CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及鉆孔夾具設計（鏜、鉆、攻螺紋3套夾具）
CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及鉆孔夾具設計（鏜、鉆、攻螺紋3套夾具）,ca6140,車床,加工,工藝,編制,鉆孔,夾具,設計,螺紋,羅紋
畢業(yè)設計任務書
一、設計題目：CA6140車床撥叉831002加工工藝編制及夾具設計
二、設計的主要內容：根據零件圖，制訂年產5000臺CA6140車床撥叉的加工工藝規(guī)程及專用夾具設計。要求綜合運用所學知識，進行多種方案比較，確定最佳工藝路線，編制該零件的合理的加工工藝過程，選擇各加工工序的合理的切削用量，計算各工序定額，填寫加工工藝卡片；
（1）、說明書主要內容：1) 撥叉工藝規(guī)程設計、專用夾具定位方案確定與定位精度分析及夾緊力計算等相關設計、分析結果，外文翻譯3000字左右，共計1.5~2萬字；
（2）、設計圖紙主要內容：設計3~4套專用夾具，要求每套專用夾具繪制相關夾具裝配圖、零件圖以及填寫加工工藝卡片，折合0#圖紙3張；
三、設計目標： 通過方案確定、設計計算，完成CA6140車床撥叉的加工工藝及主要工裝的結構設計。按照工程技術規(guī)范要求，整理好技術資料，編寫出設計說明書。
指 導 教 師：
院（系）主管領導：
摘 要
在生產過程中，使生產對象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質和量的狀態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機械加工，熱處理，裝配等都稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間。
關鍵詞 工序 工藝 定位方案
Abstract
Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.
Keywords The process worker one orient the scheme
目 錄
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 緒論 1
1.1選題的意義 1
1.2夾具的發(fā)展方向 1
1.3本章小結 3
第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設計 4
2.1零件的分析 4
2.1.1零件的作用 4
2.1.2零件的工藝分析 4
2.2確定生產類型 5
2.3確定毛坯 5
2.3.1確定毛坯種類 5
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 5
2.3.3繪制鑄件零件圖 6
2.4工藝規(guī)程設計 7
2.4.1選擇定位基準 7
2.4.2制定工藝路線 8
2.4.3選擇加工設備和工藝設備 10
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 10
2.5確定切削用量及基本工時 11
工序10：粗銑Φ25H7的兩端面 11
工序20：鉆、擴、鉸Φ25H7通孔 12
工序30：粗鏜下端Φ60H12孔 16
工序40：半精鏜下端Φ60H12孔 16
工序50：粗銑a、b面 17
工序60：鉆Φ20.50孔 19
工序70：攻M22×1.5螺紋 21
工序80：粗銑16H11槽 21
工序90：精銑16H11槽 22
工序100：銑斷Φ60H12孔 23
工序110：粗銑Φ60H12孔兩端面 24
工序120：精銑Φ60H12孔兩端面 25
2.6本章小結 26
第3章 專用夾具設計 27
3.1鏜孔夾具設計 27
3.1.1問題的提出 27
3.1.2夾具的設計 27
3.2鉆孔夾具設計 30
3.2.1問題的提出 30
3.2.2夾具的設計 30
3.3本章小結 32
結論 34
致謝 35
參考文獻 36
附錄1 37
附錄2 49
37
第1章 緒論
1.1 選題的意義
當人們談起制造行業(yè)中的發(fā)展時，很少談到工件夾具，但是在零件生產的基本領域，正吹著改革之風。一項優(yōu)秀的夾具結構設計，往往可以使得生產效率大幅度提高，并使產品的加工質量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結構較復雜的，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計的高效率夾具。目前，中等生產規(guī)模的機械加工生產企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量，占新產品工藝準備工作量的50%—80%。生產設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設備及各類工藝參數的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產過程中對夾具的正確使用，維護和調整，對產品生產的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
如今，制造商們需要供應商提供一步到位服務，他們要求世界范圍內的當地供應商能夠支持全球化生產。他們堅持與供應商保持并行生產過程開發(fā)。他們努力尋求各種以及所有可以降低其產品生產時間的對策。那些制作夾具的人，必須采用與制作價值好幾百萬美元的加工中心的人們所采用的相同的規(guī)則，如今他們正在迎接這種挑戰(zhàn)。
1.2夾具的發(fā)展方向
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟方向發(fā)展。
一、 高精
隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內；夾具重復安裝的定位精度高達±5μm；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達2～5μm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經濟性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。?
二、高效
為了提高機床的生產效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調整夾具的時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司的球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產效率的作用。?
????三、模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。
利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經營電子商務化。?
????四、通用、經濟夾具的通用性直接影響其經濟性。
采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經濟性好。德國demmeler（戴美樂）公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費用低，經濟實用才有推廣應用的價值。
1.3本章小結
隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質量、高生產率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。
自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(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。機床夾具對零件加工的質量、生產率和產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。
第2章 撥叉的加工工藝規(guī)程設計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床撥叉，撥叉是一種輔助零件，通過撥叉控制滑套與旋轉齒輪的接合。滑塊上面有凸塊，滑塊的凸塊插入齒輪的凹位，把滑套和齒輪固連字一起，使齒輪帶動滑套，滑套帶動輸出軸。擺動撥叉又可以控制滑套與不同齒輪的結合與分離，達到換擋的目的，分析這種動力聯(lián)接方式可知車換擋時要減速，這樣可以較少滑套與齒輪的沖擊，延長零件的使用壽命。
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：
CA6140車床撥叉的工藝分析
CA6140車床撥叉共有以下幾處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1.?以25孔為中心的加工表面。
該組加工表面包括：25H7的通孔，以及42的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7通孔。
2.?以60孔為中心的加工表面
該組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個端面。
主要是60H12的孔。
3.?銑16H11的槽
該組加工表面包括：此槽的端面，16H11的槽的底面，16H11的槽兩側面。
4.? 以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。
該組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長32mm的端面。
主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。
這幾組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
（1）60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm。
（2）16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。
由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基
準加工另外一組。可以先加工25H7通孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此零件沒有復雜的加工表面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產類型
已知此撥叉零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用夾具。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?；诣T鐵屬于脆性材料，故不能鍛壓和沖壓，但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜，生產類型為大批量生產，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
毛坯尺寸如下：
1.??外圓表面（φ42）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60端面）
查表3.1～26。取25，60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工。[1]
3. 內孔（60已鑄成50的孔）
查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為5mm，即鑄成孔半徑為50mm。[1]
4. 槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量
? 鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
5. 螺紋孔頂面加工余量
鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。
6. 其他尺寸直接鑄造得到
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設計
2.4.1選擇定位基準
基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百
出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。
①粗基準的選擇
對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基
準。
根據這個基準選擇原則，現(xiàn)選取25 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個42與底面作主要定位面，限制5個自由度，再以壓板限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。其余以零件的下端孔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“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的25通孔為主要的定位精基準，以25通孔端面為輔助的定位精基準。
2.4.2制定工藝路線
根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工藝路線方案一
工序 10 ?粗、鉆、擴、鉸、精鉸25、60孔。
工序 20???粗、精銑60、25孔下端面。
工序 30? 粗、精銑25孔上端面。
工序 40 粗、精銑60孔上端面。
工序 50 銑螺紋孔端面。
工序 60 鉆20.5孔（裝配時鉆鉸錐孔）。
工序 70攻M22×1.5螺紋。
工序 80??粗銑、精銑槽所在的端面。
工序 90 粗銑、精銑16H11的槽。
工序100?切斷。
工藝路線方案二
工序10 粗銑25H7兩端面，保證尺寸80。
工序20 鉆、擴、鉸25H7通孔。
工序30 粗鏜60H12孔。
工序40 半精鏜60H12孔，粗糙度達到3.2。
工序50 粗銑a、b面。a面到25H7孔中心距為440-0.3，b面到25H7的中心距為36?。
工序60 鉆20.5垂直于25H7通孔。
工序70 攻M22×1.5螺紋。???
工序80??粗銑16H11槽。
工序90 精銑16H11槽。
工序100切斷60H12孔.
工序110粗銑60H12孔兩端面，保證尺寸13。
工序120精銑60H12孔兩端面，保證尺寸12d11。
工藝方案的比較與分析：
以上兩個加工工藝方案進行比較，方案一的加工工序比較集中，工序較少，但裝換刀具的輔助時間較長，而且同時鉆兩個孔，還要保證加工精度，對機床設備要求較高，不適合大批量生產。方案二的加工工序比較分散，適合流水線生產，而且很多工序不用裝換刀具和重新對刀，極大的縮短輔助工時。而且加工完前次的又可成為下次加工的基準，加工精度容易保證，綜合以上兩個方案的優(yōu)缺點，而且又是大批量生產，考慮到工作效率及經濟效益等原因，所以選擇方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設備和工藝設備
①機床的選擇
工序10、50、80、90、100、110、120用X62型臥式銑床
工序20、60、70采用Z535立式鉆床
工序30、40采用T68臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產綱領為大批生產，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀或高速鋼銑刀即可保證加工質量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質合金鉸刀。
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據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加工工序的加工余量如下：
據以上原始資料及加工路線，分別確定各加工表面的機械加工余量、工
序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.??外圓表面（42）
考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。
2. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（25，60端面）
取25、60端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）。[1]
銑削加工余量為：
粗銑2.5mm， 保證尺寸80mm
3. 內孔（60已鑄成50的孔）
查表2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取60孔已鑄成孔長度余量為5，鑄成孔半徑為50mm。[1]
工序尺寸加工余量：
粗鏜50mm孔至59mm 余量為1mm
半精鏜至60H12mm
工序尺寸加工余量：
同上25鉆孔至22 余量為3mm
擴孔至24.7mm 余量為0.03mm
鉸孔至25H7mm
4.槽端面至中心線垂直中心線方向長度加工余量
鑄出槽端面至中心線47mm的距離，余量為3mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑端面3mm 保證槽端面，即a面至中心線尺寸440-0.3 mm
5.螺紋孔頂面加工余量
鑄出螺紋孔頂面至25孔軸線且垂直軸線方向40mm的距離，余量為4 mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑頂面?4 mm 保證頂面即b面到中心線尺寸36mm
6. 其他尺寸直接鑄造得到。
由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應按調整法加工方式予以確認。
2.5確定切削用量及基本工時
工序10粗銑Φ25H7兩端面
機床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2.5mm
所以銑削深度：
每齒進給量：查表2.1-85，取銑削速度：查表2.1-85，取。【3】
機床主軸轉速：
，
按照表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據表2.1-85,
切削工時
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.23min
工序20鉆Φ25H7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。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標準高速鋼麻花鉆。
1.鉆?22mm孔
確定鉆削用量
（1）決定進給量
根據表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之
l/d=85/25=3.86。
，故mm/r.
查Z535型立式鉆床說明書，取。
根據表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量??。機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表3.4-4，允許的進給量。
由于選擇的進給量遠遠小于，故所選可用
（2）確定切削速度V、軸向力F、轉矩T以及切削功率，用不同刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：
，F(xiàn)=4732N
T=51.69，=1.25kw
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對結果進行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數，故
查Z535型機床說明書，取。實際切削速度為
。
由表3.4-11，切削力及轉矩的修正系數,故
（3）校驗機床功率 切削功率
=
機床有效功率為
（由Z535型機床說明書查出）
由于，故選擇的鉆削用量可用，即
相應地
2.擴孔
擴孔鉆
選用標準高速鋼擴孔鉆。
確定擴孔切削用量
一 確定進給量
根據表3.4-5，取。
根據機床Z535型說明書，取。
確定切削速度
根據表3.4-34.取。
由于切削速度與上表不同，切削速度尚需乘以修正系數
故
根據Z535機床說明書，取n=275r/min。實際擴孔速度
3鉸孔
鉸刀 選用標準高速鋼鉸刀。
確定鉸孔切削用量
一確定進給量 根據表3.4-6查出，，按該表注4，進給量取小值。
按Z535機床說明書取。
二 切削速度 根據表3.4-40查出取
切削速度修正系數由表3.4-9查出
故
根據Z535機床說明書，取n=100r/min,實際鉸孔速度
4各工序實際切削用量
根據以上計算，實際切削用量如下：
鉆孔：
擴孔：
鉸孔：
5基本工時計算
鉆孔：
擴孔：
鉸孔：
工序30粗鏜下端Φ60H12孔
機床：臥式鏜床T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：查表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=4.5mm。因此確定進給量。
切削速度：查表2.4-9取【3】
機床主軸轉速：
，
查表3.1-41取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
工步輔助時間為：2.61min
工序40 半精鏜下端Φ60H12孔
機床：臥式鏜床
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照表2.4-9，取【3】
機床主軸轉速：
，取
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數：
機動時間：
所以該工序總機動工時
工步輔助時間為：1.86min
工序50粗銑a、b面
機床：X62
刀具：高速鋼圓柱銑刀 齒數
①粗銑a面
銑削深度
每齒進給量：根據表2.1-85，取
銑削速度：參照表2.1-85，取
機床主軸轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
實際切削速度，：
工作臺每分進給量：
：根據表2.1-85,
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：2.03min【1】
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進給量：根據表2.1-85，【1】取
銑削速度：參照表2.1-85，【1】取
機床主軸轉速：，
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據表2.1-85,
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.52min【1】
工序60鉆Φ20.50孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
決定進給量
根據表3.4-1可查出f=0.47~0.57mm/r,由于孔深和孔徑之
l/d=85/25=3.86。
，故mm/r.
查Z535型立式鉆床說明書，取。
根據表3.4-3，鉆頭強度所允許的進給量??。機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表3.4-4，允許的進給量。
由于選擇的進給量遠遠小于，故所選可用
確定切削速度V、軸向力F、轉矩T以及切削功率，用不同刀具材料進行鉆、擴、鉸孔的V、F、T、均可按表3.4-8及表3.4-10進行計算。根據所給條件，可直接在表3.4-15中用插入法計算得：
，F(xiàn)=4732N
T=51.69，=1.25kw
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對結果進行修正。由表3.4-9知，切削速度的修正系數，故
查Z535型機床說明書，取。實際切削速度為
。
由表3.4-11，切削力及轉矩的修正系數,故
（3）校驗機床功率 切削功率
=
機床有效功率為
（由Z535型機床說明書查出）
由于，故選擇的鉆削用量可用，即
相應地
鉆孔：
鉆孔：
工步輔助時間為：1.58min
工序70攻M22×1.5螺紋
機床：Z535立式鉆床
刀具：細柄機用絲錐（）
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照表2.4-105，取【1】
機床主軸轉速：，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.33min
工序80粗銑16H11槽
機床：X62型臥式銑床
刀具：高速鋼三面刃銑刀
切削深度：
根據表2.1-89有：
刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數 Z=10，刀具的寬度L=14mm。
查表2.1-89得：
進給量,根據表2.1-89查得切削速度，【3】
機床主軸轉速：
，
取
實際切削速度：
進給量：
機床工作臺每分進給量：
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.92min
工序90半精銑16H11的槽
機床：X62型臥式銑床
刀具：高速鋼三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數Z=10，寬度L=16。
切削深度：
根據表查得：進給量,查得切削速度，
機床主軸轉速：
，
取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.41min
本工序機動時間
工序100銑斷Φ60H12孔
機床：X62型臥式銑床
刀具：中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm，齒數Z=32，寬度L=4mm。
切削深度：
根據表查得：進給量 切削速度，
機床主軸轉速：
，
按表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.59min
工序110粗銑Φ60H12孔兩端面
機床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為13)，材料：， ，齒數，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進給量：表2.4-73，取銑削速度：表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據表2.4-81,
切削工時
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
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.57min
工序120精銑Φ60H12孔兩端面
機床：X62型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數Z=25，為細齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=0.5mm
銑削深度：
每齒進給量：表2.4-73，取銑削速度：參照表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數為1
機動時間：
工步輔助時間為：1.94min
2.6本章小結
本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。
第3章 專用夾具設計
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設計專用夾具。
根據任務要求中的設計內容，需要設計鏜孔夾具、銑槽夾具及鉆頂面螺紋底孔夾具各一套
。
3.1鏜孔夾具設計
3.1.1問題的提出
本夾具是用來粗、精鏜此拔叉60H12的孔,并且與25H7孔的中心距由公差。因此在加工時不但要考慮加工精度還要考慮勞動效率和經濟效益。
3.1.2夾具的設計
①定位基準的選擇
因為25H7的孔與此60H12孔有公差要求,所以應以這個長通孔為主要定位基準。由于鑄件的公差要求較大,利用60H12的孔的左側面作為輔助定位基準。在大孔處采用移動壓板對零件進行夾緊。
②定位元件及夾緊元件的選擇
據上面所述，，選擇孔為精基準，鏜滿足加工要求，工件定位用底面、側平面、固定式定位銷、壓板和壓緊螺釘來限制六個自由度。
夾緊元件選用壓板，根據其夾具結構選擇移動壓板，其加緊可靠、操作方便。
③切削力及夾緊力計算
鏜刀材料：硬質合金鏜刀，機床為：T68
選擇刀具的幾何參數為：
1）粗鏜：
查表可得：
圓周切削分力公式：【12】
查表得： 取
∴
由表可得參數：
∴
∴
同理：徑向切削分力公式 ：
式中參數：
∴
∴
軸向切削分力公式 ：
式中參數：
∴
∴
根據工件受力切削力、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)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需夾緊力的數值。即：
安全系數K可按下式計算，
式中：為各種因素的安全系數，見參考文獻【12】表可得：
所以，有：
2）半精鏜：
同理，圓周切削分力公式：
因為： ，則
所以，有：
當夾緊力方向與切削力方向一致時，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產生的振動和轉動。故該夾具采用移動壓板夾緊機構，為了方便操作，通過擰緊螺母將壓板壓緊工件。
④誤差分析與計算
該夾具以一固定式定位銷和固定支承定位，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。
可知孔銷間隙配合的定位誤差為：【15】
⑤夾具體設計
夾具體的設計參考鏜孔夾具體零件圖。
3.2鉆孔夾具設計
3.2.1問題的提出
本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因為位置精度要求不高，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時主要應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。
3.2.2夾具的設計
①定位基準的選擇
由零件分析，選擇用中心孔的固定式定位銷加上25H7孔的一面定位，就可以限制5個自由度，在由下面的大孔加個削邊銷就可以實現(xiàn)完全定位。
②定位元件與夾緊元件的選擇
選用固定式定位銷、削邊銷進行定位，使用移動壓板通過螺栓進行機械加緊。
③切削力與夾緊力的計算
本夾具是鉆螺紋底孔，因此切削力為鉆削力。得：
軸向力F：
扭矩M：
式中：
∴
如圖：
圖3.1 夾緊受力圖
夾緊力的方向在軸線上，與M產生的轉矩同軸，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夾具精度分析
利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(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系。因此在夾具設計中，當結構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。
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（參見鉆孔裝配圖）。其計算同前面的計算相同。
轉角定位誤差為既是（由下的圖可知）：
圖3.2 轉角誤差分析圖
除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：
1）、鉆模板上裝鉆套的尺寸公差：
2）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：
3）、鉆套的同軸度公差：
∴綜合誤差為：
能滿足零件要求。
⑤夾具體設計
夾具體的設計參考鉆孔夾具體零件圖。
3.3本章小結
在本章是對夾具結構的設計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準面時，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個圓柱銷和一個削邊銷，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。選用壓緊件時用了移動壓板。
結 論
本次設計從零件的毛坯生產到最終成品，中間經過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因為是大批量生產，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調試的時間。在每道工序中都有計算切削用量和工時。
在夾具設計中，先確定工件的基準，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在此計算了了夾緊力和夾具體的誤差等。
在本次設計中已無大的問題，基本達到了要求。只是在夾具的設計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。
致 謝
在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。
這次畢業(yè)設計是在張志平老師悉心指導下完成的。張老師以其淵博的學識、嚴謹的治學風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，張老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。
在此設計及論文撰寫過程中得到了班上同學陳士超等的無私幫助，在此對你們表示衷心的感謝，感謝你們的鼎力相助。
在論文工作中，得到了機械工程學院有關領導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)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！
參 考 文 獻
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