①15上、下端面為定位基準，采用 Z525立式鉆床加專用夾具; 刀具：dw=15.8mm f =0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取

27、為: 機床：Z525立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取 nw =140r/min，則其切削速度為： v 二 n「：d =9.27m/min 機動時切削工時，I = 42 mm tm 42 nw f 42 140 0.48 =625min # # 工序06 銃①8.4端面，以外圓為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具; 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀； 機床：X61立式銃床； 查《切削手冊》表 3.5，進給量為：fz =0.5?1.0mm/min，取為0.5mm/r 參考有關(guān)手冊，確定 v = 124m/min，采用YG6硬質(zhì)合金端

28、銃刀, dw =125mm,z =12，則： 1000v 二 dw 1000 124 二 125 二 316r / min 16 現(xiàn)采用X61立式銃床，根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36，取nw =300r/min，故實際切削速度: v = 21^ =「125 300 = 117.75m/min 1000 1000 17 # nw =300r / min時，工作臺每分鐘進給量: m = f z z nw =0.5 12 300 = 1800mm/ min，取為 980mm/min 本工序切削時間為: 1 42 0.05 min m

29、980 工序07 粗銃叉口前后兩側(cè)面，以 ① 15.8孔為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具; 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀, do 二 40mm,Z = 10 機床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得, =0.13mm/乙ap二4mm。根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36 查得，取: nw =300r/min，故實際切削速度: # # v = 1000 二dwnw J 4LJ^.37.7m/min 1000 當nw = 300r / min時，工作臺每分鐘進給量應為: fz Z nw= 0.13 10 300 = 390mm

30、/min 查說明書，取fm=400mm/min 計算切削基本工時: L =44.5 y ： =44.5 10 = 54.5mm 因此，tm = 2L 2*54.5 0.28min m 390 工序09粗精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準，采用X61立式銃床加專用夾 具。 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀，d = 40mm,Z=10 機床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得， fz二0.13mm/ z, ap二4mm。根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36 # 查得，取：nw =300r/min，故實際切削速度: iooo 一 1000 當nw=

31、300r /min時，工作臺每分鐘進給量應為: 18 # Z nw=0.13 10 300 =390mm/min 查說明書，取 =400mm/ min，計算切削基本工時: # # L = 19 y ： = 19 10 = 29mm 2L 38 因此，tm 0.1 min fm 390 精銃叉口 20*5兩內(nèi)側(cè)面，以①15.8孔為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具； 機床：X61立式銃床 刀具：硬質(zhì)合金立銃刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：V = 0.45m/S , d =40, z =6, f z =0

32、.08mm/min,即 27m/min，因此 # # ■: dw 二 40 # # 應為: 現(xiàn)采用X61立式銃床，取 nw =210r/min，工作臺每分鐘進給量 z -nw = 0.08 6 210 = 100.8mm/min # # 查機床使用說明書，取  二 100mm/ min。 # # 銃削基本工時：怙二19 =0.19 min 100 2tm = 0.19 2 = 0.38min 工序10粗銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具

33、； 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀，do = 40mm,Z=10 機床：X61立式銃床 根據(jù)《切削手冊》查得， fz二0.13mm/ z, ap二4mm。根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36 查得，?。簄w ^300r/min，故實際切削速度： # 1000 1000 # 19 當nw =300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為： fm 二 fz Z nw= 0.13 10 300 = 390mm/min 查說明書，取f m = 400mm/ min 計算切削基本工時： L =43 27 9.5*2 = 89mm L 89 因此，tm 0.23m

34、in fm 390 精銃①14.2缺口，以①15.8孔為定位基準，采用 X61立式銃床加專用夾具 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銃刀； 機床：X61立式銃床； 查《切削手冊》表3.5，進給量為：f z = 0.5?1.0mm/ min，取為0.5mm/r 參考有關(guān)手冊，確定v = 124m/min ,采用YG6硬質(zhì)合金端銃刀，dw = 125mm, z = 12 , 則: ns = 316r /min 1000v_ 1000 124 ■ : dw ■: 125 現(xiàn)采用X61立式銃床，根據(jù)《設計手冊》表 4.2-36，取nw=300r/min，故實際切削速度: 二 dwnw 1

35、000 二 125 300 1000 =117.75m/min # # 當n^300r /min時，工作臺每分鐘進給量: f m = f z z nw =0.5 12 300 = 1 80mm/ m in,取為 980mm/min 本工序切削時間為: t 二 tm 42 980 =0.05 min 工序11鉆①9孔，以①15.8孔為定位基準，采用 Z525立式鉆床并采用專用夾具 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)《切削手冊》查得，進給量為 f =0.18?0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z , v=17m/min ,

36、 則: 查《設計手冊》表 4.2-15，取nw=600r/min。所以實際切削速度為： ■:dwnw - 9 600 v 16.956m/ min 1000 1000 計算切削基本工時： 丨y厶 3.9 tm 0.03min f m 600 0.22 ns : 1000v 1000 17 二 602r / min 二 dw ■: 9 六、專用鉆床夾具設計 1、夾具設計要求 已知工件材料為45鋼，毛坯為模鍛件，所用機床為 Z525型立式鉆床，大批生產(chǎn)規(guī)模。 試為該工序設計一鉆床夾具。 2、夾具的設計方案 分析： ① 孔①8.4mm為自由尺寸，可一次鉆削

37、保證。該孔在軸線方向的設計基準距離槽 +0 1 14.2. mm的對稱中心線為 3.1mm 0.1mm在徑向方向的設計基準是孔 ①15.81F8的中心線， 其對稱度要求為0.2mm該尺寸精度可以通過鉆模保證。 ② 孔：15.81F8、槽14.20+0.1mm和撥叉槽口 50 0+0.1mm是已完成的尺寸，鉆孔 ① 8.4mmo ③ 立鉆Z525的最大鉆孔直徑為 ①25mm主軸端面到工作臺面的最大距離 H為700mm 工作臺面尺寸為375mnX 500mm其空間尺寸完全能夠滿足夾具的布置和加工范圍的要求。 ④ 本工序為單一的孔加工，夾具可采用固定式。 1、定位基準的選擇： 為了

38、保證孔 ①8.4mm對基準孔①15.8F8垂直并對該孔中心線的 對稱度符合要求，應當限制工件 X的平移、Y軸旋轉(zhuǎn)、Z軸旋轉(zhuǎn)，三個自由度；為保證孔 ①8.4處于撥叉的對稱面內(nèi)且不發(fā)生扭斜，應當限制 Y軸旋轉(zhuǎn)自由度；為保證孔對槽的位 置尺寸3.1mm錯誤！未找到引用源。0.1mm,還應當限制 Y的平移自由度。由于 ①8.4mm為 通孔，深度方向的自 由度Z的平移可以不加限制，因此，本夾具應當限制 5個自由度。 孔①15.81F8是已經(jīng)加工好的， 且又是本工序要加工的孔 ①8.4mm的設計基準，按照 基準重合原則，選擇它作為主要定位基準是比較恰當?shù)摹?若心軸水平放置并與鉆床主軸垂直 和共

39、面，則所鉆的孔與基準孔之間的垂直度與對稱度就可以保證， 其定位精度取決于配合間隙。 為限制錯誤！未找到引用源。自由度，應以撥叉槽口 mm為定位基準。這時有兩種定位方案。 如圖所 示圖（a）是在叉口的一個槽面上布置了一個防轉(zhuǎn)銷；圖（ b）是利用插口的兩側(cè)面布置一個 大削邊銷，其尺寸采用 ①51g6，從定位穩(wěn)定和有利于夾緊來考慮，后一方案較好。 為限制其自由度，定位元件的布置有以下三種方案： a. 以D面定位，這時定位基準與設計基準（槽不重合，設計基準與定位基準之 間的尺寸20錯誤！未找到引用源。0.105mm所具有的誤差必然會反映到定位誤差中來，其 基準不重合誤差為 0.21

40、mm,不能保證3.1mm錯誤！未找到引用源。 0.1mm的需要。 b. 以槽口兩側(cè)面中的任一面為定位基準，采用圓柱銷單面定位，這時，由于設計基準 是槽的對稱中心線，屬于基準不重合，槽口尺寸辯護所形成的基準不重合誤差為 0.05mm。 c. 以槽口兩側(cè)面為定位基準，采用均有對稱機構(gòu)的定位零件（可伸縮的錐形定位銷） 定位，此時，定位基準與設計基準完全重合，定位間隙也可以消除。 在這三個方案中，第一方案不能保證加工精度；第二方案具有結(jié)構(gòu)簡單、定位誤差可 以保證的優(yōu)點；第三方案定位誤差為零，但結(jié)構(gòu)比前兩方案復雜些。從大批量生產(chǎn)的條件來 看，第三方案雖結(jié)構(gòu)復雜一點，卻能完成加緊的任務，因此第三

41、方案是較合適的。 2、夾緊機構(gòu)的確定： 當定位機構(gòu)水平放置時，在 Z525立鉆上鉆①8.4mm孔的鉆削力 和扭矩具有定位心軸來承擔。這時工件的夾緊可以有以下兩種方案。 a.在心軸軸向施加軸向力夾緊。這時，可在心軸端部采用螺紋夾緊裝置，夾緊力與切 削力處于垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，但裝卸工件卻比較麻煩。 b.在槽14.2mm中采用帶對稱斜面的偏心輪定位件夾緊，偏心輪轉(zhuǎn)動時，對稱斜面楔 入槽中，斜面上的向上分力迫使工件孔 ①15.81F8與定位心軸的下母線緊貼，而軸向分力又 使斜面與槽緊貼，使工件在軸向被偏心輪固定，起到了既定位 （限制Y旋轉(zhuǎn)自由度）又夾緊 的作用。 顯然，后一方

42、案具有操作方便的優(yōu)點。 總體結(jié)構(gòu) 按設計步驟，先在各視圖部位用雙點畫線畫出工件的外形，然后圍繞工件布置定位、 夾緊和導向元件（見圖），再進一步考慮零件的裝卸、各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分、加工時操 作的方便性和結(jié)構(gòu)工藝性的問題，使整個夾具形成一個整體。 圖4為該夾具的總體結(jié)構(gòu)設計圖，從該圖可以看出，該夾具具有如下結(jié)構(gòu)特點。 ① 夾具體采用整體鑄件結(jié)構(gòu)，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空。為減少加 工面，各部件的結(jié)合面處設置鑄件凸臺。 ② 定位心軸6和定位防轉(zhuǎn)扁銷1均安裝在夾具體的立柱上，通過夾具體上的孔與底面 的平行度來保證心軸與夾具底面的平行度要求。 ③ 為

43、了便于裝卸零件和鉆孔后進行攻絲，夾具采用了鉸鏈式鉆模板結(jié)構(gòu)。鉆模板 4用 銷軸3采用基軸制裝在模板座 7上，翻下時與支撐釘 5接觸，以保證鉆套的位置精度， 并用 鎖緊螺釘2鎖緊 ④ 鉆套孔對心軸的位置，在裝配時，通過調(diào)整模板座來達到要求。在設計時，提出了 鉆套孔對心軸軸線的位置度要求 ①0.04mm來調(diào)整達到此要求后，在模板座與夾具體上配鉆 鉸定位孔、打入定位銷使之位置固定。 ⑤ 偏心輪裝在其支座中，安裝調(diào)整夾具時，偏心輪的對稱斜面的中心與夾具鉆套孔中 心線保持3.1mm 0.03mm的要求，并在調(diào)整好后打入定位銷使之固定。 ⑥ 夾緊時，通過手柄順時針轉(zhuǎn)動偏心輪，使其對稱斜面楔入工件

44、槽內(nèi)，在定位的同時 將工件夾緊。由于鉆削力不大，故工作可靠 J 圖4 確定夾緊機構(gòu) 針對大批生產(chǎn)，選用偏向輪夾緊機構(gòu)。 夾緊力計算 (1)由表 10-1 得 夾緊力 Fj=FL/ p [tan( a + d+tan $ 2] , p =(R+esin 3 )/cos a , a =arctan[ecos 3 /(R+esin 3 )] ecos 3 = 3 , e= 5 , R=33 , L=160 取偏心輪與夾緊面的摩擦系數(shù)和偏心輪與鉸鏈軸的摩擦系數(shù) f 一樣，根據(jù)表10-2得, f=0.2，則摩擦角 $ 1= $ 2=arctanf= 所以得： 夾緊力Fj=5.

45、3F (2 )求切削力和切削扭矩： 由表3-54和3-55得 切削力 Px=68Ds0.7 K>,切削扭矩：皿=34.5^$0.8 K> D=8.4, s=0.2, K p= ( d b/75) 0.75 ,

46、削邊銷中心距尺寸為 96.8 （2） 根據(jù)加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位偏心輪中心線的尺寸為 3.1 0.03 ， 為零件相應尺寸 3.1 0.1 的公差值的 1/3 。位置度公差為零件相應尺寸 0.1 的公差值的 1/3 。 （ 3）心軸中心線與夾具底面的平行度公差為 0.02mm。 （4）標注關(guān)鍵件的配合尺寸如圖， ①20H7k6,①19H7k6,①12H7f9。 4、夾具操作簡要說明 本夾具使用在立式鉆床上，加工撥叉上孔 ①8.4mm。工件以 ①15.81F8孔、51001 mm 叉口及14.2 00.1 mnfl,分別在定位心軸、削邊銷及偏心輪上定位。轉(zhuǎn)動手柄，使偏

47、心輪順時 針轉(zhuǎn)動，偏心輪上的對稱弧面楔入工件 14.2 00.1 mn內(nèi)，定位并夾緊工件。 25 七、總結(jié) 就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝規(guī)程的設計， 機床專用夾具等工藝裝備的設計等。并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊、 和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識， 解決現(xiàn)代實際工藝設計問題， 鞏固和加深了所學到的東西。 并在設計過程中， 學到了很多課堂上沒有學到的東 西。 能夠順利的完成這次課程設計， 首先得助于羅成老師的悉心指導， 還有就是我們 小組成員間合理的分工和小組成員們的努力。 在設計過程中， 由于對零件加工所 用到的設備的基本性能和加工

48、范圍缺乏全面的了解， 缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗， 導致 在設計中碰到了許多的問題。 但在我們小組成員的共同努力下， 我們通過請教老 師和咨詢同學，翻閱資料、查工具書，解決設計過程中的一個又一個的問題。在 這個過程中， 使我對所學的知識有了進一步的了解， 也了解了一些設計工具書的 用途，同時，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝羅成老師的細 心指導，感謝同學們的互相幫助。在以后的學習生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不 段提高自己。 本說明書撥叉的有關(guān)工藝規(guī)程的設計說明 ,由于本身及小組成員能力水平有 限，設計存在許多錯誤和不足之處，懇請老師給予指正，謝謝！ 26 八、參考文獻 1、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設計》 。柯建宏 主編 2008 年 華中科技出版社 2、《機械制造工藝及設備設計指導手冊 [1].2 》。 3、 《GBT6414-1999鑄件尺寸公差及加工余量》。 4、 《機床夾具設計》薛源順主編 機械工業(yè)出版社 5、 《機床夾具圖冊》薛源順主編 機械工業(yè)出版社 27