車床變速箱中拔叉及專用夾具設(shè)計(jì)論文

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1、 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 1 緒論 1 1.1課題背景 1 1.2夾具的發(fā)展史 1 1.3小結(jié) 2 2 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2確定生產(chǎn)類型 3 2.3確定毛坯 3 2.3.1確定毛坯種類 3 2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3 2.3.3繪制鑄件零件圖 4 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) 4 2.4.2制定工藝路線 4 2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 6 2.4.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定

2、6 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 8 2.5.1工序1：粗銑Φ25H7的兩側(cè)面 8 2.5.2工序2：粗銑平下端面孔側(cè)面的工藝凸臺 9 2.5.3工序3：鉆Φ25H7的通孔 9 2.5.4工序4：擴(kuò)Φ25H7的通孔 11 2.5.5工序5：鉸Φ25H7的通孔 12 2.5.6工序6：粗銑a、b面 12 2.5.7工序7：粗銑Φ60H12孔的兩面 14 2.5.8工序8：精銑Φ60H12孔的兩面 14 2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12的孔 15 2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 16 2.5.11工序11：粗銑16H11的槽 16 2.5.12工序

3、12：半精銑16H11的槽 17 2.5.13工序13：鉆Φ20.50的孔 18 2.5.14工序14：攻M221.5的螺紋 19 2.5.15工序15：銑開Φ60H12的孔 20 2.6本章小結(jié) 21 3 專用夾具設(shè)計(jì) 22 3.1鏜孔夾具設(shè)計(jì) 22 3.1.1問題的提出 22 3.1.2夾具的設(shè)計(jì) 22 3.2銑槽夾具設(shè)計(jì) 25 3.2.1問題的提出 25 3.2.2夾具的設(shè)計(jì) 25 3.3鉆孔夾具設(shè)計(jì) 29 3.3.1問題的提出 29 3.3.2夾具的設(shè)計(jì) 30 3.4本章小結(jié) 35 結(jié)論 36 參考文獻(xiàn) 37 致 謝 38 37

4、 1 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，極大地推動了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動化達(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)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工

5、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

6、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)

7、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。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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)動按照工作者的

8、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Ф。 (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

9、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?？紤]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

10、毛坯圖 2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.4.1選擇定位基準(zhǔn) ①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)。 ②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：

11、 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Φ25H7的通孔 工序二 粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7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 ①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到Φ59②半精鏜此孔到Φ60H12 工序六 銑開下端圓孔 工序七 鉆Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7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Φ

12、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 工序三 鉆Φ25H7的通孔 工序四 擴(kuò)Φ25H7的通孔 工序五 鉸Φ25H7的通孔 工序六 粗銑a、b面，使粗糙度達(dá)到6.3，a面到Φ25H7的孔中心距為，b面到Φ25H7的中心距為36 工序七 粗銑Φ60H12孔的兩面，使兩面的間距為14 工序八 精銑Φ60H12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Φ60H12，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

13、Φ20.50的孔，垂直于Φ25H7的通孔 工序十四 攻的螺紋 工序十五 銑開Φ60H12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)

14、備 ①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 ②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。 ③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。 ④選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī)。 ⑤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

15、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Φ25H7的兩側(cè)面 3 IT11 80 6.3 -0.1 0.1 2 粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 3 IT11 0 6.3 -0.1 0.1 3 鉆Φ25H7通孔 IT12 6.3 -1 1 4 擴(kuò)Φ25H7通孔 2.0 IT12 3.2

16、 -0.05 0.05 5 鉸Φ25H7通孔 0.2 IT8 1.6 -0.006 0.006 6 粗銑a、b面 粗銑a面 3 IT12 (距中心孔) 6.3 -0.1 0.1 粗銑b面 36(距中心孔) 7 粗銑Φ60H12孔的兩面 2 IT11 6.3 -0.1 0.1 8 精銑Φ60H12孔的兩面 1 IT9 3.2 -0.05 0.05 9 粗鏜下端孔 2.5 IT13 6.3 -0.2 0.2 10 半精鏜下端孔 0.5 IT11 3.2 -0.02 0.02 續(xù)

17、表2.3 11 粗銑16H11的槽 IT11 6.3 -0.1 0.1 12 半精銑16H11的槽 1 IT10 3.2 -0.02 0.02 13 鉆Φ20.50的孔 IT13 6.3 -1 1 14 攻的螺紋 15 銑開Φ60H12的孔 4 IT13 6.3 -0.05 0.05 2.5確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1工序1：粗銑Φ25H7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

18、 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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min 2.5.2工序2：粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 機(jī)床：X5028 刀

19、具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) ①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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min 2.5.3工序3：鉆Φ25H7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。

20、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 ①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。 ②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)

21、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 ③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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.76min 2.5.4工序4：擴(kuò)Φ25H7的通孔 加工機(jī)床為Z535立式鉆床

22、。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 ①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。 ②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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.16min 2.5.5工序5：鉸Φ25H7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

23、削用量 ①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。 ②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)

24、 ①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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：2.03min ②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

25、 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min 2.5.7工序7：粗銑Φ60H12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

26、]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.57min 2.5.8工序8：精銑Φ60H12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

27、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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.94min 2.5.9工序9：粗鏜下端Φ60H12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

28、。 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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min 2.5.10工序10：半精鏜下端孔到Φ60H12 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

29、主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺每分鐘進(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)動時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動工時(shí) 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min 2.5.11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)

30、[2]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 機(jī)床工作臺每分進(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

31、 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(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)動時(shí)間 2.5.13工序13：鉆Φ20.50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

32、。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

33、 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)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min 2.5.14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

34、1 機(jī)動時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.33min 2.5.15工序15：銑開Φ60H12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)

35、動時(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)動時(shí)間等。 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(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

36、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生產(chǎn)率,降低勞動強(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) ①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，

37、能保證加工精度。 ②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 移動壓板（GB2175-80） ③切削力及夾緊力計(jì)算

38、 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)：

39、 ∴ ∴ 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：

40、 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)生的振動和轉(zhuǎn)動。故該夾具采用移動壓板夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通過手動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 ④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： ⑤夾具體設(shè)計(jì) 夾具體的設(shè)計(jì)參考

41、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)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(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) ①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。 ②定位

42、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)動壓板 圖3.6 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80） ③銑削力與夾緊力計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]，表2.4—97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、

43、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 ∴ ④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： ⑤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T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(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

44、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(GB2207—80)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(GB2241—80 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) ⑥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

45、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)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 3.3.2夾具的設(shè)計(jì) ①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。 ②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（G

46、B2203-80 B型） 壓板還是選用操作方便的轉(zhuǎn)動壓板 圖3.13 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80） ③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就可以了。 ④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

47、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 d D H h C r 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 基 本 尺 寸 極 限 偏 差 20.5 +0.041 +0.020 30 +0.021 +0.008 46 42 25 12 5.5 18 1 3 2.5 29.

48、5 圖3.16 鉆套用襯套 表3.2 鉆套用襯套 d D H C 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 30 +0.041 +0.020 42 +0.033 +0.017 25 1 3 圖3.17 鉆套螺釘 表3.3 鉆套螺釘 d L1 d1 D d2 L L0 n t 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 M8 5.5 +0.20 +0.05 12 -0.05 -0.16 20 6 22 11.5 2 2.5 鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安

49、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。 ⑤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

50、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。 ⑥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)，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板

51、。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。 無錫職

52、業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 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，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮

53、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，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 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，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8． 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、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！