機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)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(gè)主要零件(位置如圖1所示),主要起換擋作用。通過(guò)撥叉的撥動(dòng)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(shí)，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(gè)傳動(dòng)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(shí)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(guò)程中受輕微沖擊載荷，為保證撥叉換擋時(shí)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(shí)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(duì)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(jì) （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?yàn)榱慵螤钕鄬?duì)簡(jiǎn)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(jì)中的重要工作之一?；鶞?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(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，使生產(chǎn)無(wú)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(shí)，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一等問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，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(jì)基準(zhǔn)，故以花鍵孔的中心線為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)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(jí) 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(hào) 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(gè)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(lái)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(jí)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(jí)（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(jí)，即MA值。經(jīng)查，確定加工余量等級(jí)為F級(jí)。 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(jí)為CT8，加工余量等級(jí)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(jì)》表2.53得出：在實(shí)體材料上加工孔，一次性鉆孔，孔的公差等級(jí)可以達(dá)到H13～12級(jí)，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(jì)手冊(cè)》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(jì)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(shí)沒有鑄出，參照《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》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(shí)選用的刀具為Φ16的立式銑刀，粗加工時(shí)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(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(shí) 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?yàn)榇旨庸び嗔枯^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(shí)ap 12=0.5mm。 3.進(jìn)給量 查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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(jì)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(shí)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(shí)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(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》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(duì)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(shí)際的鉆削速度為： 進(jìn)給速度為： 2.擴(kuò)孔時(shí) （1）擴(kuò)孔時(shí)考慮鉆孔所達(dá)到的直徑及拉花鍵時(shí)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(cè)》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(shí)際轉(zhuǎn)速為392r/min，故其實(shí)際的切削速度為： 進(jìn)給速度為： 3.檢驗(yàn)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(jì)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(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10-266，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長(zhǎng)度大于30mm，同時(shí)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(guò)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(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查參考文獻(xiàn)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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(zhǎng)度：； 拉刀長(zhǎng)度：； 拉刀切出長(zhǎng)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(lái)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(cè)》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(shí)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(lái)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(cè)》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(shí)際銑削速度為： 工序Ⅴ 粗銑、精銑操縱槽 機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（） 刀具：根據(jù)參考文獻(xiàn)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》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(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》表2.4-75，得，取。 銑削速度：查參考文獻(xiàn)《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》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(cè)》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： 2.精銑18槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》表查得：進(jìn)給量, 查參考文獻(xiàn)《實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)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(jì)》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(cè)》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(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，查得進(jìn)給量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》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(jiǎn).手冊(cè)》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(shuō)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(shí)實(shí)際切削速度為： 則實(shí)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(jiǎn)明手冊(cè)》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(shuō)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(gè)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(cè)》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(jì)》表5-83得螺紋直徑為8mm，螺距為1.25mm，加工材料為灰鑄鐵時(shí)的切削速度為v=8.0m/min。由于螺紋加工時(shí)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(shí)際轉(zhuǎn)速為392r/min，則實(shí)際的切削速度為： 則實(shí)際進(jìn)給速度為： （六）時(shí)間定額的計(jì)算 時(shí)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(shí)間。時(shí)間定額一般由基本時(shí)間、輔助時(shí)間、布置工作地時(shí)間、休息和生理需要時(shí)間及準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。基本時(shí)間又稱機(jī)動(dòng)時(shí)間，可按有關(guān)公式計(jì)算，輔助時(shí)間一般按基本時(shí)間的15%～20%估算，基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和稱為作業(yè)時(shí)間。布置工作地時(shí)間、休息和生理需要時(shí)間、準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間,一般分別按作業(yè)時(shí)間的2%～7%、 2%～4%、3%～5%計(jì)算。 單件時(shí)間定額可按下式計(jì)算：=++++/m，m為每批生產(chǎn)零件的的個(gè)數(shù)。在本設(shè)計(jì)中m取值為1. 1.工序Ⅰ的時(shí)間定額計(jì)算 由面銑刀對(duì)稱銑平面，，參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.41，得銑刀對(duì)稱銑平面的基本時(shí)間計(jì)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(shí)間： 精銑基本時(shí)間： 基本時(shí)間為： 取輔助時(shí)間，則，其他時(shí)間分別按3%計(jì)算，則其他時(shí)間為 故本工序單件時(shí)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(shí)間定額計(jì)算 由麻花鉆查表5.39，得鉆削時(shí)間的計(jì)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(shí) (1～2)mm=101.73+2=19.3mm 鉆削的基本時(shí)間為 擴(kuò)孔時(shí)間計(jì)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(shí) (1～2)mm=0.61.73+2=3.04mm 擴(kuò)孔基本時(shí)間為 基本時(shí)間為： 取輔助時(shí)間，則，其他時(shí)間分別按3%計(jì)算，則其他時(shí)間為 故本工序單件時(shí)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(shí)間定額計(jì)算 拉削級(jí)別由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4.1－66查得。拉削加工工時(shí)t＝。式中Zb為單面余量Zb ＝＝1.5 mm，為校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度系數(shù)，?。?.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(shí)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(shí)間為： 輔助時(shí)間 其他時(shí)間 故本工序單件時(shí)間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =0.16+0.032+0.017 =0.209min 4.工序Ⅳ時(shí)間定額計(jì)算 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1－94可查得立銑的時(shí)間計(jì)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(shí)間 精銑的基本時(shí)間 基本時(shí)間 取輔助時(shí)間，則，其他時(shí)間分別按3%計(jì)算，則其他時(shí)間為。 故本工序單件時(shí)間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =3.62+0.54+0.37=4.53min。 5.工序Ⅴ時(shí)間定額計(jì)算 (1)粗銑 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：=81mm，刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)1次 粗銑基本時(shí)間： (2)精銑 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm，刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 精銑基本時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 取輔助時(shí)間，則，其他時(shí)間分別按3%計(jì)算，則其他時(shí)間為。 故本工序單件時(shí)間定額tdj= tj+tf+tb+tx+tz/m =2.37+0.36+0.25=2.98min。 6. 工序Ⅵ時(shí)間定額計(jì)算 該工序中的鉆孔時(shí)間計(jì)算公式與工序Ⅱ相同，故鉆削的基本時(shí)間為 。 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.43可知攻螺紋的時(shí)間計(jì)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(shí)的基本時(shí)間為 基本時(shí)間 取輔助時(shí)間，則，其他時(shí)間分別按3%計(jì)算，則其他時(shí)間為 因此本工序單件時(shí)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(jì) 為了在考慮零件的技術(shù)要求的前提下降低勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)專用夾具來(lái)銑18H11底槽，該槽相對(duì)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(duì)花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(shí)，應(yīng)加一圓柱銷固定好花鍵軸，防止花鍵軸帶動(dòng)工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 其中花鍵軸限制五個(gè)自由度，包括3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和兩個(gè)移動(dòng)自由度;平面限制軸向方向的移動(dòng)自由度。 圖2 花鍵心軸 （二）輔助支承的選擇 由于該工件的長(zhǎng)度相對(duì)較長(zhǎng)，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(guò)彈簧自動(dòng)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(jì)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(jì)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(shí)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(jì)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(jì)算 查《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》表17-18，得銑削切削力的計(jì)算公式 ， 查表17-19得灰鑄鐵的， 因此，同時(shí)在選擇銑削方式時(shí)，由于順銑時(shí)，刀具所受沖擊力加大，同時(shí)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(huì)造成工作臺(tái)攢動(dòng)銑削進(jìn)給量不均勻，容易引振動(dòng)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(tái)來(lái)平衡，故不影響夾緊力的計(jì)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(shí)間，因此采用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中的開口墊圈來(lái)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(jì)算公式為： 式中為夾緊力；為原始動(dòng)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(huì) 為期2周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我組幾名同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。 我通過(guò)本次的制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步對(duì)所學(xué)的機(jī)械制造技術(shù)的知識(shí)有了新的理解。我熟悉了一個(gè)產(chǎn)品機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程，而且對(duì)本課程所要講述的內(nèi)容有了一個(gè)較為清晰的輪廓印象，同時(shí)對(duì)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(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識(shí)；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)自己有了一個(gè)重新的認(rèn)識(shí)和定位，讓我認(rèn)識(shí)到了自己在機(jī)械設(shè)計(jì)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(shí)踐，在實(shí)際工作中不斷地積累經(jīng)驗(yàn)。紙上談兵遠(yuǎn)不如去實(shí)踐獲得的多，掌握的深。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)： 1.楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8. 2.陳家芳.實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè).上海：上?？萍汲霭嫔纾?005.1. 3.李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).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(cè).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(jì).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(jì).北京：高等教育出版社，2009.3. 7.陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1. 8.關(guān)慧貞，馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.11. 9.李凱嶺等.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2010.4. 10.丁厚福，王立人.工程材料.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.7.