885191340車床變速箱中拔叉及專用夾具設(shè)計(jì)論文

目 錄摘 要Abstract1 緒論11.1課題背景11.2夾具的發(fā)展史11.3小結(jié)22 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工藝分析32.2確定生產(chǎn)類型32.3確定毛坯32.3.1確定毛坯種類32.3.2確定鑄件加工余量及形狀32.3.3繪制鑄件零件圖42.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.4.1選擇定位基準(zhǔn)42.4.2制定工藝路線42.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備62.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定62.5確定切削用量及基本工時(shí)82.5.1工序1：粗銑25H7的兩側(cè)面82.5.2工序2：粗銑平下端面孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)92.5.3工序3：鉆25H7的通孔92.5.4工序4：擴(kuò)25H7的通孔112.5.5工序5：鉸25H7的通孔122.5.6工序6：粗銑a、b面122.5.7工序7：粗銑60H12孔的兩面142.5.8工序8：精銑60H12孔的兩面142.5.9工序9：粗鏜下端60H12的孔152.5.10工序10：半精鏜下端孔到60H12162.5.11工序11：粗銑16H11的槽162.5.12工序12：半精銑16H11的槽172.5.13工序13：鉆20.50的孔182.5.14工序14：攻M221.5的螺紋192.5.15工序15：銑開60H12的孔202.6本章小結(jié)213 專用夾具設(shè)計(jì)223.1鏜孔夾具設(shè)計(jì)223.1.1問題的提出223.1.2夾具的設(shè)計(jì)223.2銑槽夾具設(shè)計(jì)253.2.1問題的提出253.2.2夾具的設(shè)計(jì)253.3鉆孔夾具設(shè)計(jì)293.3.1問題的提出293.3.2夾具的設(shè)計(jì)303.4本章小結(jié)35結(jié)論36參考文獻(xiàn)37致 謝381 緒論1.1課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。“工欲善其事，必先利其器。”工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。1.2夾具的發(fā)展史夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機(jī)，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機(jī)床工件工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當(dāng)重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段，夾具發(fā)展的主要特點(diǎn)是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動(dòng)化夾具在高效，高精度及適應(yīng)性方面，已有了相當(dāng)大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動(dòng)化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機(jī)床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個(gè)階段，這一階段，夾具的主要特點(diǎn)是高精度，高適應(yīng)性。可以預(yù)見，夾具在不一個(gè)階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。1.3小結(jié)一項(xiàng)優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計(jì)的高效率夾具。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機(jī)械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設(shè)計(jì)，制造工作量，占新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備工作量的50%80%。生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，對夾具的選擇和設(shè)計(jì)工作的重視程度，絲毫也不壓于對機(jī)床設(shè)備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 中心圓孔。(2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。(4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.2確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類零件材料為HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。2.3.2確定鑄件加工余量及形狀查機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊125頁表1-4-7，選用各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為3mm。2.3.3繪制鑄件零件圖圖2.1 零件毛坯圖2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.4.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.4.2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(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)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(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表2.1工藝路線方案一工序號工序內(nèi)容工序一鉆、擴(kuò)、鉸25H7的通孔工序二粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到25H7的孔中心距為，b面到25H7的中心距為36工序三粗銑、半精銑16H11的槽工序四粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為12d11工序五粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到59半精鏜此孔到60H12工序六銑開下端圓孔工序七鉆20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序八攻M221.5的螺紋工序九鉗工打毛刺工序十檢驗(yàn)表2.2工藝路線方案二工序號工序內(nèi)容工序一粗銑25H7的兩側(cè)面，使兩面間距為80 工序二粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)工序三鉆25H7的通孔工序四擴(kuò)25H7的通孔工序五鉸25H7的通孔工序六粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到25H7的孔中心距為，b面到25H7的中心距為36工序七粗銑60H12孔的兩面，使兩面的間距為14工序八精銑60H12孔的兩面，使兩面的間距為12d11，粗糙度3.2工序九粗鏜下端孔工序十半精鏜下端孔到60H12，粗糙度達(dá)到3.2工序十一粗銑16H11的槽續(xù)表2.2工序十二半精銑16H11的槽工序十三鉆20.50的孔，垂直于25H7的通孔工序十四攻的螺紋工序十五銑開60H12的孔工序十六鉗工打毛刺工序十七檢驗(yàn)工藝立方案的比較與分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時(shí)間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備機(jī)床的選擇 工序1、7、8、11、12、15采用X6022型臥式銑床 工序2、6采用X5028立式銑床工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床 工序9、10采用T618臥式鏜床選擇夾具該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。其他對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面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(gè)加工工序的加工余量如下：表2.3各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度工序號工序內(nèi)容加工余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大1粗銑25H7的兩側(cè)面3IT11806.3-0.10.12粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)3IT1106.3-0.10.13鉆25H7通孔IT126.3-114擴(kuò)25H7通孔2.0IT123.2-0.050.055鉸25H7通孔0.2IT81.6-0.0060.0066粗銑a、b面粗銑a面3IT12(距中心孔)6.3-0.10.1粗銑b面36(距中心孔)7粗銑60H12孔的兩面2IT116.3-0.10.18精銑60H12孔的兩面1IT93.2-0.050.059粗鏜下端孔2.5IT136.3-0.20.210半精鏜下端孔0.5IT113.2-0.020.02續(xù)表2.311粗銑16H11的槽IT116.3-0.10.112半精銑16H11的槽1IT103.2-0.020.0213鉆20.50的孔IT136.3-1114攻的螺紋15銑開60H12的孔4IT136.3-0.050.052.5確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1工序1：粗銑25H7的兩側(cè)面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.2工序2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái)機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)粗銑a面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min2.5.3工序3：鉆25H7的通孔工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉆頭為22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)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(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min2.5.4工序4：擴(kuò)25H7的通孔加工機(jī)床為Z535立式鉆床。擴(kuò)孔鉆為24.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；確定擴(kuò)孔切削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-31，有。根據(jù)Z535機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)： ，故查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)被切削層長度：刀具切入長度，有：刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.16min2.5.5工序5：鉸25H7的通孔加工機(jī)床為Z535立式鉆床。鉸刀為25mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。確定鉸孔切削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)表28-36，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z535說明書，取。確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正系數(shù) ， 故查Z535說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 切削工時(shí)被切削層長度：刀具切入長度，刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.51min該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是： 2.5.6工序6：粗銑a、b面機(jī)床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)粗銑a面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min粗銑b面同樣的銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min2.5.7工序7：粗銑60H12孔的兩面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min2.5.8工序8：精銑60H12孔的兩面機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=25，為細(xì)齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-31 實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度：精銑時(shí)刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min2.5.9工序9：粗鏜下端60H12的孔機(jī)床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：，毛坯孔徑。進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=2.5mm。因此確定進(jìn)給量。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-41取實(shí)際切削速度：工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min2.5.10工序10：半精鏜下端孔到60H12機(jī)床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí)查參考文獻(xiàn)1，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min2.5.11工序11：粗銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)查1表4.4-8有：刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。查2表2.4-76得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)2表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.92min 2.5.12工序12：半精銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)2表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =42mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.41min 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間2.5.13工序13：鉆20.50的孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：20.50直柄短麻花鉆確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)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(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min2.5.14工序14：攻M221.5的螺紋機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（）進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊表2.4-105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.33min2.5.15工序15：銑開60H12的孔機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：中齒鋸片銑刀刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)2表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)3表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =41mm刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.59min 2.6本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。3 專用夾具設(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。在加工此拔叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套。3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì)3.1.1問題的提出本夾具是用來鏜此拔叉下端60H12的孔,零件圖中此孔與25H7的孔中心距有公差要求。此工序?yàn)榇昼M、半精鏜加工,因此本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,重點(diǎn)是保證加工精度的問題.3.1.2夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇因?yàn)?5H7的孔與此孔有公差要求,所以應(yīng)以這個(gè)長通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動(dòng)壓板對零件進(jìn)行夾緊。在60H12的孔旁邊有筋板的緣故，有足夠的強(qiáng)度，可以進(jìn)行直接的鏜削，能保證加工精度。定位元件及夾緊元件的選擇據(jù)上面所述，查參考文獻(xiàn)1，選用固定式定位銷（長銷）穿過25H7的孔。由于此孔兩側(cè)面沒加工，故用定位塊進(jìn)行支承。這樣一銷一面就限制了五個(gè)自由度，最后在待加工孔下面加上一個(gè)支承釘再限制最后一個(gè)自由度，即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。圖3.1 固定式定位銷（GB2203-80）夾緊元件選用壓板，由于壓板種類很多，當(dāng)選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板時(shí)，其行程不夠，選用U型壓板又不合適，故在充分比較分析的情況下，選用移動(dòng)壓板，其夾緊可靠、操作方便，在很多地方都有用到。圖3.2 移動(dòng)壓板（GB2175-80）切削力及夾緊力計(jì)算鏜刀材料：（機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀），機(jī)床為：T68由參考文獻(xiàn)3，表1-12選擇刀具的幾何參數(shù)為： 1）粗鏜：由參考文獻(xiàn)12，查表可得：圓周切削分力公式： 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 同理：徑向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 軸向切削分力公式 ： 式中參數(shù)： 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(jì)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(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：安全系數(shù)K可按下式計(jì)算， 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)12表可得： 所以，有： 2）半精鏜：同理，圓周切削分力公式：因?yàn)椋?，則 所以，有： 當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí)，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。故該夾具采用移動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通過手動(dòng)擰緊螺母將壓板壓緊工件。由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有一段距離，使工件在夾緊的地方產(chǎn)生了彎矩，如圖：圖3.3 彎矩示意圖既是加上轉(zhuǎn)矩M，所以319.65N 誤差分析與計(jì)算該夾具以一長銷和一支承釘定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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)定的工序公差。由參考文獻(xiàn)12可知孔銷間隙配合的定位誤差為：夾具體設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)參考鏜孔夾具體零件圖。3.2銑槽夾具設(shè)計(jì)3.2.1問題的提出本夾具主要用來粗、精銑此撥叉的槽。粗、精銑槽時(shí)，槽寬有尺寸要求，其深度要求為，槽的左右兩側(cè)面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序僅是對槽進(jìn)行粗、精銑削加工。同樣在本道工序加工時(shí)，還是應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.2.2夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇在進(jìn)行銑槽加工工序時(shí)，由于和的孔已經(jīng)加工。因此工件選擇的孔一面與兩孔作為定位基準(zhǔn)。由一個(gè)長銷穿在的孔加上此孔的一面就限制了五個(gè)自由度，再在的孔中間加上個(gè)削邊銷，就把自由度限制完了。即是一面兩孔定位。定位元件及夾緊元件的選擇此過程定位元件主要是長圓柱銷和削邊銷，所以對他們進(jìn)行選取。查參考文獻(xiàn)1，選用的元件如下圖：圖3.4 長圓柱銷（GB2203-80 A型）圖3.5 削邊銷（GB2203-80 B型）夾緊元件選用壓板，考慮到工件裝夾的方便，此選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板圖3.6 轉(zhuǎn)動(dòng)壓板（GB2176-80）銑削力與夾緊力計(jì)算根據(jù)參考文獻(xiàn)1，表2.497可查得：銑削力計(jì)算公式為圓周分力 查表可得： 代入得 =查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 查參考文獻(xiàn)1，表5.1-4可知，所需的夾緊力為：式中： L=62.53mm f=1.22 l=34mm 定位誤差分析圖3.7 轉(zhuǎn)角定位誤差示意圖由圖可知這時(shí)的一面兩銷定位的轉(zhuǎn)角定位誤差為：定向鍵與對刀裝置設(shè)計(jì)定向鍵安裝在夾具體底面的槽中，一般使用兩個(gè)。其距離應(yīng)盡可能布置得遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)參考文獻(xiàn)1選用定向鍵為 圖3.8 定向鍵(GB220780)及其與機(jī)床連接示意圖對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本工序是完成此撥叉的槽粗、精銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)參考文獻(xiàn)5選用直角對刀塊，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示： 圖3.9 直角對刀塊(GB224180 A型)塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖3.10 平塞尺(GB2244-80)夾具體的設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)參考銑槽夾具體零件圖。3.3鉆孔夾具設(shè)計(jì)3.3.1問題的提出本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.3.2夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為20.50直柄短麻花鉆。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個(gè)孔的一面定位，就可以限制5個(gè)自由度，在由下面的大孔加個(gè)削邊銷就可以實(shí)現(xiàn)完全定位。定位元件與夾緊元件的選擇查參考文獻(xiàn)1，表5.2-6，選用固定式定位銷圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80）圖3.12 削邊銷（GB2203-80 B型）壓板還是選用操作方便的轉(zhuǎn)動(dòng)壓板圖3.13 轉(zhuǎn)動(dòng)壓板（GB2176-80）切削力與夾緊力的計(jì)算由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻(xiàn)1，表2.4-69得：軸向力F： 扭矩M： 式中： 如圖：圖3.14 扭矩圖夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動(dòng)就可以了。鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻(xiàn)1，表5.2-13選用可換鉆套（GB2264-80其結(jié)構(gòu)如下圖所示），當(dāng)磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。圖3.15 可換鉆套表3.1 可換鉆套dDHhCr基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差20.5+0.041+0.02030+0.021+0.008464225125.518132.529.5圖3.16 鉆套用襯套表3.2 鉆套用襯套dDHC基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差30+0.041+0.02042+0.033+0.0172513圖3.17 鉆套螺釘表3.3 鉆套螺釘dL1d1Dd2LL0nt基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差M85.5+0.20+0.0512-0.05-0.162062211.522.5鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。夾具精度分析利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計(jì)算同前面的計(jì)算相同。轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：4）、鉆套的同軸度公差： 綜合誤差為：能滿足零件要求。夾具體設(shè)計(jì)夾具體的設(shè)計(jì)參考鉆孔夾具體零件圖。3.4本章小結(jié)在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析其精確度的階段。重點(diǎn)在于選擇基準(zhǔn)面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準(zhǔn)面時(shí)，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時(shí)，分別用了移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)壓板。最后設(shè)計(jì)出夾具體，參考有關(guān)資料計(jì)算夾具的定位誤差。結(jié)論本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。在夾具設(shè)計(jì)中，先確定工件的基準(zhǔn)，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計(jì)算了了夾緊力和夾具體的誤差等。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。參 考 文 獻(xiàn)1 李 洪機(jī)械加工工藝手冊M 北京出版社，199612 陳宏鈞實(shí)用金屬切削手冊M 機(jī)械工業(yè)出版社，200513 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)金屬切削手冊M上海科學(xué)技術(shù)出版社，20024 楊叔子機(jī)械加工工藝師手冊M機(jī)械工業(yè)出版社，20005 徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003106 都克勤機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M 貴州人民出版社，198347 胡建新機(jī)床夾具M(jìn) 中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，200158 馮 道機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊M中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，198712 王光斗機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊M上海科學(xué)技術(shù)出版社，20028致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉老師悉心指導(dǎo)下完成的。劉老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，劉老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。在論文工作中，得到了機(jī)電工程學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！