異形撥叉 工藝及鉆26孔夾具設計-單邊中心距48[含高清CAD圖工序卡說明書]

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遼寧工程技術大學課程設計 第 23 頁 共 23 頁 1.零件的工藝分析及生產類型的確定 1.1零件的用途 該撥叉應用在某拖拉機變速箱的換擋機構中。撥叉頭以Φ26mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經Φ5mm孔與變速叉軸聯(lián)結，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構就通過撥叉頭部的操縱孔帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。兩個零件鑄在一起，加工時分開。 1.2分析零件的技術要求 該撥叉的全部技術要求列如下表: 加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及等級精度 表面粗糙度Ra(μm) 形位公差(mm) 撥叉頭兩端面 23 IT11 6.3 0.05 A 撥叉腳兩端面 9 IT7 1.25 0.05 A 撥叉腳內表面 Φ26 IT6 0.8 Φ8㎜孔 Φ8 IT7 0.8 φ5㎜孔 φ5 IT7 0.8 該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳內表面、叉軸孔φ8㎜（H7）、螺紋孔φ5㎜（H7）和撥叉腳兩端面，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。 1.3審查撥叉的工藝性 分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；φ8㎜孔和φ5㎜螺紋孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（撥叉腳內表面、撥叉腳兩端面、變速叉軸孔φ8㎜和孔φ5㎜）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削的粗加工就可以達到加工要求；而主要加工表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.3.1以φ8為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ8 的孔，粗糙度要求是0.8，以及其上下兩個端面，φ5孔的端面是一個有一定角度的斜面，內表面的粗糙度要求是0.8。 1.3.2以φ26為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ26的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即φ26 的孔上下兩個端面與φ8 的孔有垂直度要求為0.05 mm。 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。并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 1.4確定撥叉的生產類型 由于零件的產量為20件，因此確定該撥叉生產類型為單件小批量生產。 2.確定毛坯 2.1確定毛坯的種類和制造方法 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主編） 零件材料為HT200，采用鑄造。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》（機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），得知小批量生產的鑄造方法為砂型鑄造。 2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由表2-2可確定小批量生產或單件生產的毛坯鑄件的公差等級CT為13～15，選用13級。 根據(jù)毛坯的制造方法和鑄件材料由表2-5可知毛坯要求的機械加工余量等級為F～H，選用H。根據(jù)最終機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸和機械加工余量等級由表2-4可知要求的鑄件機械加工余量RMA為1。 由表2-3可分別確定毛坯鑄件中的各加工表面的尺寸公差CT的值：撥叉腳內表面CT=7㎜、撥叉腳兩端面CT=2㎜、撥叉頭兩端面CT=4.6㎜、變速叉軸孔φ8㎜CT=2.8㎜和螺紋孔φ5㎜CT=2.8㎜。 撥叉腳內表面φ26㎜，由公式（2-2）可得鑄件毛坯的基本尺寸R=F-2RMA-CT/2=26-2×1-7/2=20.5㎜，故基本尺寸可標注為20.5±1.75㎜。 由于撥叉頭兩端面的厚度23㎜≦25㎜，故將毛坯鑄件的公差等級精一級，為12級。其余與上同理可得毛坯撥叉頭兩端面厚度的基本尺寸為26.3±1.15㎜。 同理得毛坯撥叉腳兩端面厚度的基本尺寸為11±0.5㎜，毛坯變速叉軸孔的基本尺寸為φ5.6±0.7㎜，紋孔φ5的毛坯的基本尺寸為φ1.6±0.7㎜。 3.工藝規(guī)程設計 3.1基面的選擇 ? ? 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，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 3.1.1精基準的選擇 根據(jù)該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉頭上端面和叉軸孔φ8㎜作為精基準，零件上的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。叉軸孔φ8㎜的軸線是設計基準，選用其作精基準定位加工撥叉腳兩端面和孔φ5㎜，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選用撥叉頭上端面作為精基準同樣是遵循了“基準重合”的原則，因為該撥叉在軸向方向上的尺寸多以該端面作為設計基準；另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產生彎曲變形，為了避免在機械加工終產生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應垂直于主要定位基面，并應作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用撥叉頭上端面作精基準，夾緊可作用在撥叉頭的下端面上，加緊穩(wěn)定可靠。 3.1.2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。作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。該撥叉選擇變速叉軸孔φ8㎜的外圓面和撥叉頭下端面作粗基準。采用φ8㎜外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭下端面作粗基準加工上端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。 3.2制定工藝路線 ? ? 制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,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。 3.2.1. 工藝路線方案一 工序Ⅰ：粗銑撥叉頭的上、下表面。利用Φ20外圓定位，以上下兩個表面互為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅱ：鉆、粗鉸、精鉸Φ8孔。以Φ20外圓和其下端面為粗基準，選用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅲ：粗銑、半精銑、精銑φ26的上、下端面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用臥式雙面銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸的叉口的內圓面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用四面組合鉆床和專用夾具。 工序Ⅴ：車倒角。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用CA6140臥式車床加專用夾具。 工序Ⅵ：鉆、攻螺紋Φ5孔，以Φ8的孔定位，選用四面組合鉆床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ26的叉口，用寬為3的切斷刀，選用X5012立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ：工序檢驗。 3.2.2.工藝路線方案二 工序Ⅰ：切斷φ26的叉口，用寬為3的切斷刀，選用X5012立式銑床加專用夾具。 工序Ⅱ：粗銑撥叉頭的上、下表面。利用Φ20外圓定位，以上下兩個表面互為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅲ：粗銑、半精銑、精銑φ26的上、下端面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用臥式雙面銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：鉆、粗鉸、精鉸Φ8孔。以Φ20外圓和其下端面為粗基準，選用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅴ：粗銑、半精銑、精銑的叉口的內圓面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅵ：車倒角。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用CA6140臥式車床加專用夾具。 工序Ⅶ：鉆、攻螺紋Φ5孔，以Φ8的孔定位，選用四面組合鉆床加專用夾具。 工序Ⅷ：工序檢驗。 以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程卡片”。 以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工手段之后，就會發(fā)現(xiàn)仍有問題，主要表現(xiàn)在φ8的孔、Φ5孔和φ26的內表面與端面加工要求上,以上幾者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆mm的孔。由此可以看出：先鉆φ8的孔，再由它定位加工φ26的內圓面及端面，保證φ8的孔與φ26的叉口的端面相垂直。因此，加工以鉆φ8的孔為準。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。 具體方案如下： 工序Ⅰ：粗銑撥叉頭的上、下表面。利用Φ20外圓定位，以上下兩個表面互為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅱ：鉆、粗鉸、精鉸Φ8孔。以Φ20外圓和其下端面為粗基準，選用Z535立式鉆床加專用夾具。 工序Ⅲ：粗銑、半精銑、精銑φ26的上、下端面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅳ：鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸的叉口的內圓面。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用X5012立式銑床和專用夾具。 工序Ⅴ：車倒角。利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，選用CA6140臥式車床加專用夾具。 工序Ⅵ：鉆、攻螺紋Φ5孔，以Φ8的孔定位，選用X5012立式銑床加專用夾具。 工序Ⅶ：切斷φ26的叉口，用寬為3的切斷刀，選用X5012立式銑床加專用夾具。 工序Ⅷ：工序檢驗。 3.3確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 3.3.1粗銑撥叉頭的上下表面的加工余量及公差 因為撥叉頭上下端面的粗糙度為6.3，所以粗銑一次即可。該孔的精度要求在IT7～IT8，選用IT7。毛坯鑄件的公差值T=4.6。加工過程為： ① 以撥叉頭下端面定位，粗銑上端面，保證工序尺寸P1； ② 以撥叉頭上端面定位，粗銑下端面，保證工序尺寸P2，達到零件圖設計尺寸D的要求，D=23 參照《機械制造技術基礎課程設計指導書》表2-39和表2-40確定工序尺寸及余量為：毛坯26.3±1.15㎜ 公差值T=4.6 mm 粗銑23mm 2Z=3.3 公差值T=0.021mm 3.3.2鉆φ8的孔加工余量及公差 該孔的粗糙度為0.8，精度要求在IT7～IT8，選用IT7。參照《機械制造技術基礎課程設計指導書》表2-28、2-39和表2-40確定工序尺寸及余量為：查表2-2，小批量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為13～15級，選用11級。MA為H。 毛坯φ5.6±0.7 mm 公差值T=1.4mm 鉆孔φ7.8mm 2Z=2.2mm T=0.15 粗鉸φ7.96mm 2Z=0.16mm T=0.09 精鉸φ8mm 2Z=0.04mm T=0.064 3.3.3銑φ26的上下端面的加工余量及公差 因為φ26的上下端面得粗糙度要求為1.25，因此要粗銑、半精銑，再精銑。參照《機械制造技術基礎課程設計指導書》表2-39和表2-40確定工序尺寸及余量為：查表2-2，小批量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為13～15級，由于基本尺寸原因選用10級。MA為H。 毛坯上下端面尺寸的基本尺寸為11±0.5 mm 粗銑φ26的上、下端面的工序尺寸為10mm 2Z=1.0 T=0.022 半精銑φ26上、下端面的工序尺寸為9.4 mm 2Z=0.6 T=0.015 精銑φ26上、下端面的工序尺寸為9 mm 2Z=0.4 T=0.015 3.3.4鉆φ26的叉口的內圓面的加工余量及公差 因為φ26的叉口的內表面的粗糙度要求為0.8，因此要鉆、擴孔鉆、粗鉸和精鉸。參照《機械制造技術基礎課程設計指導書》表2-28、2-39和表2-40確定工序尺寸及余量為：查表2-2，小批量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為13～15級，由于基本尺寸原因選用12級。MA為H。 毛坯φ20.5±1.75㎜，CT12 鉆φ24㎜， T=0.21mm 擴孔鉆φ25.8㎜， 2Z=1.8mm T=0.13mm 粗鉸φ25.94㎜， 2Z=0.14mm T=0.033 mm 精鉸φ26㎜， 2Z=0.06mm T=0.021 mm 3.3.5鉆、攻螺紋φ5孔的加工余量及公差 因為φ5螺紋孔的內表面的粗糙度要求為0.8，要鉆孔、擴孔和攻螺紋。參照《機械制造技術基礎課程設計指導書》表2-28、2-39和表2-40確定工序尺寸及余量為：查表2-2，小批量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為13～15級，由于基本尺寸原因選用11級。由表1-10螺紋公差帶為7H。 毛坯φ1.6mm T=1.4 mm 鉆孔φ2.7mm 2Z=1.1 mm T=0.074 mm 鉆擴孔φ4.5mm 2Z=1.8 mm T=0.018mm 攻螺紋φ5mm 2Z=0.5 mm T=0.012mm 3.3.6切斷φ26的叉口 3.4切削用量的計算 3.4.1工序Ⅰ：粗銑撥叉頭的上下表面 該工序分兩個工步，工步1是以撥叉頭下表面定位，粗銑上表面；工步2是以撥叉頭上表面定位，粗銑下表面。由于這兩個工步是在一臺機床上經一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度v、進給量f和背吃刀量是一樣的。 ①背吃刀量的確定 由上可知粗銑前毛坯撥叉頭上下表面的基本尺寸為26.3 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗銑工位的背吃刀量為（26.3-23）/2=1.65 mm。 ②進給量的選擇 由表5-7（《機械制造技術基礎課程設計指導》），按機床功率為≤5KW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0. 2㎜/z。 ③銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為49m/min。由公式（5-1） 可求得該工序銑刀轉速，n=1000×49m/min/3.14×80㎜=195.06r/min，參照表4-15所列X5012型立式銑床的主軸轉速，取轉速n=188r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度 3.4.2工序Ⅱ：鉆、粗鉸、精鉸Φ8孔 ⑴加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200 加工要求：鉆Φ8的孔，其表面粗糙度值為Ra=0.8μm；先鉆Φ7.8的孔，然后粗鉸Φ7.96的孔，再精鉸Φ8孔。 機床：Z535立式鉆床。 ⑵計算切削用量 1）鉆孔工步 ①背吃刀量的確定 取2.2㎜。 ②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.1㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為鑄鐵，硬度為200～241的條件選取，切削速度v可取為15 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉速n=612.4 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=750r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 2）粗鉸工步 ①背吃刀量的確定 取0.16㎜。 ②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.5㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵，加工孔徑為6～10㎜的條件選取，切削速度v可取為3 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉸刀轉速n=120 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=140r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 3)精鉸工步 ①背吃刀量的確定 取0.04㎜。 ②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.3㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵，加工孔徑為6～10㎜的條件選取，切削速度v可取為5 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉸刀轉速n=199 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=275r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 3.4.3工序Ⅲ：粗銑、半精銑、精銑φ26的上下端面 該工序分三個工步，工步1是利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，粗銑上下端面；工步2是利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，半精銑上下端面；工步3是利用Φ8的孔定位，以兩個面作為基準，精銑上下端面。由于上下端面是在一臺機床上經一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度v、進給量f和背吃刀量是一樣的。 1）粗銑工步 ①背吃刀量的確定 由上可知粗銑前毛坯φ26叉口的上下表面的基本尺寸為11 mm，由于上下表面的粗糙度相同，因此粗銑工位的背吃刀量取1.0mm。 ②進給量的選擇 由表5-7（《機械制造技術基礎課程設計指導》），按機床功率為≤5KW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.2㎜/z。 ③銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為40m/min。由公式（5-1） 可求得該工序銑刀轉速，n=1000×40m/min/3.14×80㎜=159.2r/min，參照表4-15所列X5012型立式銑床的主軸轉速，取轉速n=188r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度 2）半精銑工步 ①背吃刀量的確定 半精銑工位的背吃刀量取0.6mm。 ②進給量的選擇 由表5-7，按機床功率為≤5KW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.12㎜/z。 ③銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為49m/min。由公式（5-1） 可求得該工序銑刀轉速，n=1000×49m/min/3.14×80㎜=159.2r/min，參照表4-15所列X5012型立式銑床的主軸轉速，取轉速n=188r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度 3）精銑工步 ①背吃刀量的確定 半精銑工位的背吃刀量取0.4mm。 ②進給量的選擇 由表5-7（《機械制造技術基礎課程設計指導》），按機床功率為≤5KW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.08㎜/z。 ③銑削速度的計算 由表5-9，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為57.6m/min。由公式（5-1）可求得該工序銑刀轉速，n=1000×57.6m/min/3.14×80㎜=229.3r/min，參照表4-15所列X5012型立式銑床的主軸轉速，取轉速n=263r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際銑削速度 3.4.4.工序Ⅳ：鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸φ26的叉口 ⑴加工條件 工件材料：灰鑄鐵HT200；要求：鉆Φ26的孔，其表面粗糙度值為Ra=0.8μm；由表2-28可知：先鉆Φ24的孔，然后擴孔鉆Φ25.8的孔，再粗鉸Φ25.94的孔和精鉸Φ26的孔；機床：Z535立式鉆床。 ⑵計算切削用量 1）鉆孔工步 ①背吃刀量的確定 取3.5㎜。 ②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.25㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為鑄鐵，硬度為200～241的條件選取，切削速度v可取為12 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉速n=159.2 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=195r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 2）擴孔鉆工步 ①背吃刀量的確定 取1.8㎜。 ②進給量的確定 由表5-23，按工件材料為鑄鐵，硬度按﹥200HBS，加工孔徑取為25㎜的條件選取，并按Ⅱ組數(shù)據(jù)選取該工步的每轉進給量f=0.55㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵，硬度為200～241的條件選取，切削速度v可取為16m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉸刀轉速n=197.5 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=195r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 3）粗鉸工步 ①背吃刀量的確定 取0.14㎜。 ②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=1.5㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵，加工孔徑為15～40㎜的條件選取，切削速度v可取為3 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉸刀轉速n=36.83 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=68r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 4）精鉸工步 ①背吃刀量的確定 取0.06㎜。 ②進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.8㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-31，按工件材料為鑄鐵，加工孔徑為15～40㎜的條件選取，切削速度v可取為5 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉸刀轉速n=61.24 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=100r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 3.4.5工序Ⅴ：鉆、攻螺紋φ5的孔 該工序分兩個工步，工步1是利用Φ8的孔定位，鉆Φ4.5的孔；工步2是利用Φ8的孔定位，攻螺紋Φ5的孔。 1）鉆孔工步 ①背吃刀量的確定 為1.8㎜。 ②進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.05㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為鑄鐵，硬度為200～241的條件選取，切削速度v可取為10 m/min。由公式（5-1） 可求得該工序鉆頭轉速n=707.7 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=750r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 2）攻螺紋工步 ①背吃刀量的確定 為0.5㎜。 ②進給量的確定 由于攻螺紋的進給量就是被加工螺紋的螺距，根據(jù)表2-39可知普通細牙螺紋的螺距為0.5㎜/r，因此f=0.5㎜/r。 ③切削速度的計算 由表5-37，查得攻螺紋的切削速度v=5～10 m/min，故暫取v=5 m/min。由公式（5-1） 可求得該工位的主軸轉速n=318.47 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=400r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度 3.4.6工序Ⅵ：切斷φ26的叉口 3.4.7.工序Ⅶ：檢驗 3.5時間定額的計算 由于時間定額計算過程較長，在這里只寫出夾具設計工序的單間時間，其余各工序的單件時間過程將在草稿上完成，并會將數(shù)據(jù)結果填寫在機械加工工藝過程卡片上。 工序Ⅳ——鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸φ26的叉口 3.5.1基本時間 （1）鉆孔工步 根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式求得。式中=9㎜；=1～3㎜，取=1㎜；經公式計算=9.8㎜；f=0.25㎜/r；n=195r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間=（9㎜＋9.8㎜＋1㎜）/（0.25㎜/r×195r/min）≈0.41min=24.6s。 （2）擴孔鉆工步 同上，根據(jù)表5-41可由公式求得該工步的基本時間。式中=9㎜；=1～3㎜，取=1㎜；經公式計算=1.7㎜；f=0.55㎜/r；n=195r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間=（9㎜＋1.7㎜＋1㎜）/（0.55㎜/r×195r/min）≈0.11min=6.6s。 （3）粗鉸工步 根據(jù)表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式求得該工步的基本時間。式中、由表5-42按=15°、=（D-d）/2=0.07㎜的條件查得=0.37㎜；=15㎜；而=9㎜；f=1.5㎜/r；n=68r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間=（9㎜＋0.37㎜＋15㎜）/（1.5㎜/r×68r/min）≈0.24min=14.4s。 （4）精鉸工步 同上，根據(jù)表5-41可由公式求得該工步的基本時間。、由表5-42按=15°、=（D-d）/2=0.03㎜的條件查得=0.19㎜；=13㎜；而=9㎜；f=0.8㎜/r；n=100r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間=（9㎜＋0.19㎜＋13㎜）/（0.8㎜/r×100r/min）≈0.28min=16.8s。 3.5.2輔助時間 根據(jù)《課程設計指導書》第五章第二節(jié)所述，輔助時間與基本時間之間的關系為=（0.15～0.2），暫取=0.15，則本工序的輔助時間為： 鉆孔工步的輔助時間：=0.15×24.6s=3.69s 擴孔鉆工步的輔助時間：=0.15×6.6s=0.99s 粗鉸工步的輔助時間：=0.15×14.4s=2.16s 精鉸工步的輔助時間：=0.15×16.8s=2.52s 3.5.3其他時間 除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結時間。在此將準備與終結時間忽略不計；取布置工作地時間是作業(yè)時間的3％，取休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2％，工序其他時間（＋）可按關系式（3％＋2％）×（＋）計算，則 鉆孔工步的其他時間：＋ =5％×（24.6s＋3.69s）=1.41s 擴孔鉆工步的其他時間：＋ =5％×（6.6s＋0.99s）=0.38s 粗鉸工步的其他時間：＋ =5％×（14.4s＋2.16s）=0.83s 精鉸工步的其他時間：＋ =5％×（16.8s＋2.52s）=0.97s 3.5.4單件時間 鉆孔工步=24.6s＋3.69s＋1.41s=29.7s 擴孔鉆工步=6.6s＋0.99s＋0.38s =7.97s 粗鉸工步=14.4s＋2.16s＋0.83s =17.39s 精鉸工步=16.8s＋2.52s＋0.97s =20.29s 因此，本工序的單件時間=29.7s＋7.97s＋17.39s＋20.29s=75.35s 4．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，需要設計專用夾具。根據(jù)老師給定的題目，并設計工序4—鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸Φ26孔的專用夾具。本專用夾具將用于Z535立式鉆床的加工。刀具為麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀，制造夾具體毛坯的材料為HT200。通過鑄造得到。 4.1問題的提出 本夾具主要用來工序4—鉆、擴孔鉆、粗鉸、精鉸Φ26孔。由于工步較多，工藝要求相對較高，加工相對復雜。本夾具的設計工程中應主要考慮如何定位，使用六點定位原理限制六個自由度。同時由于加工過程中受力較大，受力方向較多，還應考慮如何才能實現(xiàn)很好的夾緊，以便進行相應的機械加工。其次還應考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度。本專用夾具將用于Z535立式鉆床的加工。 4.2夾具設計 4.2.1定位方案 工件以Φ20外圓及端面為定位基準，采用固定V型塊、活動V型塊與平面組合定位方案。其中平面限制工件三個自由度，固定V型塊限制兩個自由度，活動V型塊限制一個自由度。本方案中對工件采用了完全定位，工件的六個自由度都進行了限制。綜上，該定位方案可行。 4.2.2夾緊機構 采用螺旋推動活動V型塊夾緊機構，通過擰緊右端C型固定手柄壓緊螺釘，推動活動V型塊壓緊工件實現(xiàn)夾緊。 4.2.3夾具與機床聯(lián)接元件 采用兩個標準定為鍵，固定在夾具體底面同一條直線位置的鍵槽中，用于確定機床夾具相對于機床進給方向的正確位置。要保證定位鍵的寬度與機床工作臺T型槽相匹配的要求。定位鍵可以承受一定的銑削扭矩，減輕夾緊螺栓、夾具體與機床的負荷，加強夾具加工過程的穩(wěn)定性。 4.2.4定位誤差分析 定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為三個支承釘和一個V形塊，定為基準與工序基準相重合，所以基準不重合誤差△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。由表2-3鑄件尺寸公差，基準位移誤差為。所以定位誤差。 4.2.5切削力與夾緊力的計算 各工序中，鉆孔過程受力最大，所以只計算該工序切削力即可。 鉆孔切削力：查《機床夾具設計手冊》P70表3-6，得鉆削力計算公式： 式中 P───鉆削力 t───鉆削深度, 9mm S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ24mm HB───布氏硬度，220HBS 所以 =813（N） 鉆孔的扭矩： 式中 S───每轉進給量, 0.25mm D───麻花鉆直徑, Φ24mm HB───布氏硬度，220HBS =0.014××× =1760(N·M) 根據(jù)手冊查得該夾緊力滿足要求，故此夾具可以安全工作。 5.體會與展望 課程設計就要結束了，在這兩個多星期的課程設計過程中，我不僅將以前所學的各科知識進行了系統(tǒng)的復習，更加學到了新的知識，同時對于課程設計的過程以及方法、步驟等都進行了深刻的了解與掌握。課程設計是《機械制造技術基礎》課程的一個重要環(huán)節(jié)。本次設計通過理論與實踐的結合，加深了我們對理論知識的理解，強化了生產實習中的感性認識。 根據(jù)《課程設計指導書的》中課程設計的過程主要分為兩大部分，首先要制定機械加工工藝規(guī)程，再次要設計專用夾具。在完成這兩大部分的過程中，我將這學期的《機械制造技術基礎》中的知識進行了深刻的理解，同時鍛煉了我理論聯(lián)系實際的能力。本次我所設計的是鉆床夾具，鉆床夾具與其他機床的夾具的主要不同在于它有獨特的元件——鉆套與鉆模板。因此，設計鉆床夾具時，除了根據(jù)加工要求選擇夾具類型外，主要是鉆模板與鉆套的選擇與設計。本設計采用了可換鉆套和手動螺旋快速夾緊機構，從而大大提高了由于鉆、擴、絞孔而頻繁換鉆套的生產效率，夾具的加工精度都采用普通級，充分考慮了制造成本。缺點是本設計的操作需要人力，所以在生產自動化方面有待改進。 在課程設計過程中，我找到了自身存在的缺點和不足，知識掌握不夠牢固，做事不夠細心和全面，我會在以后的學習和生活中改掉自己的缺點，彌補不足之處。 最后，要特別感謝我的授課和指導老師。在課程設計的過程中老師給予了我細心的幫助、辛勤的指導、孜孜不倦的教誨，我才能夠較好地完成此次的課程設計。 6．參考文獻 [1]孟少農主編.機械加工工藝手冊[M].機械工業(yè)出版社，1991 [2]李益民主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社，1993 [3]崇 凱主編.機械制造技術基礎[M].化學工業(yè)出版社，1993 [4]王紹俊主編.機械制造工藝設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1987 [5]黃如林主編.切削加工簡明實用手冊[M].化學工業(yè)出版社，2004 [6]薛源順主編.機床夾具設計[M].機械工業(yè)出版社，1995 [7]崇 凱主編.機械制造技術基礎課程設計指南[M]. 化學工業(yè)出版社，2006.12 [8]陳于萍，高曉康主編.互換性與測量技術[M].北京高等教育出版社，2005. 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