C620撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)【4張CAD圖紙帶卡片優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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··································································································· 1 （一）零件的作用 ························································································ 1 （二）零件的工藝分析 ·················································································· 1 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ····························································································· 3 （一）確定毛坯制造形式 ··············································································· 3 （二）選擇定位基準(zhǔn) ····················································································· 4 （三）制定工藝路線(xiàn) ····················································································· 7 （四）確定加工余量及毛坯尺寸 ······································································ 9 （五）確定 切削用量及基本工時(shí) ····································································· 10 三、夾具設(shè)計(jì) ·································································································· 22 （一）分析零件，明確設(shè)計(jì)任務(wù) ····································································· 22 （二）確定定位及夾緊方案 ··········································································· 22 （三）夾具參數(shù)計(jì)算 ···················································································· 25 （四）夾具整體設(shè)計(jì) ···················································································· 27 四、設(shè)計(jì)總結(jié) ·································································································· 29 參考文獻(xiàn) ········································································································ 30 言 制造業(yè)作為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的主體，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有十分重要的作用和地位，伴隨全球化，尤其是信息革命的發(fā)展，世界正發(fā)生深刻的變化。 本畢業(yè)論文就是針對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中的一個(gè)零件 — 叉，制定其機(jī)械加工工藝規(guī)程及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。 撥叉類(lèi)零件廣泛應(yīng)用于汽車(chē)及各種機(jī)械設(shè)備的變速箱中， 通車(chē)床的撥動(dòng)叉為 傳動(dòng)分離類(lèi)零件 ，此類(lèi)零件應(yīng)用于機(jī)床及汽車(chē)等機(jī)械設(shè)備中，起到變速的作用。其動(dòng)作較為頻繁，是機(jī) 械設(shè)備的常用備件，也是重要備件之一。 本文首先對(duì) 叉零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝進(jìn)行了分析，然后確定大批量加工零件的毛坯生產(chǎn)手段及零件材料；分析了零件的其加工特點(diǎn)，確定其流水線(xiàn)的加工模式，從而實(shí)現(xiàn)定制大批量生產(chǎn)加工的工藝規(guī)程。就撥叉的加工工藝，分析了兩套加工方案，最終確定了一套科學(xué)合理的加工路線(xiàn)，并在以后的計(jì)算過(guò)程中，驗(yàn)證了這套工序的合理性，最后，以工藝中銑削工序的專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行了夾具的設(shè)計(jì)的定位分析，并做了切削力、夾緊力的分析計(jì)算。 1 一、零件分析 （一）零件的作用 撥 叉類(lèi)零件屬于傳動(dòng)分離類(lèi)的零件廣泛應(yīng)用于機(jī)床、汽車(chē)、拖拉機(jī)等機(jī)械的變速箱中，作為變速箱變速的控制元件。以其良好的操縱性和良好的穩(wěn)定性得到廣泛應(yīng)用，該零件的制造工藝雖然簡(jiǎn)單，但其過(guò)程涉及了車(chē)斷面、銑平面、鉆孔、攻螺紋等工序，具有一定代表性。 撥叉是通過(guò)撥動(dòng)滑套與旋轉(zhuǎn)齒輪的接合實(shí)現(xiàn)換擋，使車(chē)床主軸得到不同的轉(zhuǎn)速?；咨厦嬗型箟K，滑套的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套與齒輪固連在一起，使齒輪帶動(dòng)滑套，滑套帶動(dòng)輸出軸，將動(dòng)力從輸入軸傳送至輸出軸。擺動(dòng)撥叉可以控制滑套與不同齒輪的結(jié)合與分離，從而使主軸具有不同的轉(zhuǎn)數(shù)。 （二） 零件的工藝分析 從零件圖可以看出，撥動(dòng)叉中部為一個(gè)帶有矩形花鍵孔的圓柱體。圓柱體上部為一個(gè)具有螺紋孔及銷(xiāo)孔的方體翼板，下部為一斜向的板翼，板翼下端有一槽口。垂直于圓柱面中部有一個(gè) 螺紋孔。 零件以灰鑄鐵（ 材料，硬度適中，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，以下是撥動(dòng)叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：（參看 1 2 圖 1各加工面示意圖 1、 A 面：φ 44a 為 m。 2、 B 面：φ 35對(duì) A 面有垂直度要求，不垂直度為 m。 3、 C 孔：φ 30 m。 4、 D 孔：花鍵，φ 28 m。鍵槽 6 m。 5、 E 面： L× B=88 22 m 。 6、 F 槽：通槽，槽寬 18兩側(cè) m；槽深 22底 m。 7、 G 孔： 30 8、 H 孔： C 孔通。 9、 I 孔：絲孔， 10、 L 面：對(duì) F 槽有對(duì)稱(chēng)度要求，不對(duì)稱(chēng)度為 B 面有垂直度要求，不垂直度為 11、 M 孔：魚(yú)眼坑，φ 26 3 3 二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）確定毛坯制造形式 在制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇毛坯的種類(lèi)和形式有著重大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。毛坯種類(lèi)的選擇，不僅影響著毛坯制造的工藝、設(shè)備及制造費(fèi)用，而且對(duì)零件的機(jī)械加工工藝、設(shè)備和工具的消耗以及工時(shí)定額有很大的影響。毛坯的種類(lèi)和質(zhì)量與零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗以及加工成本有著密切的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，提高毛坯質(zhì)量可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量、提高材料利用率、降低機(jī)械加工成本，但同時(shí)卻增加了毛坯的制造成本，兩者是互相矛盾的。實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型和毛 坯車(chē)間的具體情況綜合考慮。 1、機(jī)械加工中常見(jiàn)的毛坯形式 （ 1）鑄件 適于制造形狀復(fù)雜的毛坯。常用的鑄件材料有灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵等。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是用砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質(zhì)鑄件可采用特種鑄造，如金屬型鑄造、離心鑄造和壓力鑄造等。造型方法有手工造型和機(jī)器造型。鑄型有木模和金屬之分。 （ 2）鍛件 適合于制造強(qiáng)度高、形狀比較簡(jiǎn)單的毛坯。鍛件分為自由鍛造鍛件和模鍛鍛件兩種。自由鍛造鍛件是在各種鍛錘或壓力機(jī)上由手工多次操作而逐步成形。這種鍛件加工余量大，精度、生產(chǎn)率低鍛造時(shí)不需要 專(zhuān)用模具，適用于單件和小批生產(chǎn)中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或大型的零件。模鍛件是用一套專(zhuān)用的鍛模。在噸位較大的鍛錘或壓力機(jī)上鍛壓出的鍛件，鍛件精度、表面質(zhì)量比自由鍛好，加工余量較小。鍛件內(nèi)部有較好的纖維組織分布，機(jī)械強(qiáng)度較高，生產(chǎn)率也高，適用于批量較大的中小型零件。 (3)鋼板和型材 鋼板和型材是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的毛坯形式，來(lái)源廣泛，不需要準(zhǔn)備周期。型材按截面形狀可分為方鋼、圓鋼、角鋼、槽鋼等，按供貨狀態(tài)分熱軋和冷軋兩類(lèi)。熱軋型材適用于尺寸較大、經(jīng)度較低的一般零件的毛坯；冷軋型材多用于尺寸較小、毛坯精度要求較高的中小型零件的毛 坯。 （ 4）焊接件 焊接件是指由鋼板或型材焊接而形成的零件毛坯，其主要有點(diǎn)事制造簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，不需要專(zhuān)用的裝備。通過(guò)焊接形成大型件，還可以彌 4 補(bǔ)工廠(chǎng)，毛坯制造能力的不足。但焊接件存在較大的殘余應(yīng)力，容易變形，精度不穩(wěn)定，故一般需要退火或時(shí)效處理。 再生產(chǎn)中，還可以使用組合形式的毛坯，即通過(guò)焊接的方法將鑄件、鍛件、型材或經(jīng)局部機(jī)械加工的半成品組合在一起。如大型曲軸，可以先分段鍛出各曲拐并將各曲拐粗加工，然后將各曲拐按規(guī)定的分布角度焊接成整體毛坯，熱處理后在進(jìn)行精加工。 2、毛坯選擇應(yīng)考慮的因素 （ 1）生產(chǎn)類(lèi)型。 生產(chǎn)類(lèi)型在很大程度上決定了采用哪一種毛坯制造方法是經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于大批量生產(chǎn)，應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，這樣雖然用于毛坯制造的設(shè)備及裝備費(fèi)用比較高，但是可以減少材料消耗和降低機(jī)械加工費(fèi)用。單件小批時(shí)，應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法，如自由鍛造鍛件和手工造型生產(chǎn)的鑄件等。 （ 2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 選擇毛坯應(yīng)考慮零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和尺寸的大小。例如，常見(jiàn)的各種接替周，若各臺(tái)階直徑相差不大，可直接選取圓棒料；若各臺(tái)階直徑相差較大，為節(jié)約材料和減少機(jī)械加工量， 則宜選則鍛件毛坯。形狀復(fù)雜的薄壁零件毛坯，往往不采用金屬型鑄造，尺寸較大的毛坯也往往不采用模鍛和壓鍛。箱體零件一般采用鑄造的方法來(lái)生產(chǎn)毛坯。某些外形復(fù)雜的小型零件，由于機(jī)械加工困難，還可以采用精密鑄造的方法。 （ 3）零件材料的力學(xué)性能。 毛坯的制造方法將影響其力學(xué)性能，如鍛件的力學(xué)性能高于型材。對(duì)于重要的零件，不論其結(jié)構(gòu)形狀如何復(fù)雜，均不宜直接選用型材而要選鍛件。 （ 4）零件材料的工藝性能 。如鑄鐵和青銅只能鑄造，不能鍛造。對(duì)于機(jī)器的底座等基礎(chǔ)件，在滿(mǎn)足使用要求的基礎(chǔ)上，盡量不用鑄鋼件而使用鑄鐵 件，以具優(yōu)良鑄造型性能和切削加工性能，同時(shí)，在使用中還有良好的減震性能。 經(jīng)分析最后確定零件材料為 灰鑄鐵 （ 鑄件毛坯。 （二）選擇定位基準(zhǔn) 在制定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，正確選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證零件的加 5 工精度、合理安排加工順序以及夾具結(jié)構(gòu)有著至關(guān)重要的影響。定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在第一道工序或最初幾道工序中，只能用毛坯上的表面 —— 未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)?？梢?jiàn)，粗基準(zhǔn)并不是在粗加工過(guò)程中所使用的基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)也不是只能在精加工過(guò)程中使用。在粗加工階段 中，可以使用粗基準(zhǔn)，也可以使用精基準(zhǔn)；同樣，在精加工階段，可以使用精基準(zhǔn)，也可以使用粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)有各自不同的選擇原則，這些原則都是從不同角度分析問(wèn)題得來(lái)的。針對(duì)一個(gè)具體的零件，根據(jù)這些原則選擇粗基準(zhǔn)或精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)互相矛盾的情況，這就要求我們根據(jù)具體情況具體分析，結(jié)合零件實(shí)際情況進(jìn)行選擇。 1、粗基準(zhǔn)選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是合理分配加工余量，注重保證加工面與非加工面的相互位置精度。具體應(yīng)注意以下幾個(gè)原則： （ 1）保證相互位置要求的原則 為保證工件上不加工表面與 加工表面之間的位置精度要求，應(yīng)選不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果工件上有多個(gè)不需要加工表面，則應(yīng)選其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 （ 2）保證加工表面加工余量合理分配的原則 為保證工件上某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選該表面作為粗基準(zhǔn)。如床身導(dǎo)軌面不僅要求有較高的尺寸和形狀精度，而且要求導(dǎo)軌面有均勻的金相組織和較高的耐磨性，此時(shí)應(yīng)先選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床腿底面，然后在以床腿底面作為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，從而保證導(dǎo)軌面的加工余量小而均勻。 （ 3）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則 粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上一般只允許使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)是毛面，表面粗糙 、形狀誤差大，如果第二次安裝仍以該基準(zhǔn)定位，被加工零件將不可能準(zhǔn)確地再占據(jù)第一次安裝時(shí)的位置，所加工的表面與在第一次安裝中所加工的表面之間就會(huì)產(chǎn)生較大的位置誤差。 （ 4）便于工件裝夾原的則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，必須考慮定位準(zhǔn)確，夾緊可靠以及夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等問(wèn)題。為了保證定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，要求選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔還有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其他缺陷。 6 2、精基準(zhǔn)的選擇原 則 (1) 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。在對(duì)加工面位置尺寸有決定作用的工序中，特別是當(dāng)位置公差要求很小的時(shí)候，一般不應(yīng)違反這一規(guī)則。因?yàn)檫`反了這一原則就必然會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，增大加工難度。 （ 2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件以某一精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地加工大多數(shù)（或所有）其他表面，則應(yīng)盡早地把這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后工序均已他為精基準(zhǔn)加工其他表面。采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)可以減少工件搬動(dòng)次數(shù)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 （ 3）互為基準(zhǔn)原則 某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來(lái)達(dá)到位置度要求。 （ 4）自為基準(zhǔn)原則 旨在減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 （ 5）便于裝夾原則 所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 3、分析該零件，確定加工定位基準(zhǔn)。 該撥叉中間圓柱體雖然連有兩翼板，但它仍具有軸的一般加工規(guī)律，仍可先車(chē)削端面，鉆、擴(kuò)鉆中心孔等，然后以中心孔及端面定位，再加上其它面的定位，便可加工其他部位等。但是，撥動(dòng)叉也有它 自己的特點(diǎn)，因?yàn)樗螤顝?fù)雜，結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性差，技術(shù)要求高，所以應(yīng)該采取相應(yīng)的工藝措施，根據(jù)以上原則及對(duì)零件的分析，擬訂出如下的定位基準(zhǔn)： （ 1）、加工中心孔及其端面的定位基準(zhǔn) 加工中心孔及其端面時(shí)，為保證中心孔及端面與外圓柱面和不加工端面間的位置精度，同時(shí)也滿(mǎn)足粗基準(zhǔn)的余量均勻原則，用外圓柱表面及不加工的中心孔端面定位，外圓柱表面用長(zhǎng)條 V 型鐵定四個(gè)自由度，不加工中心孔端面定一個(gè)自由度，車(chē)削用這五個(gè)自由度就能滿(mǎn)足加工要求了。所選的長(zhǎng)條 V 型鐵及不加工端面定位加工中心孔后，按粗基準(zhǔn)中不能重復(fù)使用原則就不再以其定位。長(zhǎng) 條V 型鐵的定位面因是鑄造成品面，也能滿(mǎn)足粗基準(zhǔn)之盡可能用精度要求高的主要表面作粗基準(zhǔn)的原則，作粗基準(zhǔn)的表面要盡量光整、光潔、有一定的面積以便于 7 裝夾這一粗基準(zhǔn)原則在我們的長(zhǎng)條 V 型鐵中也有所體現(xiàn)。一次裝夾就能加工出的花鍵中心底孔能夠保證精度要求。同時(shí)，為了安放零件，用到預(yù)定位 V 型鐵，還有加工過(guò)程中放有支撐架。 （ 2）、加工頂端、底端處平面及槽口的定位基準(zhǔn) 如上所述，按精基準(zhǔn)選擇原則 —— 基準(zhǔn)重合原則、 基準(zhǔn)不變?cè)瓌t等銑削頂部及底部平面及槽口時(shí)，定位基準(zhǔn)為已加工成品的內(nèi)孔及其成品的端面，內(nèi)孔基準(zhǔn)同時(shí)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。設(shè) 計(jì)專(zhuān)用夾具，專(zhuān)用夾具包括對(duì)刀塊等。頂部端面或底部槽口加工成品后也分別做精基準(zhǔn)，以后所有的加工按精基準(zhǔn)重合原則、 基準(zhǔn)不變?cè)瓌t — 直到最后拉削花鍵為止，全部用中心定位及已加工端為基準(zhǔn)。 （三）制定工藝路線(xiàn) 零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個(gè)合理的加工順序中加工，這對(duì)保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要。工序安排須遵循以下原則： （ 1）先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面。這條原則有兩個(gè)含義：①工藝路線(xiàn)開(kāi)始安排的加工面應(yīng)該是選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面，然后再以精基準(zhǔn)定位，加工其他表面。②為保證一 定的定位精度，當(dāng)加工面的要求很高時(shí)，精加工前一般應(yīng)先精修一下精基準(zhǔn)。 （ 2）一般情況下，先加工平面，后加工孔。這條原則的含義是：①當(dāng)零件上有較大的平面可做定位基準(zhǔn)時(shí)，可先加工出來(lái)做定位面，以面定位，加工孔。這樣可以保證定位穩(wěn)定、準(zhǔn)確，裝夾工件往往也比較方便。②在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏，若該平面需加工，則應(yīng)在鉆孔之前先加工平面。 （ 3）先加工主要表面，后加工次要表面。這里所說(shuō)的主要表面系指：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面，主要工作面。而次要表面系指鍵槽、螺孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有互相位置要求。 因此，一般要在主要表面達(dá)到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面要注意的是“后加工”的含義并不一定是整個(gè)工藝過(guò)程的最后。 （ 4）先安排粗加工工序，后按排精加工工序。對(duì)于精度和表面質(zhì)量要求較高 8 的零件，其粗精加工應(yīng)該分開(kāi)。 根據(jù)以上原則以及前面對(duì)基準(zhǔn)選擇的分析。制定如下兩條工藝線(xiàn)路。 工藝路線(xiàn)方案一：（加工面參看圖 1 工序 05：粗車(chē)、半精車(chē) A 端面，鉆、擴(kuò)、鉸 C 孔 工序 10：粗銑、半精銑 E、 L 面 工序 15：粗車(chē) B 端面并倒角 工序 20：鉆 G 孔并攻絲，锪 M 孔 工序 25：鉆、擴(kuò) H 孔并攻絲 工序 30：鉆 并攻絲 工序 35：粗銑、半精銑 F 槽 工序 40：鏜 D 孔 工序 45：拉 C 孔，花鍵 工序 50：去毛刺，清洗 工序 55：檢驗(yàn) 工藝路線(xiàn)方案二：（加工面參看圖 1 工序 05：粗車(chē)、半精車(chē) A 端面，鉆、擴(kuò)、鉸 C 孔，鏜 D 孔 工序 10：粗銑、半精銑 E、 L 面 工序 15：粗銑 F 槽 工序 20：粗車(chē)端面 B，鉆 H 孔并攻絲 工序 25：鉆 G 孔并攻絲，锪 M 孔 工序 30：鉆 并攻絲 工序 35：拉花鍵 C 工序 40：去毛刺，清洗 工序 45：檢驗(yàn) 上述兩種方案大致看來(lái)還是比較合理的，但是通過(guò)仔細(xì)分析該零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段后，難免有個(gè)別問(wèn)題之處，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①結(jié)合兩種方案，方案二比方案一工序集中，各工序之間排列較好。②方案二中把鉆、擴(kuò)、 9 鉸 C 孔，鏜 D 孔放在一起加工，這樣安排的好處更有利用工序集中，而方案一是分開(kāi)加工的。③方案一中的車(chē) B 端面并倒角后鉆 G 孔，锪 M 孔，攻絲，再鉆、擴(kuò) H 孔，總體來(lái)說(shuō)，方案一工序安排比較散亂，多次裝夾，累計(jì)公差較大。而方案二中的車(chē)端面 B 并倒角，鉆、擴(kuò) H 孔，加工完端面，直接加工孔，可以減少裝夾次數(shù)，提高加工效率。減少和降低成本。 綜上所述，方案二工序安排合理，工序集中，工序間排列最 優(yōu)，提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，所以選擇工藝路線(xiàn)方案二為本撥動(dòng)叉的工藝生產(chǎn)路線(xiàn)。 （四）確定加工余量及毛坯尺寸 為了達(dá)到零件圖規(guī)定的技術(shù)要求，一般要對(duì)毛坯進(jìn)行若干次切削加工，切除一層層的金屬，最后才能獲得所要求的零件。我們把工件上留作加工用的金屬層稱(chēng)為加工余量。加工余量的大小對(duì)工件的 加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有較大的影響。余量較大時(shí)，加工時(shí)間增加，生產(chǎn)率降低，能源消耗增大，成本增加；余量較小時(shí)，難以消除前道工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，應(yīng)合理確定各工序或工步的加工余量。影響加工余量的因素主要有加工 表面上前一道工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層深度、加工前或上道工序的尺寸公差、工件各表面間相互位置的空間偏差、本工序加工時(shí)的裝夾誤差等。 鑄件尺寸公差與加工表面總余量的確定。 6414— 1999規(guī)定了鑄件尺寸公差，代號(hào)“ 分 16 級(jí)。鑄件尺寸公差的大小取決于鑄件尺寸公差等級(jí) 件的機(jī)械加工余量決定于鑄件的機(jī)械加工余量等級(jí)和經(jīng)最終加工后鑄件的最大輪廓尺寸。 經(jīng)分析本零件， 鑄件采用機(jī)器造型，木模，精度等級(jí)選 8 級(jí)，查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 12 12，澆注頂面、側(cè)面的余量為 6面余量為 4均鉆出。在選擇了毛坯、確定了加工余量的基礎(chǔ)上，繪制毛坯— 零件綜合圖（參看圖 2: 10 圖 2坯 （五）確定切削用量及基本工時(shí) 選擇切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。合理的切削用量能夠充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本。針對(duì)不同的加工性質(zhì)，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。 在分析了 零件，繪制了毛坯 工序進(jìn)行判定了以后，計(jì)算了切削用量、功率以及工時(shí)。 1、切削用量及功率計(jì)算 工序 05：粗車(chē)、半精車(chē)端面 A，鉆、擴(kuò)、鉸 C 孔，鏜 D 孔 機(jī)床：臥式車(chē)床 =軸轉(zhuǎn)速： 1200r/變速級(jí)數(shù)： 24級(jí) 11 ( 2 4 1 ) 12001 1 ??械制造裝備設(shè)計(jì)》表 14、 17、 21、 25、 31、 38、 47、 57、 70、 86、 105、 130、 158、 195、 240、300、 355、 435、 535、 655、 800、 980、 1200 一次安裝： 工步 1：粗車(chē)端面 115m 1、刀具： 90°偏頭端面車(chē)刀 ( 0° 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 15得 f= 表 14— 1速度公式： （公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=60入公式 . 2 0 . 1 5 0 . 42236 0 5 0 . 7 5v ????轉(zhuǎn)速 d 1000? 1 0 0 0 8 6 1 4 5 2???? 531r/接近轉(zhuǎn)速 593，則取 n=593r/：實(shí)際速度： 1000 ?? ? 3 . 1 4 5 2 5 9 31000????分進(jìn)給 5 9 3 0 . 7? ? ? ?削力： 0 . 7 5 N a f? ? ? ? ? ? 3100 功率為： 60000??60000 ? 擇機(jī)械傳遞效率為 因?yàn)椋? 實(shí)際使用切削功率小于臥式車(chē)床 所選機(jī)床合適 . 工步 2：半精車(chē) 101m 12 1、刀具：同工步 1 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 15得 f= 表 14— 1速度公式： （公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=60入公式 . 2 0 . 1 5 0 . 42236 0 5 0 . 4v ???? 轉(zhuǎn)速 d 1000? ? ? ? 685r/取 n=593r/：實(shí)際速度： 1000 ?? ? ? 1000 ? ? 分進(jìn)給 5 9 3 0 . 4? ? ? ?削力： 0 . 7 5 N a f? ? ? ? ? ? 1933 功率為： 60000??6000 ? 擇機(jī)械傳遞效率為 3.9 因?yàn)椋? 實(shí)際使用切削功率小于臥式車(chē)床 所選機(jī)床合適 . 工步 3：鉆 2 11、刀具：高速鋼錐柄麻花鉆 d=22 L=35 l=200 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 33得 d=16 f= 14— 29速度公式： (公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=6013 代入公式 0 . 2 50 . 1 2 5 0 . 41 6 . 5 1 66 0 0 . 3 5v ???? 轉(zhuǎn)速 d 1000? = ? ? 599r/76r/：實(shí)際速度： 1000? = 1000 ? ? 44m/分進(jìn)給 ? 矩： 2 0 d f?? ? ? 23212 實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? 7623212 ?? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 kw 因?yàn)椋? 實(shí)際使用切削功率小于臥式車(chē)床 所選機(jī)床合適。 工步 4：擴(kuò) 、刀具：高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆（ d=23.4 l=281 l=160 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 37,14— 41得 d=23.4 f= 14— 29速度公式： （公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=30入公式 20 . 3 0 . 1 0 . 51 5 . 1 2 3 . 43 0 1 0 . 7v ?????轉(zhuǎn)速 d 1000? = 1 0 0 0 3 0 53 1 7? ?? 565r/速取 362r/：實(shí)際速度： 1000 ?? ? = 1000 ? ? 分進(jìn)給 ? ? ? 25414 扭矩： 0 . 7 5 0 . 8840 pM d a f?? ?? ? 14742 實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? 6214742 ?? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 為， 實(shí)際使用切削功率小于臥式車(chē)床 所選機(jī)床合適 . 工步 5：鉸 m 具：錐柄機(jī)用鉸刀（ d==241 l=66 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 40， 14— 47 得 d= f=《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=20入公式 = ????5 轉(zhuǎn)速 d 1000? = ? ? 497r/6，轉(zhuǎn)速取 n=86r/： 實(shí)際速度： 1000? = 1000 ? ? 分進(jìn)給 ? ? 86? 矩： 0 . 7 5 0 . 8846 pM d a f? ? ? 38 46 ??? =實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? ? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 際 選機(jī)床合適 . 工步 6：粗鏜 0、 m 1、刀具：通孔鏜刀 5° L=150 l=60 2、切削用量、功率計(jì)算 15 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 7得 f= 表 14— 1速度公式： （公式 查《切削用量簡(jiǎn)明 手冊(cè)》表 t=60入公式 60 22 3 ???v ? 轉(zhuǎn)速 d 1000? ? ? ? 935r/轉(zhuǎn)速取 n=1400r/： 實(shí)際速度： 1000 ?? ? 3 . 1 4 3 0 1 4 0 01000????分進(jìn)給 9 0 0 ????? fn 削力： 0 . 7 5 0 . 7 59 0 2 3 0 . 4 N z a f? ? ? ? ? ? ?1361 功率為： 60000??60000 ? 擇機(jī)械傳遞效率為 實(shí)際使用切削功率小于臥式車(chē)床 所選機(jī)床合適 . 工序 10：粗銑、半精銑 E、 機(jī)床：臥式銑床 P=10 主軸轉(zhuǎn)速： 30~1500r/速級(jí)數(shù)： 18級(jí) 18(???? 則查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 30、 60、 75、 95、 118、 150、 190、 236、 300、 375、 475、 600、 750、950、 1180、 1500 16 一次安裝： 工步 1：粗銑 1至 211 m 1、刀具：直齒三面刃銑刀（ =100 d=32 B=25 I=18 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14f= 14 (公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=160代公式 0 ??? ??v ? d 1000? ? 030? ? 速取 n=95r/： 實(shí)際速度： 1000? = 1000 ? ? 分進(jìn)給 zn f Z? ? ? ? ? ? 4617效功率： ??? ? ? ?????? ? ≈ 0kw ∴ 所選機(jī)床合適 工步 2：半精銑 0至 222 m 1、刀具：直齒三面刃銑刀（ =100 d=32 B=25 I=18 17 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14f= 14 (公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=160代公式 ??? ??v ? 20m/ d 1000? ? 01000 ?? ? 199r/速取 n=119r/： 實(shí)際速度： 1000? = 1000 ? ? 分進(jìn)給 ? ? ? 效功率： ??? ? ≈ 擇機(jī)械傳遞效率為 0則所選機(jī)床合適。 工序 15：粗銑 與工序 10相似，在此省略計(jì)算過(guò)程。 工序 20：粗車(chē)端面 B，鉆 與工序 05相似，在此省略計(jì)算過(guò)程。 工序 25：鉆 機(jī)床：立式鉆床 P=主軸轉(zhuǎn)速： 50～ 2000r/速級(jí)數(shù)： 9級(jí) 18 0)19(???? 則查《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》表 50、 80、 125、 200、 315、 500、 800、 1250、 2000 一次安裝： 工步 1：鉆 10、刀具：高速鋼直柄短麻花鉆（ d=L=84 l=40 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 33得 d=9.5 f=查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=30入公式 ?6 ??? =轉(zhuǎn)速 d 1000? ?? =取轉(zhuǎn)速 n=1058r/： 實(shí)際速度： 1000? 1 0 00 1 0 ?? =分進(jìn)給 =矩： 2 0 d f?? ? ? 實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? ? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 ，所選機(jī)床合適 . 工步 2：锪 6，深 3 1 1、刀具：高速鋼帶可換導(dǎo)拄錐柄平底锪（ D=26 l=180 2、切削用量、功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 37,14— 41得 d=26 f= 14— 29速度公式： 19 （公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=30入公式 ? ??v =轉(zhuǎn)速 d 1000? = 1000 6? ?? 518r/速取 490 r/： 實(shí)際速度： 1000 ?? ? = 1000 ? =40m/分進(jìn)給 ? ? =矩： 0 . 7 5 0 . 8840 pM d a f?? 0 ??? ? 4804 實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? 904804 ?? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 ，所選機(jī)床合適 . 工步 3： 10，深 10、刀具：粗柄帶頸機(jī)用絲錐（ d=10 L=80 2、切削用量，功率計(jì)算 查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 14— 90得 d=10 f= 14— 29速度公式： ?(公式 查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 t=30 代入公式 6 0 2 63 0 1v ?? ?? 轉(zhuǎn)速 ??? d =220r/轉(zhuǎn)速取 n=166r/ 20 則： 實(shí)際速度： 1000? = 1000 ? =分進(jìn)給 =矩： 0 . 7 5 0 . 8846 pM d a f? ? ? ?? =實(shí)際功率： 7 0 1 8 7 6 0 1 . 3 6??? ? ? 選擇機(jī)械傳遞效率為 ，所選機(jī)床合適 . 工序 30：鉆 與工序 25相似，在此省略計(jì)算過(guò)程。 工序 35：拉花鍵 C 機(jī)床：臥式內(nèi)拉床 P=17電機(jī)轉(zhuǎn)速： 980r/次安裝：拉 8、刀具：矩形齒花鍵拉刀 D=28 L=880 Z=6 2、切削用量、功率計(jì)算 查表 1414 切削速度 v=4 m/48N，當(dāng) N=148時(shí)， 查表得 :P=較功率，機(jī)械效率按 7kw ，所選機(jī)床合適。 工序 40：去毛刺，清洗 工序 45：檢驗(yàn) 21 2、工時(shí)計(jì)算 各工序所用時(shí)間表 ： 時(shí) 間 工 序 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 基本 時(shí)間 輔助 時(shí)間 工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間及生理時(shí)間 單件 時(shí)間 單件核算時(shí)間 工序Ⅰ 序Ⅱ 序Ⅲ 序Ⅳ 序Ⅴ 序Ⅵ 序Ⅶ 備終結(jié)時(shí)間： T %4/ ? （公式 基本時(shí)間： nf 1 ??? （公式 輔助時(shí)間： T %15? （公式 服務(wù)時(shí)間： )%(4 ?? （公式 單件時(shí)間： )( ??? （公式 22 三、夾具設(shè)計(jì) （一）分析零件，明確設(shè)計(jì)任務(wù) 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，在普通夾具不適用的情況下需要專(zhuān)用非標(biāo)準(zhǔn)夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序 10粗銑、半精銑 E、 夾具將用于 具為直齒三面刃銑刀，對(duì)工件的兩個(gè)面同時(shí)進(jìn)行加工。 零件加工面的技術(shù)要求： E 面： L× B=88 22 m, L 面：對(duì) F 槽有對(duì)稱(chēng)度要求，不對(duì)稱(chēng)度為 對(duì) E 面有垂直度要求，不垂直度為 （二）確定定位及夾緊方案 1、定位方案的確定 六點(diǎn)定位原理：工件在空間直角坐標(biāo)系中，有分別沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度和分別繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，共六個(gè)自由度。這六個(gè)自由度需要用按一定要求布置的六個(gè)支撐點(diǎn)一一消除，其中每個(gè)支撐點(diǎn)相應(yīng)的消除一個(gè)自由度。要使工件在夾具中占有正確的、統(tǒng)一的位置，就必須在空間直角坐標(biāo)系中，通過(guò)定位元件限制工件的這六個(gè)自由度。應(yīng)用六點(diǎn)定位原理 ，工件在夾具中的定位分析，就可以轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標(biāo)系中用相應(yīng)的定位支承點(diǎn)限制工件自由度的方式來(lái)進(jìn)行。一個(gè)定位支承點(diǎn)只能限制工件的一個(gè)自由度，為保證工件定位的穩(wěn)定性，在一個(gè)完整的定位方案中定位支承點(diǎn)的數(shù)目一般不的少于三個(gè)。在實(shí)際的加工過(guò)程中，由于工件的形狀特點(diǎn)、加工要求特點(diǎn)和精度特點(diǎn)，通常有如下幾種情況：① 完全定位和不完全定位。②欠定位。③過(guò)定位。 根據(jù)工件加工要求、形狀特點(diǎn)，利用六點(diǎn)定位原理對(duì)工件進(jìn)行定位分析，確定工件所必須消除的自由度數(shù)，可以是完全定，也可以是不完全定位，但不允許出現(xiàn)欠定位。過(guò)定位是 否允許應(yīng)按實(shí)際加工情況來(lái)確定。工件應(yīng)限制的自由度確 23 定后，下一步就是要提出合理的定位方案。 圖 3位方案一 如圖 3示，參見(jiàn)圖 1端 A 面設(shè)置三個(gè)不共線(xiàn)的支承點(diǎn) 1、 2、 3，限制 Y 向移動(dòng)自由度、 X 向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、 Z 向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，三個(gè)自由度被限制。側(cè)面的支撐點(diǎn) 4、 5，限制了 X 向移動(dòng)自由度、 Y 向轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，兩個(gè)自由度被限制。內(nèi)孔的點(diǎn) 6，限制 Z 向的移動(dòng)自由度。則六個(gè)點(diǎn)限制零件的六個(gè)自由度，零件在空間位置被確定下來(lái)。 實(shí)際采用圓柱心軸與 平面與 用圓頭支撐釘?shù)亩ㄎ蝗齻€(gè)定位元件組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用