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機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 產(chǎn)品型號 120-1702024-B? 產(chǎn)品名稱 零件名稱 變速叉-第一速及倒車 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 20# 毛坯種類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 鍛造 一 鍛壓機(jī) 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進(jìn)入加工工序 鍛造 一 20 銑 以毛坯外表面為精基準(zhǔn)，粗銑、半精銑圓弧端面 金 二 X52K銑床 專用夾具，面銑刀，游標(biāo)卡尺 25 鉆 以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔Φ19mm 金 二 Z525立式 鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭，游標(biāo)卡尺 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑圓弧底面 金 二 X52K銑床 專用夾具，面銑刀，游標(biāo)卡尺 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑寬度為19mm的溝槽 金 二 X52K銑床 專用夾具，高速鋼圓柱銑刀，游標(biāo)卡尺 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)螺紋孔M10X1 金 二 Z525立式 鉆床 專用夾具，高速鋼鉆頭，游標(biāo)卡尺 45 中間檢驗 對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗及尺寸校核 檢 三 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 檢 三 55 熱處理 對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 檢 三 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進(jìn)行尺寸修正 檢 三 65 清洗 對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理 檢 三 70 終檢 產(chǎn)品終檢，合格入庫 檢 三 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 第4章 工序25 鉆擴(kuò)孔Φ19mm夾具設(shè)計 4.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工工序工序25 鉆擴(kuò)孔Φ19mm。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 4.2 定位、夾緊方案的選擇 由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，采用一個固定V型塊和一個活動壓塊定位夾緊。 4.3切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：鉆床Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表可得： 切削力公式： 鉆φ19孔D=19mm 式中 查表得： 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表得： 有： 安全系數(shù)K可按下式計算有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 螺旋夾緊力： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.4 誤差分析與計算 該夾具以一個平面和和V型塊和活動壓塊定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。 由[5]和[6]可得： 1 定位誤差： 當(dāng)以任意邊接觸時 當(dāng)短以固定邊接觸時 通過分析可得： 因此：當(dāng)以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.6 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計與選用 工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。 圖6.1 可換鉆套 表 d D D1 H t 基本 極限 偏差F7 基本 極限 偏差D6 ＞0～1 +0.016 +0.006 3 +0.010 +0.004 6 6 9 -- 0.008 ＞1～1.8 4 +0.016 +0.008 7 ＞1.8～2.6 5 8 ＞2.6～3 6 9 8 12 16 ＞3～3.3 +0.022 +0.010 ＞3.3～4 7 +0.019 +0.010 10 ＞4～5 8 11 ＞5～6 10 13 10 16 20 ＞6～8 +0.028 +0.013 12 +0.023 +0.012 15 ＞8～10 15 18 12 20 25 ＞10～12 +0.034 +0.016 18 22 ＞12～15 22 +0.028 +0.015 26 16 28 36 ＞15～18 26 30 0.012 ＞18～22 +0.041 +0.020 30 34 20 36 HT200 ＞22～26 35 +0.033 +0.017 39 ＞26～30 42 46 25 HT200 56 ＞30～35 +0.050 +0.025 48 52 ＞35～42 55 +0.039 +0.020 59 30 56 67 ＞42～48 62 66 ＞48～50 70 74 0.040 鉆模板選用鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。 5.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 （1）應(yīng)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(yīng)該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。 （2）應(yīng)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(yīng)有足夠的厚度，剛度可以適當(dāng)加固。 （3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 夾較大的工件的外觀，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)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(yīng)能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單。 （4）應(yīng)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(dāng)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(chǎn)生更多的，一般應(yīng)在夾具體上面。 （5）安裝應(yīng)牢固、可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)夾安裝在重力的中心，夾具應(yīng)盡可能低，支撐面積應(yīng)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(jié)構(gòu)，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(chǎn)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(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟(jì)的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應(yīng)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(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵屑。 4.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，該工件不但可以采用V型塊夾緊經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 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，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 9 總結(jié)與展望 總結(jié)與展望 在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標(biāo)準(zhǔn)件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進(jìn)的加工。但也有不足之處：特別是對于鉆孔夾具，在刀具加工完退出工件孔時，有可能會劃傷工件內(nèi)孔表面，本可以在夾具體內(nèi)部設(shè)置液壓升降系統(tǒng)，使工件孔與定位立臺可升可降，這樣，在刀具退出時，使定位立臺連同工件孔一起升起，從而避免劃傷。但考慮到成本問題，未采用這種方法。為此，鉆孔的專用夾具還有待改進(jìn)。無論怎樣，這次的課程設(shè)計使我獲益良多，是我在學(xué)校的最后一次答卷，也是我成功邁向社會的第一步。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計實用手冊[M]，北京：化學(xué)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(xué)技術(shù)出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [10] 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學(xué) 號 指導(dǎo)教師 二〇 年 月 日 目 錄 第1章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 4 1.1 零件的分析 4 1.1.1 零件的作用 4 1.1.2 零件的工藝分析 4 1.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 5 1.2.1 孔和平面的加工順序 5 1.2.2 孔系加工方案選擇 5 1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準(zhǔn)的選擇 6 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 6 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 6 1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排 7 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 1.6 毛坯種類的選擇 10 1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 11 1.7.1 機(jī)床選用 11 1.7.2 選擇刀具 11 1.7.3 選擇量具 11 1.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 1.9確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 13 第2章 工序20 粗銑半精銑圓弧端面夾具設(shè)計 16 2.1研究原始質(zhì)料 16 2.2定位基準(zhǔn)的選擇 16 2.3 切削力及夾緊分析計算 17 2.4 誤差分析與計算 18 2.5 零、部件的設(shè)計與選用 19 2.5.1定位銷選用 19 2.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 19 2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21 總 結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25  第1章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是變速叉第一速及倒車。變速叉第一速及倒車的主要作用是保證各安裝孔之間的中心距及平行度，并保證部件正確安裝。因此變速叉第一速及倒車零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。 圖1.1 零件圖 1.1.2 零件的工藝分析 由變速叉第一速及倒車零件圖可知。變速叉第一速及倒車零件，它的外表面上有平面需要進(jìn)行加工。φ82.2mm系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： 1.以Φ19mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角, Φ19mm孔兩個端面,還有孔下端M10的螺紋孔. 2.以φ82.2孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括: φ82.2孔mm的孔及其倒角, φ82.2孔的孔的側(cè)面,距M10螺紋孔中心線11.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:Φφ82.2孔孔與其外端面垂直度公差為0.1mm. 1.2 變速叉第一速及倒車加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該變速叉第一速及倒車零件的主要加工表面是平面及孔系。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，對于變速叉第一速及倒車來說，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(guān)系。 由于的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 變速叉第一速及倒車類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工變速叉第一速及倒車上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速叉第一速及倒車的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 變速叉第一速及倒車零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案選擇 變速叉第一速及倒車孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系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)選擇價格最底的機(jī)床。 根據(jù)變速叉第一速及倒車零件圖所示的變速叉第一速及倒車的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，變速叉第一速及倒車孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將變速叉第一速及倒車孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運動的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。 1.3 變速叉第一速及倒車加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）保證裝入變速叉第一速及倒車的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速叉第一速及倒車的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 現(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度. 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證變速叉第一速及倒車孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速叉第一速及倒車在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速叉第一速及倒車零件圖分析可知，它的端面平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，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(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速叉第一速及倒車的裝配基準(zhǔn)，但因為它與變速叉第一速及倒車的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計算,此處不再重復(fù). 1.4 變速叉第一速及倒車加工主要工序安排 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)。變速叉第一速及倒車加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于端面平面加工完成后一直到變速叉第一速及倒車加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，端面面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于變速叉第一速及倒車，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 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(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將變速叉第一速及倒車加工工藝路線確定如下： 工藝路線一： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進(jìn)入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準(zhǔn)，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑圓弧底面 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑寬度為19mm的溝槽 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進(jìn)行尺寸修正 65 清洗 對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理 70 終檢 產(chǎn)品終檢，合格入庫 工藝路線二： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進(jìn)入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準(zhǔn)，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑寬度為19mm的溝槽 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑圓弧底面 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進(jìn)行尺寸修正 65 清洗 對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理 70 終檢 產(chǎn)品終檢，合格入庫 上述方案主要是以Φ19mm孔位基準(zhǔn),,M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點. 綜合選擇方案一： 10 毛坯 采用20#鋼模鍛造毛坯外形，正火處理 15 探傷 超聲波探傷毛坯，檢驗合格后進(jìn)入加工工序 20 銑 以毛坯外表面為精基準(zhǔn)，粗銑、半精銑圓弧端面 25 鉆 以圓弧端面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔Φ19mm 30 銑 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑圓弧底面 35 銑槽 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，粗銑寬度為19mm的溝槽 40 鉆 以Φ19mm軸線定位基準(zhǔn)，鉆擴(kuò)螺紋孔M10X1 45 中間檢驗 對加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗及尺寸校核 50 去毛刺 去除加工后的表面毛刺 55 熱處理 對圓弧端面進(jìn)行表面淬火以保證硬度HRC52~63. 60 修正 熱處理后尺寸發(fā)生微量變化，對表面進(jìn)行尺寸修正 65 清洗 對加工后產(chǎn)品表面進(jìn)行清理 70 終檢 產(chǎn)品終檢，合格入庫 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速叉第一速及倒車”零件材料為20鋼，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用模鍛毛坯。 “變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.8Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. Φ19mm孔的兩個上端面 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm. 2. φ82.2mm孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.22mm. 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設(shè)計手冊>>表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。 由于設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn),應(yīng)該采用調(diào)整法加工.因此在計算最大,最小加工余量時,應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定. 5. Φ19mm孔 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm. 6. φ82.2mm孔 參照<<機(jī)械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜R59.5mm,精鏜φ82.2mm. 厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+2*2=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.3*2=14.6mm 毛坯最小尺寸: 12-0.5*2=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.7*2=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-2*0.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm. 1.6 毛坯種類的選擇 零件材料為20鋼，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型模鍛，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為20#、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀不是很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇模鍛成型。 1.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 1.7.1 機(jī)床選用 ①.工序端面加工是銑加工。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用銑床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K型銑床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》表４.２-７。 ②.工序鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 1.7.2 選擇刀具 ①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金銑刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金銑刀 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 1.7.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 1.8 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接座” 零件材料為20鋼，查《機(jī)械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄鐵的物理性能，20鋼密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表1-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇模鍛類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種模鍛的類別、特點和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種模鍛方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件。 表1-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 模鍛方法 公差等級CT 灰鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機(jī)器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓模鍛 7~9 熔模模鍛 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 1-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表1-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >190~250 6.0 4.0 端面、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時位置處于端面面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 1.9確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） 工序20 以外圓表面為基準(zhǔn)，粗銑半精銑圓弧端面 機(jī)床：銑床X6132 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 齒 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序25 鉆擴(kuò)Φ19mm孔 1.先鉆底孔鉆孔Φ18.5mm 機(jī)床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ,V=17m/min. 采用高速鋼鉆頭, 2.擴(kuò)孔Φ19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 工序30 粗銑圓弧底面 機(jī)床：數(shù)控銑床 VMC650 刀具：高速鋼刀具 查夾具手冊, 查夾具手冊,V=40m/min. V=35m/min 工序40 鉆M10螺紋孔并倒角1200；攻螺紋M10； (1)鉆M10螺紋孔并倒角1200 機(jī)床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 采用麻花鉆,V=20m/min. （2） 攻螺紋M10. 機(jī)床：鉆床Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表4.3～9，選硬質(zhì)合金絲錐 V=6m/min 第2章 工序20 粗銑半精銑圓弧端面夾具設(shè)計 2.1研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用工序20 粗銑半精銑圓弧端面，要滿足對稱度要求以及其兩邊的平行度要求。在銑工序20 粗銑半精銑圓弧端面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度。 2.2定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。外圓輪廓用V型塊其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇外圓輪廓用V型塊和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來設(shè)計本道工序的夾具，以兩支撐釘和外圓輪廓用V型塊的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)作為夾緊機(jī)構(gòu)。 2.3 切削力及夾緊分析計算 刀具：鋸片銑刀（硬質(zhì)合金） 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 2.4 誤差分析與計算 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷，孔與銷間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 2.5 零、部件的設(shè)計與選用 2.5.1定位銷選用 本夾具選用一可換定位銷和固定棱形銷來定位，其參數(shù)如下表： 表5.1 定位銷 d H D 公稱尺寸 允差 12 16 15 ～0.011 22 5 1 4 M12 4 2.5.2 定向鍵與對刀裝置設(shè)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(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產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4： 表5.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 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(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表5.5： 表5.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 2.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 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，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。 23 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)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(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進(jìn)行專用夾具設(shè)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(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)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(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計實用手冊[M]，北京：化學(xué)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(xué)技術(shù)出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984。 [10] 周永強，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 [11] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。 [12] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004。 [13] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。 32 致 謝 我要特別感謝我的導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，不僅指導(dǎo)我們解決了關(guān)鍵性技術(shù)難題，更重要的是為我們指引了設(shè)計的思路并給我們講解了設(shè)計中用到的實際工程設(shè)計經(jīng)驗，從而使我們設(shè)計中始終保持著清晰的思維也少走了很多彎路，也使我學(xué)會綜合應(yīng)用所學(xué)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(dǎo)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(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)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(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障。 同時也要感謝其他同學(xué)、老師和同事的熱心幫助，感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對我們畢業(yè)設(shè)計的重視和關(guān)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(shè)計中去，為更好、更快的完成畢業(yè)設(shè)計提供了重要保障。