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1 目 錄 前言----------------------------------------------------------------2 設(shè)計(jì)目的------------------------------------------------------------2 1.CA6140 車床撥叉 813003 零件分析------------------------------------- 2 1.1 撥叉 813003 的作用----------------------------------------------- 2 1.2 撥叉 813003 的工藝分析------------------------------------------- 2 1.3 撥叉 813003 的工藝要求------------------------------------------- 3 1.4 撥叉 813003 的毛坯選擇------------------------------------------- 4 2. CA6140 車床撥叉 813003 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)---------------------------- 4 2.1 確定各表面的加工方案-------------------------------------------- 4 2.1.1 在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時(shí)，要綜合考慮的因素------- 4 2.1.2 后端面的加工------------------------------------------------- 4 2.1.3 孔的加工----------------------------------------------------- 4 2.1.4 槽的加工----------------------------------------------------- 4 2.1.5 上端面的加工------------------------------------------------- 4 2.2 確定定位基準(zhǔn)---------------------------------------------------- 4 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇------------------------------------------------- 4 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇------------------------------------------------- 5 2.3 工藝路線的擬訂-------------------------------------------------- 2 5 2.3.1 工藝過程----------------------------------------------------- 6 2.4 撥叉 813003 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定----------- 6 2.4.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求------------------------------------------- 6 2.4.2 撥叉 813003 的偏差計(jì)算---------------------------------------- 7 2.4.3 確定切削用量及基本工時(shí)--------------------------------------- 8 2.5 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排----------------------------------------- 12 3．專用夾具設(shè)計(jì)----------------------------------------------------- 14 3.1 精銑槽 18H11 的夾具設(shè)計(jì)---------------------------------------- 14 3.1.1 研究原始材料----------------------------------------------- 14 3.1.2 定位基準(zhǔn)選擇----------------------------------------------- 14 3.1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算--------------------------------------- 14 3.1.4 誤差分析與計(jì)算--------------------------------------------- 15 3.1.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明----------------------------------- 16 參考文獻(xiàn)-----------------------------------------------------------16 結(jié)束語 ------------------------------------------------------------16 前 言 通過機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識如一體(如《機(jī)械設(shè)計(jì)》 、 《機(jī) 械設(shè)計(jì)制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 、 《畫圖幾何》 、 《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 等)。讓我們對所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合； 3 使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的 基礎(chǔ)！ 在些次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì) CA6140 撥叉的銑、鉆床夾具。在此次課程設(shè) 計(jì)過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。在此期間查閱了 大量的書籍，并且得到了鐘羅杰老師的指導(dǎo)。 第 3 小組 2012 年 1 月 10 日 設(shè)計(jì)的目的： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程， 經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)；在老師的指導(dǎo)下，要求在 設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程 基本訓(xùn)練。同時(shí)，也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計(jì)達(dá)到以 下目的： 1、能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基本理論和夾具設(shè)計(jì)原理的知識，正確 地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規(guī)程等問題的方法， 培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)工藝裝備設(shè)計(jì)的一般方法。通過 學(xué)生親手設(shè)計(jì)夾具（或量具）的訓(xùn)練，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。 3、課程設(shè)計(jì)過程也是理論聯(lián)系實(shí)際的過程，并學(xué)會(huì)使用手冊、查詢相關(guān)資 料等，增強(qiáng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力。 1. 撥叉 813003 零件的分析 1.1 撥叉 813003 零件的作用 題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉 813003。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(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩 的作用。 1.2 撥叉 813003 零件的工藝分析 撥叉 813003 零件是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形 狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度 要求也很高。其底槽側(cè)邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔 軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及?4 表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命， 因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 1.3 撥叉 813003 零件的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的要求。 其 余未 注 明 圓 角 半 徑 R3~5m5錐 孔 配 作2-M8通 孔 圖 1.1 撥叉 813003 零件零件圖 其加工有四組加工： 257H?內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑 18H11 底槽； 鉆、鉸 2-M8 通孔，并攻絲。 （1） ．以 21為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽 257H?，槽數(shù)為 6 個(gè)，其粗糙 度要求是底邊 6.?Ra，側(cè)邊 3.Ra?， 1內(nèi)孔粗糙度 .3Ra?。 （2） ．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為 2。 （3） ．第三組為粗精銑 18H11 底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊.a? ，槽底的表面粗糙度要求是 .6。 （4）鉆并攻絲 2-M8。 1.4 毛坯的選擇 撥叉 813003 零件毛坯選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每 次造型。單邊余量一般在 m3~1，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的 面積較小。因其年產(chǎn)量是 5000 件，查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.1-3，生產(chǎn)類 型為中批量生產(chǎn)。 2. CA6140 車床撥叉 813003 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定各表面加工方案 5 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)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(zhì)量，同時(shí)是加工的勞 動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于設(shè)計(jì)撥叉 813003 零件的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 2.1.1 在選擇各表面、內(nèi)花鍵及槽的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 （1） ．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要 求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2） ．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單 件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。 （3） ．考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4） ．考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法 和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 （5） ．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)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(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法。 2.1.2 后端面（75*40 端面）的加工 加工精度 Ra=3.2，長度加工至 80mm 2.1.3 孔的加工 （1） 加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔 21H?加工 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-47，由于預(yù)制孔的精度為 H12，所以確定 預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度， 所以，在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。 （2） 內(nèi)花鍵的加工 通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度， 同時(shí)也能保證預(yù)制孔表面精度。 （3）2-M8 螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆，攻絲。 2.1.4 槽的加工 （1）粗加工：Ra=6.3，槽深 33mm，槽寬 16mm （2）精加工：Ra=3.2，槽深 35mm，槽寬 18H11 2.1.5 上端面的加工 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.1-12 可以確定，上端面的加工方案為：粗銑 ——精銑（ 97IT?） ，粗糙度為 Ra?6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗 糙度可以較小。 2.2 確定定位基準(zhǔn) 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1） ．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加 6 工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng) 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(zhǔn)。以求壁厚均 勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） ．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌 面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工 床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)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(xì)致的組織，以增加耐磨性。 （3） ．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 （4） ．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定 位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí) 需經(jīng)初加工。 （5） ．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 多次使用難以保證表面間的位置精度。 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 813003 零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉 813003 零件零件 圖分析可知，選擇作為撥叉 813003 零件加工粗基準(zhǔn)。 2.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 （1） ．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 （2） ．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保 證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作 為定位基準(zhǔn)。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。 （3） ．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn) 反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基 準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)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(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)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(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，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(shè)計(jì)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 813003 零件在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉 813003 零件零件 圖分析可知，它的 257H?內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾 準(zhǔn)。 2.3 工藝路線的擬訂 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉 813003 零 件的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是：先加工后端面， 預(yù)制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及 M8 7 螺紋孔。 2.3.1 加工工藝過程表 1 銑削 以前端面為基準(zhǔn)面 1，粗銑后端面（40*75 端面）Ra=6.3 臥室銑床 2 鉆孔、擴(kuò)孔 以已加工的左端面為基準(zhǔn)面 1，鉆孔?20；2 擴(kuò)孔至?22 立式鉆床 3 銑削 以右端面為基準(zhǔn)面和孔?22 的軸線為基準(zhǔn)線 1，精銑后端面（40*75 端面至 80mm）Ra=3.2 臥室銑床 4 倒角 1，倒角 15° 車床 5 拉花鍵 1，以左端面和孔?22 為基準(zhǔn)，拉花鍵 ?25H7 拉床 6 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，粗銑溝槽 18H11； Ra=6.3um 臥室銑床 7 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，精銑溝槽18H11，(槽底 Ra=6.3um，槽內(nèi)側(cè) Ra=3.2um) 臥室銑床 8 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，粗銑上平面 Ra=6.3 立式銑床 9 銑削 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，精銑上平面 Ra=3.2 立式銑床 10 鉆孔、攻螺 紋 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，鉆孔 2*?6 2，攻螺紋 2*M8mm 立式鉆床 11 鉆、鉸、錐 銷孔 以花鍵孔的軸線和左端面為基準(zhǔn) 1，鉆鉸 錐銷孔 立式鉆床 12 去毛刺 鉗工臺 13 清洗 清洗機(jī) 14 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)車間 2.4 撥叉 813003 的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉 813003 零件的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是 HT200，生產(chǎn)類型 為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 2.4.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 （1） ．撥叉 813003 零件為鑄造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，的得有尖棱、尖角。 ③、鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、芯 子。并便于起模。 ④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 （2） ．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡單。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致毛坯制造困 8 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)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(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.4.2 撥叉 813003 零件的偏差計(jì)算 （1） ．預(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計(jì)算 加工預(yù)制孔時(shí)，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵 尺寸 257Hm?，預(yù)制孔尺寸 21Hm?，查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3- 54，得花鍵拉削余量為 0.7~0.8mm，取 0.8mm，即預(yù)制孔加工到 21.m?，一 次拉削到設(shè)計(jì)要求，查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1.12-11，得花鍵偏差為0.45? （2） ．撥叉上端面的偏差及加工余量計(jì)算 根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第》表 3.2-23。其余量值規(guī)定為m4.3~7 ，現(xiàn)取 0.3。表 3.2-27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 m28.0?。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-59，其余量值規(guī)定為 1。 鑄造毛坯的基本尺寸為 723.016m??。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差為 .。? 毛坯的名義尺寸為： 7。 毛坯最小尺寸為： .5.4? 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 213?? 粗銑后最小尺寸為： 0.8.2m 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸 72mm，表面與花鍵軸的 平行度公差為 0.1mm。 （3） ．18H11（ 0.18?）槽偏差及加工余量： 鑄造時(shí)槽沒鑄出，參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表 21-5，得粗銑其槽邊雙 邊機(jī)加工余量 2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為 2.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[1]表 21-5 的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為 0.1?，精加工為 0.13?。 粗銑兩邊工序尺寸為： 1826m??； 粗銑后毛坯最大尺寸為： ..； 粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm； 粗銑槽底工序尺寸為：33mm； 精銑兩邊工序尺寸為： 0.13?，已達(dá)到其加工要求： 0.18?。 （4） 、2-M8 螺紋偏差及加工余量： 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.2-2，2.2-25,2.3-13 和《互換性與技術(shù)測量》 表 1-8，可以查得： 鉆孔的精度等級： 12?IT，表面粗糙度 12.5Raum?，尺寸偏差是 0.15m 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.3-47，表 2.3-48，表 2.3-71。確定工序尺寸及 加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲 鉆孔： 6.7m? 9 攻絲：攻 2-M8 螺紋孔。 2.4.3 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 1：鉆預(yù)制孔 機(jī)床：輕型圓柱立式鉆床 (503)ZQ 刀具：查《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表 10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆 預(yù)制孔到 ?21.2mm，所以 21.dm?。 進(jìn)給量 f：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-38，取 0.5/fmr? 切削速度 V：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-41，取 4Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n，有：100.456./in321vrd???? ， 按照《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-36，取 475/ir? 所以實(shí)際切削速度 ： 3.21.0.2/06dnms???? 切削工時(shí) 被切削層長度 l： 80m 刀具切入長度 1：12.(~)105.962rdlctgkctg??????? 刀具切出長度 l： 4 取 ml32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt： 860.7in.5jLfn?? 工序 2．拉內(nèi)花鍵 7H? 機(jī)床：臥式拉床 L6120。 刀具：查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊》表 1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第 三型號，該刀具特點(diǎn)：拉削長度大于 30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于 5。材料： W18Cr4V 做拉刀材料，柄部采用 40Cr 材料（具體刀具設(shè)計(jì)見拉刀設(shè)計(jì)） 。 拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè) 計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-118 和 2.4-119，確定拉削速度 v=0.116~0.08ms，取 0.1mvs?。 拉削工件長度 l： 80?； 拉刀長度 1： 753（見拉刀設(shè)計(jì)） ； 拉刀切出長度 2l=5~10mm，取 21l。 走刀次數(shù)一次。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-20 獲得） ， 得機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt128075318.40.1min.jl sv????? 工序 3．粗、精銑 18H11 底槽 機(jī)床：立式升降臺銑床（ XK） 10 刀具：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊》表 21-5 選用高速鋼鑲齒三面刃銑 刀。外徑 160mm，內(nèi)徑 40mm，刀寬粗銑 16mm，精銑 18mm，齒數(shù)為 24 齒。 （1） 、粗銑 16 槽 銑削深度 pa： 3m? 每齒進(jìn)給量 f：查《機(jī)械加工工藝手冊 》表 2.4-75，得 0.2~3/famz?， 取 0.2/fz?。 銑削速度 V：查《機(jī)械加工工藝師手冊》表 30-33，得 14inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n：101427.9/min3.6rD???? 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 30/inr? 實(shí)際切削速度 v： ..2506s?? 進(jìn)給量 fV： .243/4/ffaZn? 工作臺每分進(jìn)給量 m： .1infVm 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 l? 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 l：取 走刀次數(shù) 1 次 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 124081.5minjmlf??? （2） 、精銑 18 槽 切削深度 pa： 35 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.476?查得：進(jìn)給量 0.5/faz?,查《機(jī) 械加工工藝手冊》表 2.4-82 得切削速度 23/inV， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n：1035.8/min.4160Vrd???? ， 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 47.5/ir? 實(shí)際切削速度 v： .06Ds??? 進(jìn)給量 fV： .52./.9/ffaZn 工作臺每分進(jìn)給量 m： 1857infVms 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 40l， 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 11 刀具切出長度 2l：取 m? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 124081.52min7jlf??? 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 .3jjtt? 工序 4：粗、精銑上端面 機(jī)床：立式升降臺銑床 5012X 刀具：根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》表 10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃 銑刀，規(guī)格為： 6,4,3DmdLm?，齒數(shù)為 12 齒。 （1） 、粗銑上端面 銑削深度 pa： 3 每齒進(jìn)給量 f：查《機(jī)械加工工藝手冊 》表 2.4- 75， 0.5~.2f z?，取 0.2faz?。 銑削速度 V：查《實(shí)用機(jī)械加工工藝師手冊》表 11-94，得1..3mins ，取 .3mVs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：010.65.8/in4rD???? 查《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 37.5/ir? 實(shí)際切削速度 v： 3.101nms?? 進(jìn)給量 fV： 0.27.5/6./ffaZ 工作臺每分進(jìn)給量 m： 9infVs 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 80l 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =82mm 刀具切出長度 l：取 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 12801.82min9jmlf?? （2） 、精銑上端面 切削深度 pa： ? 根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊》表 11-91 查得：每齒進(jìn)給量0.1~.2/faz? ,取 0.2/fz，根據(jù)《實(shí)用機(jī)械加工工藝師冊》表 11-94 查得切削速度 8minV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： 12 10183./min.460Vnrd????， 按照《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-74 取 37.5/minr? 實(shí)際切削速度 v： ..016Dns??? 進(jìn)給量 fV： .2137.5/./ffaZ 工作臺每分進(jìn)給量 m： 983infVs 被切削層長度 l：由毛坯尺寸可知 0l， 刀具切入長度 1：10.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 l：取 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 12081.23min.6jmlf?? 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 5jjtt? 工序 5：鉆 8M孔并攻絲 機(jī)床：搖臂鉆床 3025Z 刀具：根據(jù)參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 4.3-9 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。 （1） 、鉆孔 6.7? 鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到 6.7m?再攻絲，所以.Dm? 。 鉆削深度 pa： 9.5m? 進(jìn)給量 f：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-38，取 rf/3.0? 切削速度 V：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-41，取 41Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n，有：100.4169.31/min37vrd???? ， 按照《機(jī)械加工工藝手冊》表 3.1-31 取 60/i? 所以實(shí)際切削速度 ： .7.5/dns???? 切削工時(shí) 被切削層長度 l： 42m 刀具切入長度 1：16.7(~)102.8932rDlctgkctgm??????? 刀具切出長度 l： 42 取 l 走刀次數(shù)為 1，鉆孔數(shù)為 2 個(gè) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 320.5in0.16jLfn?? 13 （2） 、攻 2-M8 螺紋通孔 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量 f：查《機(jī)械加工工藝手冊》表 1.8-1 得所加工螺紋孔螺距1.5pm? ,因此進(jìn)給量 1.25/fmr? 切削速度 V：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.4-105，取03/7.98/ins 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： 07.9831.6/min4Vrd???，取 350/inr? 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 回 ：取 35/inr?回 實(shí)際切削速度 ?： .50./1s? 被切削層長度 l： 9.m 刀具切入長度 1： (~3).23.7fm? 刀具切出長度 2l： 5?（ ） ，加工數(shù)為 2 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt：12122 9..9.53.70.13min1301jlltfnf???????回（ ） （ ） 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 12.5.6injjt??。 2.5 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該撥叉 813003 零件的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于 22.8min。 參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上） 時(shí)間定額的計(jì)算公式為： Ntktt zfjd /%)1(?? （大量生產(chǎn)時(shí) 0/?Ntz） 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： fj 其中： dt—單件時(shí)間定額 jt—基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） f—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng) 作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 k—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 （1） 鉆預(yù)制孔 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 0.37minj? 輔助時(shí)間 f：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時(shí)間為.5min 。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，并查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-42，取裝卸工件時(shí)間為 i1。則 1.52.minft??k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-43， 14k 單件時(shí)間定額 dt有：()%(0.372)(.%)3.7idjftk????? ＜22.8min 14 因此應(yīng)布置一機(jī)床即可以完成此此工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （2） 拉 ?25H7 內(nèi)花鍵 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 0.14minj? 輔助時(shí)間 f：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5-66，取工步輔助時(shí)間為 1.4min。查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-67 取裝卸工件時(shí)間為 0.5in。則.5.9ift?k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-68 得 1.6k? 單間時(shí)間定額 dt有：()1%(0.41)(.6%)2.8indjftk???? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 （3）粗、精銑 18H11 底槽 1、粗銑 16 槽 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt粗 ： 0.85minj粗 輔助時(shí)間 f：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時(shí)間為0.4min 。查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時(shí)間為 1min，單件加 工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間，由于此次工序中裝夾了兩個(gè)加工件，應(yīng)乘以多件 裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為 0.6，因此裝卸工件時(shí)間??1.6??? min，則0851.24minft 。k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13k? 單間時(shí)間定額 dt有：()(%(0.8524)(%).7mindfjtk?????粗 ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 2、精銑 18H11 槽 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt精 ： 1.minj精 輔助時(shí)間 f：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時(shí)間為0.41min 。查《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時(shí)間為 1in，單件加 工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間，由于此次工序中裝夾了兩個(gè)加工件，應(yīng)乘以多件 裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為 0.6，因此裝卸工件時(shí)間??.6??? min，則152.31minft 。k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13k? 單間時(shí)間定額 dt有：()(%(.5231)(%)5.24mindfjtk?????精 ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （4） 粗、精銑上端面 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： .0minj 15 輔助時(shí)間 ft：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-45，取工步輔助時(shí)間為min41.0 。查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-46 取裝卸工件時(shí)間為 1min。則：in41..??ftk ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-48， 13?k 單間時(shí)間定額 dt有：()%(3.0541)(%)5.04indjftk?? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成此道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （5） 、鉆、攻 2-M8 螺紋孔 1、鉆 ?6.7mm 孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： 0.5minj? 輔助時(shí)間 f：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時(shí)間為.5min 。查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-42 取裝卸工件時(shí)間為 min1。則：1.2.ift??k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-43， 4.12?k 單間時(shí)間定額 dt有：()%(0.52)(1.%)3.indjftk??? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 2、攻 2-M8 螺紋孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt： .13minj 輔助時(shí)間 f：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-41，取工步輔助時(shí)間為1.5min 。查 《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-42 取裝卸工件時(shí)間為 min1。則：.2.5ift??k ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》表 2.5-43， 4.12?k 單間時(shí)間定額 dt有：()1%(0.325)(1.%)3.0indjftk??? ＜22.8min 因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 （6）其他：略 3． 專用夾具設(shè)計(jì) 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。在加工撥叉 813003 零件零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工底槽夾具。其中加工底槽的夾 具將用于 KX52臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀， 3.1 精銑槽 18H11 夾具設(shè)計(jì) 3.1.1 研究原始材料 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側(cè)面對花鍵孔的中心線要滿足 尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時(shí)，其他都是未加工表面。為了保證 技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。 16 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：粗銑平面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用 特制心軸找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。 采用心軸定心平面定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求。同時(shí)，應(yīng)加一 圓柱銷固定好心軸，防止心軸帶動(dòng)工件在 X 方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 3.1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具材料： VCWr418（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 0015~?? 0012~8?? 08~5?n? 025~1?? mD63 8Z zmaf/2. map. 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：PzpCzKBfaF9.0172.1? 式 （2.1） 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表 102?得： 510pC? 對于灰鑄鐵： 5.0)19(Hp? 式 （2.2） 取 175HB ， 即 6.pK 所以 1.0721.0.90538.640.9()CF N????? 由《金屬切削刀具》表 1-2 可得： 垂直切削力 ： )(.9.NFCN?（對稱銑削） 式 （2.3） 背向力： 38.52.0P? 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： FKW? 式 （2.4） 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算： 6543210? 式 （2.5） 式中： 6~為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表21? 可得： 25.01.32.10. ???? 所以 )(5494NFKWC?? 式 （2.6） 6.7.756N? 式 （2.7） )(8.92.382PK??? 式 （2.8） 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便， 17 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： )(210 ??????tgtQLWz 式 （2.9） 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可查得： ?? 92?? 052??? 其中： )(60mL? )(N 螺旋夾緊力： 8.13 易得： KW?0 經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是 可靠的。 3.1.4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直 度偏差 0.08mm，槽的公差為 0.1?mm。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。 gwj???? 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差 j?，一般可用下式表示： MjWDAZWj ???? ?? 式 （2.10） 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》可得： ⑴、平面定位心軸定心的定位誤差 ： 0??WD ⑵、夾緊誤差 ： ?cos)(minaxyj???? 式 （2.11） 其中接觸變形位移值： lNcHBkRnZaZy 04.)62.19((??? 式 （2.12） myj 03.cos?? ⑶、磨損造成的加工誤差： Mj??通常不超過 m5. ⑷、夾具相對刀具位置誤差： AD取 01. 誤差總和： .52jw???? 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.1.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，該夾具設(shè)計(jì)采用了氣動(dòng)夾緊方式，在大量生產(chǎn)中可 以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省夾緊時(shí)間，提高夾緊精度，從 而提高零件的加工精度。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影 響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸采用可換的。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn) 行調(diào)整。 18 參考文獻(xiàn) [1] 何寧，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，2011-4 第一版 [2] 鄒青，機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程，2011-6 第一版 [3] 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 [M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979。 [4] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [5] 馬賢智，機(jī)械加工余量與公差手冊[M]，北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1994。 [6] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社， 1991。 [7] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2000。 19 結(jié)束語 為期 2 周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，我組 2 名同學(xué)在 老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造工藝學(xué)》 、 《機(jī)床 夾具設(shè)計(jì)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解， 強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段 是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基 準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè) 計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。通過此次 設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè) 計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題 等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力， 為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)中的不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！在 此，要感謝我們的指導(dǎo)老師鐘羅杰不厭其煩的細(xì)心指導(dǎo)。