K280-一四檔變速叉-五檔撥叉加工工藝及銑φ15凸臺夾具設計參考素材

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有， 課程設計（論文）題 目撥叉零件的機械加工工藝及夾具設計所屬部所屬專業(yè)機械設計與制造所屬班級學 號學生姓名指導教師起訖日期摘 要此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，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。關鍵詞 撥叉，加工工藝，專用夾具，設計III目 錄摘 要I目 錄II第1章 緒論1第2章 撥叉的分析32.1撥叉的工藝分析32.2撥叉的工藝要求3第3章 工藝規(guī)程設計53.1 加工工藝過程53.2確定各表面加工方案53.2.1影響加工方法的因素53.2.2加工方案的選擇63.3 確定定位基準63.3.1粗基準的選擇63.3.1精基準選擇的原則73.4工藝路線的擬訂73.4.1工序的合理組合73.4.2工序的集中與分散83.4.3加工階段的劃分93.4.4加工工藝路線方案的比較103.5撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定113.5.1毛坯的結構工藝要求113.5.2撥叉的偏差計算123.6確定切削用量及基本工時（機動時間）12第4章 銑直徑15凸臺夾具設計324.1 研究原始質料324.2 切削力及夾緊力的計算344.3 誤差分析與計算354.4 定向鍵與對刀裝置設計364.5 確定夾具體結構和總體結構384.6夾具設計及操作的簡要說明39總 結40參考文獻41致 謝42 第1章 緒論機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數據了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現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)制造還是現代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。2第2章 撥叉的分析2.1撥叉的工藝分析其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的孔，在其孔邊有平行度公差和對稱度公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。撥叉的底面，所以都要求精加工。2.2撥叉的工藝要求設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。一個好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。圖2.1 撥叉零件圖該加工有七個加工表面：平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔加工。 以平面為主有： 撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是； 叉口端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。 孔系加工有： 22的小頭孔鉆、擴和鉸加工，其表面粗糙度要求；撥叉毛坯的選擇鑄造，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是5000件，由3表2.13可知是大批量生產。上面主要是對撥叉零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產方式，從而為工藝規(guī)程設計提供了必要的準備。第3章 工藝規(guī)程設計3.1 加工工藝過程由以上分析可知，該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔系和孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于撥叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系以及孔的各尺寸精度。由上面的一些技術條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時使加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計撥叉的加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和孔加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。3.2.1影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。3.2.2加工方案的選擇 由參考文獻3表2.112可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（），粗糙度為6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 小頭孔22加工方法：加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個小坑，以便在以后加工時找正其中心，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆擴鉸。3.3 確定定位基準3.3.1粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求： 粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇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。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，主要是選擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準。3.3.1精基準選擇的原則 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側面，因為是非加工表面，所以也可以用的孔為加工基準。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。3.4工藝路線的擬訂對于中批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥叉底面大頭孔上平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則： 工序分散原則工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中原則工序數目少，工件裝，夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%1.1%蘇打及0.25%0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。3.4.2工序的集中與分散制訂工藝路線時，應考慮工序的數目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序分散的特點工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備，簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術水平要求不高。但需要設備和工人數量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中的特點工序數目少，工件裝夾次數少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。工序集中與工序分散各有特點，必須根據生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工作量，從而可取的良好的經濟效果。3.4.3加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra80100m。 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT8.8IT10。表面粗糙度為Ra101.25m。 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為IT6IT7，表面粗糙度為Ra101.25m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。方案一:1、 銑叉腳左側端面2、 銑直徑15凸臺3、鉆擴鉸直徑22孔4、銑叉腳寬度為65mm的兩內側面5、銑叉腳右側端面6、鉆擴鉸直徑22孔（A向）7、去毛刺8、熱處理9、檢驗入庫方案二:1、 銑叉腳左側端面 2.銑直徑15凸臺3、銑叉腳寬度為65mm的兩內側面4、銑叉腳右側端面5、鉆擴鉸直徑22孔6、鉆擴鉸直徑22孔（A向）7、去毛刺8、熱處理9、檢驗入庫表3.1加工工藝路線方案比較表加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。 再看后面的工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數。方案2中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。由以上分析：方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：表3.2加工工藝過程表 1、銑叉腳左側端面 2、銑直徑15凸臺3、鉆擴鉸直徑22孔4、銑叉腳寬度為65mm的兩內側面5、銑叉腳右側端面6、鉆擴鉸直徑22孔（A向）7、去毛刺8、熱處理9、檢驗入庫3.5撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉的鍛造采用的是ZG45鋼鑄造制造，其材料是ZG45，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。3.5.1毛坯的結構工藝要求撥叉為鍛造件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 鑄造件的結構中應避免深孔或多孔結構。 鑄造件的整體結構應力求簡單。 工藝基準以設計基準相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據此繪出毛坯圖。3.5.2撥叉的偏差計算 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻4表1118.8。其余量值規(guī)定為，現取。查3可知其粗銑時精度等級為IT12，粗銑平面時厚度偏差取精銑：由參考文獻3表2.358.8，其余量值規(guī)定為。 小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻3表2.22，2.225,2.313和參考文獻14表18，可以查得：孔22：鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。擴孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。鉸孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是。3.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序1：銑叉腳左側端面機床：銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數（1）粗銑左端面銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速： 式（1.1）實際銑削速度： 式（1.2）進給量： 式（1.3）工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度： 式（1.4）取刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 式（1.5）精銑端面銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速，由式（1.1）有：， 實際銑削速度，由式（1.2）有：進給量，由式（1.3）有：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，由式（1.5） 本工序機動時間：工序2：銑直徑15凸臺機床：銑床刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數（1）粗銑左端面銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速： 式（1.1）實際銑削速度： 式（1.2）進給量： 式（1.3）工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度： 式（1.4）取刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 式（1.5）精銑端面銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速，由式（1.1）有：， 實際銑削速度，由式（1.2）有：進給量，由式（1.3）有：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，由式（1.5） 本工序機動時間：工序2：以左端面為基準鉆22mm孔工件材料為鑄鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔19mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔21.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔22mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量（1）確定鉆削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z525立式鉆床說明書，取。根據參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表28-9，允許的進給量。由于所選進給量遠小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得：，由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻7表28-3，故查Z525機床說明書，取。實際切削速度為：由表28-5，故3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應地，（2）確定擴直徑22mm孔切削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-31，。根據Z525機床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 根據參考文獻7表28-33，取。修正系數：，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （3）鉸直徑22mm孔確定鉸孔切削用量確定進給量 根據參考文獻7表28-36，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。確定切削速度v及n 由參考文獻7表28-39，取。由參考文獻7表28-3，得修正系數，故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 （4）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴孔：，鉸孔：， 工序3、銑叉腳寬度為65mm的兩內側面銑削深度：=3mm每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速，由式（1.1）有：， 實際銑削速度，由式（1.2）有：進給量，由式（1.3）有：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，由式（1.5）有：本工序機動時間 工序4、銑叉腳右側端面銑削深度：每齒進給量：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81，取機床主軸轉速：， 式（1.1）實際銑削速度： 式（1.2）進給量： 式（1.3）工作臺每分進給量： ：根據參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度： 式（1.4）取刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間： 式（1.5）工序5、鉆擴鉸直徑22孔（A向）工件材料為鑄鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔19mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔21.7mm標準高速鋼擴孔鉆；鉸孔22mm標準高速鉸刀。選擇各工序切削用量（1）確定鉆削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z525立式鉆床說明書，取。根據參考文獻7表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進給機構允許的軸向力（由機床說明書查出），根據表28-9，允許的進給量。由于所選進給量遠小于及，故所選可用。2）確定切削速度、軸向力F、轉矩T及切削功率 根據表28-15，由插入法得：，由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。由參考文獻7表28-3，故查Z525機床說明書，取。實際切削速度為：由表28-5，故3）校驗機床功率 切削功率為 機床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應地，（2）確定擴直徑22mm孔切削用量1）確定進給量 根據參考文獻7表28-31，。根據Z525機床說明書，取=0.57mm/r。2）確定切削速度及 根據參考文獻7表28-33，取。修正系數：，故 查機床說明書，取。實際切削速度為 （3）鉸直徑22mm孔確定鉸孔切削用量確定進給量 根據參考文獻7表28-36，按該表注4，進給量取小植。查Z525說明書，取。確定切削速度v及n 由參考文獻7表28-39，取。由參考文獻7表28-3，得修正系數，故 查Z525說明書，取，實際鉸孔速度 （4）各工序實際切削用量 根據以上計算，各工序切削用量如下：鉆孔：，擴孔：，鉸孔：，刀具切出長度：取走刀次數為1。機動時間，由式（1.5）有：本工序機動時間 第4章 銑直徑15凸臺夾具設計4.1 研究原始質料利用本夾具主要用來加工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。由指導老師的分配，決定設計銑寬度為50mm的兩側面的銑床夾具。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。一、機床夾具定位元件工件定位方式不同，夾具定位元件的結構形式也不同，這里只介紹幾種常用的基本定位元件。實際生產中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承釘 常用支承釘的結構形式如圖6-1所示。平頭支承釘（圖a）用于支承精基準面；球頭支承釘（圖b）用于支承粗基準面；網紋頂面支承釘（圖c）能產生較大的摩擦力，但網槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基準定位且要求產生較大摩擦力的側面定位場合。一個支承釘相當于一個支承點，限制一個自由度；在一個平面內，兩個支承釘限制二個自由度；不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1 常用支承釘的結構形式2支承板 常用的支承板結構形式如圖6-2所示。平面型支承板（圖a）結構簡單，但沉頭螺釘處清理切屑比較困難，適于作側面和頂面定位；帶斜槽型支承板（圖b），在帶有螺釘孔的斜槽中允許容納少許切屑，適于作底面定位。當工件定位平面較大時，常用幾塊支承板組合成一個平面。一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度；兩個（或多個）支承板組合，相當于一個平面，可以限制三個自由度。圖6-2 常用支承板的結構形式3可調支承 常用可調支承結構形式如圖6-3所示?？烧{支承多用于支承工件的粗基準面，支承高度可以根據需要進行調整，調整到位后用螺母鎖緊。一個可調支承限制一個自由度。圖6-3 常用可調支承的結構形式 (二) 工件以孔定位常用定位元件1定位銷 圖6-6是幾種常用固定式定位銷的結構形式。當工件的孔徑尺寸較小時，可選用圖 a 所示的結構；當孔徑尺寸較大時，選用圖 b 所示的結構；當工件同時以圓孔和端面組合定位時，則應選用圖c所示的帶有支承端面的結構。用定位銷定位時，短圓柱銷限制二個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度；短圓錐銷（圖d）限制三個自由度。 圖6-6 固定式定位銷的結構形式（1）定位方案 本工序以V型塊進行定位 （2）夾緊機構 根據零件的生產率要求，采用手動夾緊裝置即可滿足要求。（3）對刀裝置 采用側裝對刀塊及平面塞尺對刀。選用JB/T 8031.4-1999直角對刀塊固定在夾具體上，保證刀具的垂直高度以及夾具體定位精度。（表5-176）（4）夾具與機床的連接元件采用兩個標準定位鍵A14h6 JB/T 8016-1999，固定在夾具體底面的同一直線位置的鍵槽中，用于確定銑床夾具相對于機床進給方向的正確位置，并保證定位鍵的寬度和機床工作臺T型槽相匹配的要求。（5）結構特點 該夾具結構簡單，操作方便，但加工精度受到定位鍵與銑床定位精度影響，定位基準與設計基準不重合，對精度產生影響。4.2 切削力及夾緊力的計算刀具：面銑刀（硬質合金） 刀具有關幾何參數： 由參考文獻55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：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，查參考文獻5121可知其公式參數： 由此可得： 所以 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可按下式計算有：式中：為各種因素的安全系數，查參考文獻5表可得： 所以有： 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力之間的關系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm4.3 誤差分析與計算該夾具以采用一面一銷再加上一擋銷的定位方式，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)定的尺寸公差。與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻5可得：銷的定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：4.4 定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。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方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據GB220780定向鍵結構如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘根據T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表5.4：表5.4 定向鍵 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195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。塞尺選用平塞尺，其結構如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺塞尺尺寸參數如表5.5：表5.5 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.25上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。4.5 確定夾具體結構和總體結構對夾具體的設計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結構的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。4.6夾具設計及操作的簡要說明為提高生產率，經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現象，選用可換定位銷。以便隨時根據情況進行調整換取。 總 結加工工藝的編制和專用夾具的設計，使對零件的加工過程和夾具的設計有進一步的提高。在這次的設計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產率都有相當大的影響。在對某幾個工序進行專用夾具設計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產率，為達到零件能在保證精度的前提下進行加工，而且方便快速，以提高勞動生產率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導老師的精心指導下，針對這些問題查閱了大量的相關資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。完成了本次設計，通過做這次的設計，使對專業(yè)知識和技能有了進一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術的工作打下了堅實的基礎。39參考文獻1 黃如林，切削加工簡明實用手冊M，北京：化學工業(yè)出版社，2004。2 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設計M，重慶：重慶大學出版社，1995。3 李洪，機械加工工藝手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，1990。4 方昆凡，公差與配合手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，1999。5 王光斗，王春福，機床夾具設計手冊M，上?？茖W技術出版社，2000。6 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊M，上海：上海科學技術出版社，1979。7 吳宗澤，機械設計實用手冊M，北京：化學工業(yè)出版社，2000。8 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊M，哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1987。9 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1984。10 周永強，高等學校畢業(yè)設計指導M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。11 楊叔子，機械加工工藝師手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，2004。22 上海金屬切削技術協會，金屬切削手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，2004。13 東北重型機械學院，洛陽農業(yè)機械學院，長春汽車廠工人大學，機床夾具設計手冊M，上海：上?？茖W技術出版社，1980。32致 謝我要特別感謝我的導師的精心指導，不僅指導我們解決了關鍵性技術難題，更重要的是為我們指引了設計的思路并給我們講解了設計中用到的實際工程設計經驗，從而使我們設計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決實際問題的能力。不僅如此，老師的敬業(yè)精神更是深深的感染了我，鞭策著我在以后的工作中愛崗敬業(yè)，導師是真真正正作到了傳道、授業(yè)、解惑。同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。同時也要感謝其他同學、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領導對我們畢業(yè)設計的重視和關心，為我們提供了作圖工具和場所，使我們能夠全身心的投入到設計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設計提供了重要保障。機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱零件名稱撥叉共1頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號機加工20銑RZG310-570毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準終單件工步號工 步 內 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1銑直徑15凸臺專用銑夾具, 硬質合金端銑刀（面銑刀）16933.40.08312.3234 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期